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Fachbeitrag
15.03.2022  |  660x
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Chancen in Torrefizierung geringwertiger Biomasseströme

Klinkenberg Zaanstad B.V. untersuchte die Nutzung geringwertiger Biomasseströme zur Wärmeerzeugung. Das Endziel ist eine Torrefizierungsanlage im Produktionsmaßstab, um aus dem, was jetzt Abfall ist, Energie zu erzeugen.
Klinkenberg Zaanstad B.V. hat eine Studie über die Verwendbarkeit und Verfügbarkeit von ungenutzten, geringwertigen Biomasseströmen durchgeführt, die zur Wärmeerzeugung genutzt werden können.

Torrefizierung

Durch Torrefizierung und anschließende Pelletierung dieser Biomasseströme entsteht ein Endprodukt mit einer hohen Energiedichte, das im Vergleich zur unbehandelten Biomasse bessere Eigenschaften aufweist. Mit finanzieller Unterstützung der Provinz Noord-Holland in Form eines MIT-Machbarkeitszuschusses wurden zehn Bioabfallströme auf folgende Aspekte hin untersucht:
  • Umwandlungswirkungsgrad des Torrefizierungsprozesses je Biomasseart
  • Verfügbarkeit der Biomasse
  • Verbrennungseigenschaften
  • Die Gesamtkosten für die Verarbeitung der Biomasse zu einem torrefizierten Endprodukt.

Batch-Test-Reaktor

Die von CCS Energie-advies durchgeführten Durchführbarkeitsstudien zeigen, dass die Torrefizierung für eine Reihe von Biomassearten einen positiven Business Case darstellt. Klinkenberg entwickelte und baute einen Torrefizierungsreaktor, um die optimalen Torrefizierungsbedingungen für jede Biomasseart zu bestimmen. Durch Torrefizierung mehrerer Chargen der gleichen Biomasseart, wobei jedes Mal ein einzelner Parameter (wie Verweilzeit und Temperatur des Reaktors) geändert wurde, wurden die optimalen Bedingungen für jede Biomasseart ermittelt.

Straßenrandgras

Ein gutes Beispiel für eine ungenutzte Biomasseart ist Straßenrandgras, das bei der Bodenbearbeitung von Naturflächen anfällt. Mit dem Torrefizierungstester wurde das Gras am Straßenrand torrefiziert, siehe Bilder.
Die Untersuchung der Verbrennungseigenschaften hat gezeigt, dass bestehende mittelgroße Heizkessel, die mit Holzpellets/Spänen befeuert werden (z. B. zur Beheizung von Gewächshäusern, Schwimmbädern oder eines Wohnturms), mit einigen Änderungen für die Verbrennung von torrefizierten Pellets geeignet sind.

Die vielversprechenden Ergebnisse der Machbarkeitsstudie führten zu einer Folgestudie mit dem Ziel, einen groß angelegten Schneckenreaktor für die Torrefizierung zu entwickeln, der 4 Tonnen frische Biomasse pro Stunde torrefizieren kann. Um diese große Anlage zu konzipieren und zu realisieren, muss erforscht werden, wie sich Biomasse in einem Schneckenreaktor verhält. Unter anderem sind die Strömungseigenschaften der einzelnen Biomassearten und die entsprechende Wärmeübertragung vom Reaktor auf die verschiedenen Biomassen unbekannte Prozessparameter, die für jede Biomasseart bestimmt werden müssen.

Torrefizierung-Schneckenreaktor

Um diese unbekannten Prozessparameter bestimmen zu können, wurde eine Folgestudie begonnen, die durch einen MIT-F&E-Zuschuss der Provinz Noord-Holland gefördert wird. Die Folgeforschung besteht in der Entwicklung und dem Bau eines mobilen Schneckenreaktors für die Biomassetorrefizierung, der 50 kg frische Biomasse pro Stunde torrefizieren kann. Ziel dieses Systems ist es, verschiedene Biomassearten unter verschiedenen Prozessbedingungen zu testen. Durch die Untersuchung der Auswirkungen der einzelnen Prozessparameter können die optimalen Prozessbedingungen für jede Biomasseart ermittelt werden. Später sollen diese Parameter für die Errichtung einer Torrefizierungsanlage im Produktionsmaßstab verwendet werden.

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