ERZEUGUNG EINES PRODUKTGASES AUS BIOMASSEREFORMIERUNG MIT SELEKTIVER CO2-ABTRENNUNG

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1 ERBA - ERZEUGUNG EINES PRODUKTGASES AUS BIOMASSEREFORMIERUNG MIT SELEKTIVER CO2-ABTRENNUNG Science Brunch: an der Technischen Universität Graz, am 14.Oktober 2014 STEFAN MÜLLER Institute of Chemical Engineering: Future Energy Technology Prof. Hermann Hofbauer

2 Motivation Rahmenbedingungen: Europäische Energiepolitik Roheisenerzeugung Substitution von Erdgas Qualität der Endprodukte Ausgangsituation: Sorption Enhanced Reforming Labormaßstab Forschungsfrage: Optimierung des Prozesses für die Einbindung Dr. Stefan Müller Folie 2/16

3 Stand des Wissens zu Projektbeginn: Prozessentwicklung Erste Experimente im Labormaßstab (Wien, Stuttgart, Güssing) Herausforderungen: Hoher BM-Verlust (Abrieb) Verweilzeit für hohe CO2 Beladung Projektziel: [1] Grafik: Grasa G.S., 2006 Optimierung Bettmaterial & Anlagedesign (Abscheidersystem) Erzeugung eines hochwertigen Reduktionsgases Dr. Stefan Müller Folie 3/16

4 Methodik 1. Untersuchung Bettmaterial 2. Experimentelle Untersuchung (100 kw Versuchsanlage) 3. Entwurf Abscheidersystem 4. Untersuchung Abscheider (Kaltmodell) 5. Prozesssimulation 6. Optimierung Versuchsanlage (100 kw Versuchsanlage) 7. Potentialstudie Großanlage Dr. Stefan Müller Folie 4/16 [1] Grafik: Schmid J.C., 2012

5 Auswahl Kalksorte (Bettmaterial) Dr. Stefan Müller Folie 5/16

6 Ergebnisse Experimente Sorption Enhanced Reforming (100kW) 2 Versuchsergebnis ERBA TG C TC C H 2 vol.-% db CO vol.-% db CO 2 vol.-% db CH 4 vol.-% db C x H y vol.-% db [1] Grafik: Schmid J.C., 2012 [2] Daten: Müller S., 2013, S Dr. Stefan Müller Folie 6/16

7 Design Abscheidersystem Dr. Stefan Müller Folie 7/16

8 Optimierte Versuchsanlage [1] Grafik: Schmid J.C Dr. Stefan Müller Folie 8/16

9 Optimierte Versuchsanlage Dr. Stefan Müller Folie 9/16

10 Optimierte Versuchsanlage Dr. Stefan Müller Folie 10/16

11 Potentialstudie Großanlage Anlagen Input Term Unit Value Biomass (wood chips) kg/h Biomass water content wt.-% 40 Biomass (lhv) MJ/kg 9.53 Biomass (chem. energy) kw Electricity consumption kw Anlagen Output Term Unit Value Product gas (reducing agent) Nm³ wet /h Product gas (reducing agent - lhv) MJ/kg wet Product gas (reducing agent - lhv) MJ/Nm³ wet Product gas (water content) vol% 7.81 Product gas (red. agent - chem. en.) kw Electricity steam power (gross) kw Electricity steam power (net) kw Dr. Stefan Müller Folie 11/16

12 Zusammenfassung Das Projekt hat gezeigt das Sorption Enhanced Reforming eine geeignete Verfahrensroute darstellt um Erdgas durch Biomasse in der Roheisenerzeugung zu substituieren. Durchgeführte Versuche mit einer 100 kw Versuchsanlage lieferten gute Ergebnisse. Die Experimente zeigten, dass verfügbare Kalksteinsorten gute Voraussetzungen für den Prozessbetrieb aufweisen. Im Zuge des Projektes ERBA wurde die Versuchsanlagentechnik für weiterführende Versuche optimiert. Eine weitere Versuchsserie soll die Optimierung der Prozessparameter ermöglichen und den Langzeitbetrieb untersuchen Dr. Stefan Müller Folie 12/16

13 Ausblick Dr. Stefan Müller Folie 13/16

14 Projektmeeting Dr. Stefan Müller Folie 14/16

15 Achema Dr. Stefan Müller Folie 15/16

16 Auszug Literatur Müller, S., Pröll, T., Hofbauer, H., 2012, "A Thermodynamic Investigation of Dual Fluidized Bed Biomass Gasification with Sorption Enhanced Reforming", in: Proceedings of the 21st International Conference on Fluidized Bed Combustion (FBC), June 2012, Naples, Italy, pp , ISBN Müller, S., 2013, "Hydrogen from Biomass for Industry - Industrial Application of Hydrogen Production Based on Dual Fluid Gasification", PhD thesis, Vienna University of Technology, ISBN: Kolbitsch, M., Schmid, J.C., Diem, R., Müller, S., Hofbauer, H., 2014, "Influence of Fuel Feeding Position on Sorption Enhanced Reforming in a Dual Fluid Gasifier" at: 11th International Conference on Circulating Fluidized Bed Technology (CFB11), May 2014, Beijing, China Jentsch, R., Sorption Enhanced Reforming within the Next Generation Gasifier Design, Master Thesis, Institute of Chemical Engineering, Vienna University of Technology, to be published Dr. Stefan Müller Folie 16/16

17 ERBA - ERZEUGUNG EINES PRODUKTGASES AUS BIOMASSEREFORMIERUNG MIT SELEKTIVER CO2-ABTRENNUNG Science Brunch: an der Technischen Universität Graz, am 14.Oktober 2014 STEFAN MÜLLER Institute of Chemical Engineering: Future Energy Technology Prof. Hermann Hofbauer