Vollautomatische Mothermik Holzverstromungsanlage für den Dauerbetrieb

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1 Vollautomatische Mothermik Holzverstromungsanlage für den Dauerbetrieb Regenerative, CO 2 -neutrale Energie made in Germany Mitgliedsunternehmen im Bundesverband BioEnergie e.v.

2 Erlöse aus dem Anlagenbetrieb decken die Investitionskosten schon nach kurzer Zeit Mehr als 10 Jahre Entwicklungsarbeit stecken in dieser neuen, richtungsweisenden, mit regenerativen Brennstoffen betriebenen MHKW-Anlagentechnik darüber hinaus das über zwei Jahrzehnte gewachsene Knowhow eines von Zulieferern weitgehend unabhängigen Unternehmens. Ziel war die Entwicklung eines vollautomatischen Komplettsystems zur Verstromung von Holzbrennstoffen. Ein eigens entwickelter Holzvergaser und die zugehörigen Komponenten, wie Gas- und Wasseraufbereitung, Holzlogistik inklusive Trocknung sowie die Anpassung bewährter Mothermik Zündstrahl- Motorentechnik ermöglichen den Dauerbetrieb. Die vollautomatisch agierende Mothermik Holzverstromungsanlage, mit ebenfalls vollautomatisch angelegter Holzlogistik, ist neu und bisher einzigartig am Markt. Hohen Emissionsund Umweltschutzanforderungen wird konsequent entsprochen. Die CO 2 -neutrale Energieerzeugung unter Nutzung heimischer Ressourcen ist ein entscheidender Beitrag zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern. Das Funktionsprinzip Als Brennstoff dient unbelastetes Holz (gemäß Biomasseverordnung). Das Holz kommt in Form von Holzhackschnitzeln, oder in vergleichbarer Beschaffenheit (Korngröße, Fließverhalten) zum Einsatz. Systematisch wird der Brennstoff, ausgehend vom jeweiligen Feuchtegehalt im Lieferzustand, auf einen verfahrenstechnisch notwendigen Wassergehalt von ca.15% getrocknet. Die hierzu erforderliche Wärmeenergie wird aus dem laufenden Prozess bereitgestellt. Die gesamte, notwendige Holzlogistik führt ein intelligentes, lasergesteuertes Greifkransystem vollautomatisch aus. Alle Transportaufgaben, von der Anlieferfläche bis hin zur Vergaserbeschickung werden zuverlässig und störunempfindlich erledigt. Aufgrund dieser neuen Konzeption kann auf den Einsatz konventioneller Fördertechnik, wie Schnecken, Schubböden, Bänder etc. verzichtet werden. Im Festbettvergaser mit neu entwickelter Reaktorgeometrie durchläuft der Brennstoff mehrere Reaktionszonen, in deren Verlauf kontinuierlich Brenngas erzeugt wird. Die im Brennstoff mit eingetragenen Fremdstoffe (Metall, Glas, Steine etc.) werden in einer kleinen Menge Holzkohlekoks ausgetragen. Nach Aussonderung der Fremdstoffe, steht ein sehr hochwertiger, pulverförmiger Holzkohlekoks zur Verfügung. Die ebenfalls im Prozess entstehende Mineralasche ist hierin enthalten, weshalb deren Entsorgung entfällt. Der Holzkohlekoks wird verkauft, oder anderweitig verwendet. Das aus dem Reaktor abgeführte, heiße Brenngas muss in mehreren Verfahrensschritten aufbereitet werden, bevor es einer motorischen Verbrennung zugeführt werden kann. In der Sektion Gaskühlung mit integrierter Gasreinigung, werden Reststäube durch eingesprühtes Wasser abgeschieden. Das Wasser wird im geschlossenen Kreislauf rückgekühlt und gereinigt. Rückgewonnene Wärme wird zur Trocknung eingesetzt. Die abgeschiedenen Feststoffe gelangen in den Vergaser zurück. Danach wird das Rohgas einer speziellen, hochwirksamen Endreinigung unterzogen. Diese ist für die dauerhafte motorische Nutzung des Gases unabdingbar. Die vom Maschinensatz und Vergasungsprozess abgegebenen Wärmeströme werden vollständig der Brennstofftrocknung zur Verfügung gestellt. Es besteht die Möglichkeit Wärme auszukoppeln und für andere Zwecke bereitzustellen (Kraft-Wärme-Kopplung).

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4 Die Anlage ist mit einer neuartigen Vergasungsreaktor- Geometrie und hochwirksamen Gasendreinigung ausgestattet vorgereinigt Chemische Reaktionen bei der Holzvergasung Pyrolyse (endotherm/exotherm): Holzpolymere gasförmige und flüssige Pyrolyseprodukte Oxidation (exotherm): C + O 2 CO 2 CxHy + (x + 1/ 4 y) O 2 x CO 2 + 1/ 2 y H 2 O Boudouard-Reaktion (endotherm): C + CO 2 2 CO Wassergas-Reaktion (endotherm): C + H 2 O CO + H 2 C x H y + x H 2 O x CO + (x + 1/ 2 y) H 2 exotherm: energieliefernd endgereinigt endotherm: energieverbrauchend Im konstanten Produktionskreislauf wird dem Reaktor vorgetrockneter Brennstoff mit einem Wassergehalt von ca. 15 % zugeführt. In der Trocknungszone des Reaktors entweicht und verdampft die Restfeuchte der Biomasse in einem fein differenzierten Prozess kontinuierlich zunehmender Wärme, bei einer Spitzentemperatur von 200 C. Die Zersetzung chemischer Verbindungen (Pyrolyse) erfolgt in hoher Prozesskontinuität bei Temperaturen zwischen 200 und 700 C. Hier entstehen vor allem Kohlenwasserstoffe. Im homogenen Glutbett der Oxidationszone wird der Vergasungsprozess unter Zugabe von Luft bei mehr als 1100 C ausgelöst. Im Anschluss an die Reduktionszone wird das Holzgas nach unten abgeführt. Das erzeugte Rohgas strömt in der Doppelwandung des Reaktors zur Aufbereitungsanlage. Hochwertiger Holzkohlekoks wird zur Weiterverarbeitung auf einer Vibrorinne automatisch ausgetragen. externe Holzvortrocknung Holztrocknung im kontinuierlichen Prozess Funktionsdarstellung einer Mothermik Holzverstromungsanlage Außenluft wird als Oxidationsmittel zugeführt Gasabzug mehrfache Wassereindüsung Holzgaskühlung Holzgasvorreinigung Holzgasendreinigung Festbett- Vergasungs-Reaktor mit Holzbeschickungseinrichtung Holzteer- Rückführung Gasförderstation Lieferumfang für schlüsselfertige Anlagen: Vergasungsreaktor, MHKW-Anlagen für 150 oder 250 kw elektrische Nennleistung, Gas- und Wasseraufbereitung, Steuerung für MHKW und Vergaser, Abgaswärmetauscher, Trocknungseinrichtung. Vollautomatische Holzlogistik mit intelligentem, lasergesteuertem Greifkransystem. Gas- Regelstrecke Hackschnitzelfilter hochwertiger Holzkohlekoks wird zur Weiterverarbeitung automatisch ausgetragen getrennte Störstoffe werden entnommen Waschwasser- Rückkühlung Bandfilter Entnahme von Reststoffen Zündöl Mothermik Zweistoff-MHKW Strom Wärme

5 Maschinensatz Bewährte Mothermik Zweistoff-MHKW-Technik Typ MTHG.CNm.160 = 150 kw elektrische Nennleistung/160 kw absolute Elektrische Leistung (inklusive Eigenbedarf), 8 Zylinder Viertakt Diesel/Gas Hybrid Turbo-Motor, 4-Ventiltechnik Typ MTHG.CNm.265 = 250 kw elektrische Nennleistung/265 kw absolute Elektrische Leistung (inklusive Eigenbedarf), 12 Zylinder Viertakt Diesel/Gas Hybrid Turbo-Motor, 4-Ventiltechnik Spezielle Gasregelstrecke für den Einsatz von Holzgas Weiterentwicklung des pat., selbstreinigenden Abgaswärmetauschers für die Erwärmung von Luft Neues Kraftstoffsystem zur Minimierung des Zündstrahlanteils Neu überarbeitete Kopfelektronik Diesel/Gas-Hybridmotor für Netzparallelbetrieb, wahlw. 160 oder 265 kw elektrischer Leistung Wassergekühlter Abgasturbolader und wassergekühlter Abgaskrümmer Bürstenloser Drehstrom-Konstantspannungs-Innenpol-Synchrongenerator mit temperaturüberwachten Sonderwälzlagern Oxidationskatalysator zur Einhaltung der TA-Luft Kennwerte der Gesamtanlage (Massenbilanz) bezogen auf Betriebsstunden Eingangsgrößen pro Stunde pro Jahr Maschinensatz Typ MTHG.CNm. 160 kw 265 kw 160 kw 265 kw Zündölverbrauch ca.*) 4,5 l 7,0 l l l Hackschnitzelverbrauch atro ca. 114 kg 189 kg 969 to to Holz-Volumen Fichte/Tanne ca. 0,76 Srm 1,26 Srm Srm Srm Holz-Schüttgewicht atro ca. 150 kg/srm (Hackschnitzel mm) Ausgangsgrößen pro Stunde pro Jahr Maschinensatz Typ MTHG.CNm. 160 kw 265 kw 160 kw 265 kw Holzkohlekoksaustrag ca. 6 kg 12 kg 51 to 102 to Elektrische Arbeit ca. 160 kw 265 kw kwh kwh Thermische Arbeit ca.**) 155 kw 244 kw kwh kwh *) Heizöl EL oder RME (Biodiesel) **) Nur Motorkühlwasserwärme 80 C/60 C. Alle anderen Wärmen werden zur Trocknung des Brennstoffes verwendet. Energiebilanz der Gesamtanlage Eingangsgrößen (bezogen auf Brennstofftrockenmasse) Maschinensatz Typ MTHG.CNm. 160 kw 265 kw Heizwert des Holzes H u atro 5,00 kwh/kg 5,00 kwh/kg Heizwert des Zündöls H u 9,95 kwh/l 9,95 kwh/l Eingang Holz atro 969 to 1,607 to Eingang Heizöl EL l l Q zu Holz atro kwh kwh Q zu Heizöl EL kwh kwh Q zu Gesamt kwh kwh Eigenverbrauch elektrisch ca kwh kwh Ziel netto Einspeisung 150 kw 250 kw Ausgangsgrößen Maschinensatz Typ MTHG.CNm. 160 kw 265 kw Ausgang Holzkohle ca. 51 to 102 to Q ab elektrisch ca kwh kw Q ab thermisch Heizwärme ca kwh kw Q ab thermisch Trocknung ca kwh kw Q ab Gesamt ca kwh kw Wirkungsgrad und spezifische Größen Maschinensatz Typ MTHG.CNm. 160 kw 265 kw η el der Gesamtanlage*) ca % % spez. Holzverbrauch atro ca. 0,74 kg/kwh el 0,72 kg/kw el spez. el. Arbeit ca. 1,30-1,40 kwh el /kg 1,30-1,40 kw el /kg spez. th. Arbeit (80 C) ca. 1,3 kwh th /kg 1,3 kw th /kg *) bezogen auf Holzhackschnitzel gemäß o.a. Eingangsgrößen, Eingang Beschickung/Strom an der Klemme Aufnahme des Brennstoffes vom Frischholzplatz Beschickung des Trockner-Einfüllschachtes Visualisierung der Trockner- und Kransteuerung mit umfangreicher Bedienerfunktion Entnahme des Brennstoffes aus dem Trockneraustrag Beschickung der Vibrorinne des Vergasers Am Prozessende ausgetragener Holzkohlekoks Zu- und Abluftsysteme des Trockners und Container-Kraftwerke

6 Ursprünglich in Simmern/Hunsrück beheimatet, hat die Mothermik GmbH im Mai 2003 wesentlich größere Produktionsstätten in /Hunsrück bezogen. Hier können Sie die neue vollautomatische Mothermik Holzverstromungsanlage im Dauerbetrieb kennen lernen. Auch die eigens entwickelte Holzlogistik mit intelligentem, lasergesteuertem Greifkran ist hier im Einsatz. Wimmer, Lahnstein 9/2004 M O SEL A 48 A 61 Kastellaun Simmern Kirchberg Koblenz A 61, Abfahrt 43 A 61 RHEIN Bingen A 66 A 61, Abfahrt 43 L215/K100 A 61 So finden Sie uns: A 61, Autobahnabfahrt 43, über die L 215/K 100 erreichen Sie nach ca. 1,5 km den Ort folgen Sie ab Ortsmitte der Straße in Richtung Laudert etwa 300 Meter nach Ortsende rechts abbiegen, Industriegebiet MHKW-Anlagen Holzverstromungsanlagen Niederlassungen Hamburg Beratung, Vertrieb, Fertigung und Technischer Kundendienst Süd-West Mothermik GmbH, Industriestraße Telefon +49 (0) 6746/ Fax +49 (0) 6746/ info@mothermik.de Steinfurt/Borghorst Düsseldorf Münster Dortmund Leipzig Berlin Dresden Technischer Kundendienst Nord-West Mothermik GmbH, Nordwalderstraße Steinfurt / Borghorst Telefon +49 (0) 2552/98574 Fax +49 (0) 2552/ borghorst@mothermik.de Technischer Kundendienst Ost Mothermik Motorenheizkraftanlagen Chemnitz GmbH, Obere Hauptstraße Wittgensdorf Telefon +49 (0) 37200/88282 Fax +49 (0) 37200/88283 chemnitz@mothermik.de Frankfurt Chemnitz/Wittgensdorf Saarbrücken Nürnberg fossile & regenerative MHKW-Anlagentechnik /Hunsrück Stuttgart München Die in dieser Information enthaltenen Angaben sind Produktbeschreibungen auf der Grundlage unserer Erfahrung und Prüfungen. Sie berücksichtigen keine Details aus konkreten Anwendungsfällen. Aus den Angaben können keine Ersatzansprüche abgeleitet werden. Unsere Lieferkonditionen sind objektbezogen. Dem Fortschritt dienende Änderungen und Ergänzungen behalten wir uns vor. Bei technischen Fragen wenden Sie sich bitte an uns.