GNS Gesellschaft für Nachhaltige Stoffnutzung mbh

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1 GNS Gesellschaft für Technologie- und Kompetenzfelder Technologie- und Kompetenzzentrum Klärschlammverwertung Mitteldeutschland 1. Treffen am in Markranstädt, LAV 0

2 GNS - Firmenprofil Gründung im März 1998 Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse und Abfällen Verfahrensentwicklung und Patentierung Aufbau und Betrieb von Laboranlagen Errichtung und Betrieb von Pilot- und Demonstrationsanlagen Engineering (chemische Auslegung, Basic Design, Behörden-Engineering) Expertise zu thermischen, thermochemischen, physikalisch-chemischen und biochemischen Biomassekonversionsverfahren Gutachten, Verfahrensbewertung Laboruntersuchungen, Prozesssimulationen, Engineering wissenschaftliche Konzeption und Begleitung von Projekten 1

3 Ansprechpartner Expertenteam: Dr. rer. nat. Ute Bauermeister (Chemikerin, Geschäftsführerin) Prof. Dr. habil. Herbert Spindler (Chemiker, Senior Berater) Dipl.-Ing. Thomas Meier (Chemie-Verfahrensingenieur) Geschäftsführung: Dr. Ute Bauermeister Tel: +49(0) Labor: Dipl.-Ing. Anett Paul Technologie- und Gründerzentrum Weinbergweg 23, D Halle / Saale Tel./Fax: +49(0) / info@gns-halle.de; 2

4 Patentierte Verfahren (1): katalytisch-partiellallotherme Biomasse-Vergasung Verringerung der Teerbildung, Absenkung der Schwellentemperatur und Beschleunigung der Vergasungsreaktionen durch katalytische Reaktionslenkung Forschungs- und Pilotanlage auf dem Campus Merseburg ( ) Energetisch optimale Ausnutzung der chemischen Energie der Biomasse bei reduzierter Teiloxidation und intelligenter Nutzung interner Wärmequellen Damit: Hohe Effizienz der Gaserzeugung Maximaler elektrischer Anlagenwirkungsgrad Reduktion der Stromgestehungskosten Hohes Marktpotenzial für die dezentrale Nutzung Geeignet für Festbett- oder Wirbelbettvergaser Holzvergasung Wr. Neustadt 560 kw el Mitarbeit Engineering, Optimierung ( ) Vergaser PGW300 der Stadtwerke Rosenheim, Katalysatoreinsatz (2011/12) Ligento-Vergaser, Katalysatoreinsatz (2013/2014) 3

5 Patentierte Verfahren (2): Behandlung von Gärresten nach dem ANAStrip -Verfahren Modifiziertes Strippverfahren, bei der aus den Gärresten Ammoniak mit BHKW-Abwärme ohne Verwendung von Laugen und Säuren oder externen Strippmedien entfernt wird. Bindung des Ammoniak bevorzugt mit REA-Gips unter Erzeugung von Ammoniumsulfatlösung und Kalk als zugelassene mineralische Düngemittel Damit: Energiesparendes und umweltfreundliches Verfahren zur Minderung von Emissionen und Verlusten an Dünge-Stickstoff aus Gärresten Wichtiger Teilschritt zur Totalaufbereitung und Schließung von Nährstoffkreisläufen Hohes Marktpotenzial für Biogaskonzepte mit N-reichen Substraten (z.b. Hühnermist) 4 ANAStrip -Referenzanlage an der BENAS-Biogasanlage bei Bremen (2007) Pilotanlage an der Biogasanlage Obhausen vom Agrarunternehmen Barnstädt (2003) ANAStrip -Referenzanlage an der Biogasanlage von agri.capital in Röblingen (2012)

6 ANAStrip -Anlage der BENAS Biogasanlage: Die erste ANAStrip -Anlage wurde 2007 in Niedersachsen bei Bremen an einer 5-MW el -Biogasanlage errichtet. Die Realisierung erfolgte nach den Planungsvorgaben von GNS und SSM durch den Betreiber selbst. Betriebsdaten der ANAStrip -Anlage (Sommer 2012) Input Output Zulauf [m³/d] 192 Ablauf [m³/d] ca. 182 NH 4 -N [g/l] 3,85 bis 4,45 NH 4 -N [g/l] 0,7 bis 0,85 TS [%] 7,1 bis 7,5 TS [%] 8,3 bis 9 ph 8,1 bis 8,4 ph 8,9 bis 9,6 Leitfähigkeit [ms/cm] 20 bis 22 Leitfähigkeit [ms/cm] 10 bis 13 REA-Gips [t/d] 4 bis 5 Düngekalk, 76 % TS [t/d] 2,9 bis 3,4 Wärme [kw] 800 bis Ammoniumsulfatlösung, (5 % N, 6 % S) [t/d] 10,5 bis 13 Strippbehälter, Außenansicht Ausbringung der ASL mittels Feldspritze Abladen von REA-Gips Abtrennung von Kalk Lagerung von Kalk 5

7 ANAStrip -Anlage zur BGA Röblingen: Errichtung einer Biogasanlage (ca. 3 MW Stromäquivalent) durch die Firma agri.capital mit Biomethanerzeugung, Gärrestaufbereitung und Düngerproduktion ( ) Realisierung: GNS mbh, Halle/Saale; chemische Auslegung SSM - Technology, Nauen; Verfahrensengineering AIM Technical Solution GmbH, Timelkam (A); Anlagenbau Strippbehälter mit Rückkühlsystem Agrarunternehmen Barnstädt, Hühnermastbetrie b Gipsdosierer Kalklager Gipslager Was wird mit der ANAStrip -Anlage erreicht? Einsatz von Hühnerfestmist mit 70% des N-Eintrages Bindung von 65% des N-Eintrags in ASL und Kalk Reduktion von Emissionen um ca. 70 % bei Ausbringung von Gärresten 6

8 Forschungsprojekt ANAklär Gesellschaft für Anpassung des ANAStrip -Verfahrens zur N-Rückgewinnung für Kläranlagen mit Klärschlammfaulung ( ), gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft, Programmlinie COIN Netzwerkpartner: AIM Technical Solution GmbH, Timelkam (A) GNS mbh, Halle/Saale (D) SSM - Technology, Nauen (D) HIPI Ziviltechniker GmbH, Vöcklabruck (A) Universität für Bodenkultur Wien, IFA Tulln (A) Zulauf Vorklärung Belebungsbecken Nachklärung ANAStrip - Anlage V1 Ablauf Errichtung und Betrieb einer Pilotanlage an der Kläranlage Tulln: 2 x 2 m² Faultürme mit Strippung und Schlammbehandlung Cofermente Modelvarianten Faulturm Faulschlamm Klärschlamm ANAStrip -Anlage V3 mit Recycling ANAStrip -Anlage V2 ohne Recycling Entwässerung Variante 1 Variante 2 Variante 3 Presswaserbehandlung Faulschlammbehandlung, Gesamtstrom, Teilstrom Faulschlammbehandlung mit Rezyklierung, Gesamtstrom, Teilstrom Ergebnisse: Reduktion der N-Rückbelastung um ca % Erhöhung der Biogasproduktion im Faulturm um ca % Reduktion des Fällmittelverbrauchs um ca. 20 % Verminderung der Kosten für Fäll- und Flockungsmittel Reduktion der zu entsorgenden Klärschlammmenge 7

9 Forschungsprojekt Gärproduktfasern Gesellschaft für Mitbehandlung der festen Gärprodukte im Rahmen eines F&E-Projektes ( ) 1 Netzwerkpartner: Nova-Institut GmbH, Hürth (D) GNS mbh, Halle/Saale (D) Glunz AG, Meppen (D) BENAS GmbH, Vorwerk (D) großmaßstäblicher Betriebsversuch im Laminatepark Eiweiler: Zusatz bis zu 5% Biogasfasern in die laufende Produktion mittels manueller Zugabe Herstellung von 140 m³ normgerechten hochdichten Faserplatten bzw m² marktkonformen Laminatfußboden Untersuchung gereinigter Biogasfasern im Labor Tests von Prüfmustern Herstellung von 10 t gereinigter Biogasfasern 1 gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) Herstellung von Laminatplatten 8

10 F&E-Dienstleistungen: Partner für Biogasanlagen Gärversuche Analyse von Substraten und Gärrückständen Substratvorbehandlung und zur Gärrestbehandlung GPS, extrudiert Untersuchung von Brennstoffen aus Biomassen und Abfällen in der Verbrennung und Vergasung Charakterisierung und Einsatztests von Strohbriketts, Klärschlammpellets und Gärresten in Pilotanlagen und im Labor Untersuchung von Aschen und deren Verwertbarkeit Einsatz von Katalysatoren in der Vergasung und Nachverbrennung 9

11 Zusammenarbeit mit der Wissenschaft: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Zentrum für Ingenieurwissenschaften: - Durchführung verfahrenstechnischer Berechnungen - Betreuung studentischer Praktika und Studienarbeiten Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften: - Untersuchung von Emissionen und Düngewirkungen aus Gärresten Hochschule Merseburg (FH) FB Chemie- und Umweltingenieurwesen: - Betreuung studentischer Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten - Vorlesung Energetische Biomassenutzung Forschungs- und Beratungszentrum für Maschinen- und Energiesysteme e.v. (FBZ), An-Institut der HS Merseburg: - Zusammenarbeit in Forschungsprojekten, Betreuung von Pilotanlagen Hochschule Köthen (FH) - Betreuung studentischer Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten 10

12 Mitgliedschaften: FEE, Fördergesellschaft Erneuerbarer Energien e.v. DGMK, Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.v. NAROSSA e.v, Nachwachsende Rohstoffe Sachsen- Anhalt Kompetenzzentrum Bioenergie e.v., Leipzig Mitteldeutsches Unternehmensnetzwerk CINGS 11