biomass 3

1. Regenerative Energietechnik II
Biomasse Teil 1
From trash to cash
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2. Prinzipielle Pfade der Biomassekonversion
Thermal Biological Physical
Excess air Partial air No Air Anaerobe
Pretreatment Vergärung
Combustion Gasification Pyrolysis Hydrolysis
Fermentation (Heat & Pressure)
Heat Fuel Gases Liquids Ethanol CH4 Liquids
(CO + H2)
H2
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3. World Energy Scenarios
Energy Transitions
% of Primary Energy
80%
Traditional
Traditional
Biomass
Coal
60%
Oil
40%
New
Gas Renewables
20%
Hydro Biofuels
0% Nuclear
1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050
Quelle: Shell Nederland
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4. Wirkungsgrade von Biokonversionsprozessen
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5. Van Krevelen Diagramm
Atomares H/C Verhältnis
1.8 Biomasse
1.6
Torf
1.4
1.2 Braunkohle Holz
Kohle Lignin
1.0 Zellulose
0.8
0.6
0.4 Zunahme Heizwert
0.2 Steinkohle
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Atomares O/C Verhältnis
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6. Trockensubstanzheizwerte verschiedener Stoffe
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7. Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik

8. Abhängigkeit des unteren
Heizwerts HU von der
Feuchtigkeit verschiedener
Brennstoffe
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9. Heizwert einiger feuchter Stoffe
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10. Biomassefeuerung:
Durchbrandkessel
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11. Biomassefeuerung: Unterbrandkessel
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12. Hamburg: Müllverwertung Borsigstraße (MVB)
• 320.000 t Siedlungsabfälle pro Jahr • Produktion von Dampf für Fernwärmenetz
für 54.000 Haushalte
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13. Biomassekraftwerk der MVV Energie AG in Mannheim
• Stromerlös: 8,7 Cent/kWh
• Volllaststunden: 8.000 h/a
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14. Vergasung von Biomasse
Methanol
Biomass and waste
DME
Gasification H2
Reforming Synthesis Gas
Fischer
-Tropsch
Natural Gas
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15. Gleichstrom- und Gegenstromvergaser
• Gegenstromvergaser • Gleichstromvergaser
(Updraft gasifier) (Downdraft gasifier)
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16. Chemische Gleichgewichte bei der Vergasung
< C + CO2 ? 2 CO ? Ho = 172.6 kJ/mol
< C + H2O ? CO + H2 ? Ho = 131.4 kJ/mol
< C + 2 H2 ? CH4 ? Ho = - 74.9 kJ/mol
< C + O2 ? CO2 ? Ho = - 393.5 kJ/mol
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17. Biomassevergasung
Imbert-Vergaser:
Festbettvergasung im
Gleichstrom
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18. Vergasungsvorgänge im Gleichstromvergaser
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19. Modularer Biomassevergaser der Grupo Guascor (Spanien)
FLYING ASH TAR
REMOVAL REMOVAL
BIOMASS
EQUIPMENT EQUIPMENT
TORCH
Pressure, Humidity
BIOGAS & temperature
BIOGAS
condition module
GUASCOR ENGINE
AIR /
OXYGEN FBLD 1MWE
ASH TAR
CHAR
ENERGÍA
ENERGÍA
• Biomasse: 700 kg/h Holzschnitzel ELÉCTRICA
TÉRMICA
• Elektrische Leistung: 700 kW
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20. International research centre in Värnamo in south Sweden
The aerial photo shows the Värnamo Gasifier site with different biofuel
qualities in store
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21. Verwendungsmöglichkeiten für Synthesegas
Cat: Ni, Fe,
HYDROGEN
Cu-Zn
Cat: Cu-Zn, ETHANOL,
BIOMASS Cu-Co MIXED ALCOHOLS
Cat: Cu-ZnO
METHANOL, DME
Cat: H3PO4,
Cr2O3 OLEFINS
FEED PREP
LPG
Cat: Fe
NAPHTHA
GASIFICATION Cat: Ni SYNGAS FTL UPGRADING
KEROSINE/DIESEL
Cat: Co/K LUBES
WAXES
Cat: Cu-ZnO MeOH Cat: Zeolite GASOLINE
CLEANUP
Cat: Mixed Bases OXOCHEMICALS
Na, Ca
e.g., KETONES
CaCN AMMONIA
Cat: Ni/Mg SNG
Cat = Catalytic Combined
Cycle CHP
Conversion Process
Cofiring/Reburn CHP
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22. Prinzipielle Pfade der Vergasung von Biomasse und Kohle
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23. Vereinfachtes Verfahrensschema zur
Synthesegaserzeugung aus holz-
artiger Biomasse und Aufbereitung
auf Erdgasqualität
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24. Verschiedene Arten von Wirbelschichten
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25. Wirbelschichtvergasung:
Winkler-Generator
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26. Wirbelschichtvergasung unter Druck: Rheinbraun-HTW-Verfahren
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27. Flugstromvergasung: Koppers-Totzek-Verfahren
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28. Flugstromvergasung
unter Druck:
Texaco-Verfahren
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29. Zusammensetzung der
Pyrolyseprodukte als
Funktion von Pyrolyse-
temperatur und Aufheizrate
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30. Produkte bei der Holzverkohlung von Buchenholz
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31. Schema des Reichert-Holzverkohlungsverfahrens
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32. Schema des Lurgi-Holzkohle-Verfahrens
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33. Lurgi-Anlage zur Verkohlung
von Holz
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34. Produkte der Holzverkohlung am Beispiel von Buchenholz
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35. Holzverkohlungsanlage mit Destillation
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36. Schema der destillativen Aufarbeitung von Holzteer
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37. Eukalyptus-Plantage in
Brasilien
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38. Räumen eines Holzkohle-Meilers in Brasilien
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