ERBA – Erzeugung eines Produktgases aus der Biomassereformierung mit selektiver CO2-Abtrennung

Die effiziente Nutzung von Biomasse als Energieträger verringert den Ausstoß von klimawirksamen Gasen, trägt zu einer Verkürzung der Transportwege für Energie bei und verringert die Abhängigkeit von Energieimporten. Die wesentliche Herausforderung dabei ist, Nutzungsbereiche für Biomasse abseits der reinen Wärmenutzung zu erschließen. Hier hat die an der TU Wien entwickelte und in Güssing und Oberwart großtechnisch, im Leistungsbereich von 8 bzw. 10 MWth, erfolgreich demonstrierte Wirbelschicht Dampfvergasungstechnologie für holzartige Biomasse neue Maßstäbe gesetzt. Durch Umwandlung des Festbrennstoffes in ein hochwertiges Synthesegas steht neben Produktion von Strom und Wärme sowie synthetischen Biotreibstoffen eine Reihe von interessanten Verwertungsmöglichkeiten für ein integriertes Hüttenwerk zur Verfügung:

• Einsatz als Erdgassubstitut für die Gasverbraucher eines integrierten Hüttenwerkes
• Einsatz als Ersatzreduktionsmittel mit Hochofenprozess
• Verbesserung der CO2-Bilanz von einzelnen Prozessen sowie des integrierten Hüttenwerks
• Neue Erkenntnisse in der Gaserzeugungstechnologie aus holzartiger Biomasse lassen Anwendbarkeit im für den Hochofen-Prozess relevanten Maßstab erwarten (G-volution-System, Kalksteinprozess)

Hauptziel ist der Machbarkeitsnachweis der Technologie mit den am Standort verfügbaren Betriebsmitteln und dem innovativen Wirbelschichtsystem, welches einen Betrieb mit weniger abriebresistenten Bettmaterialien und ein Design großer Anlagen erlaubt. Die Methodik erfolgt nach der üblichen Vorgehensweise bei der Entwicklung von Wirbelschichtsystemen:

• Die Adaptierungen der bestehenden Technologie werden an einem Kaltmodell entwickelt. Entwicklung einer Bettmaterial schonenden, zweistufigen Abscheidung.
• Der Machbarkeitsnachweis wird an einer 100-200 kW Technikumsanlage geführt. Die Versuchsergebnisse gehen auch in eine techno-ökonomische Bewertung ein.
• Die Technikumsanlage wird auf die Versuche mit Kalkstein hin adaptiert.
• Vollständige Massen- und Energiebilanzierung der stabilen Versuchspunkte erlaubt reproduzierbare Aussagen über die Performance des Prozesses Programmabwicklung Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) 6/59
• Validierte Prozessmodelle dienen als Grundlage für die Dimensionierung einer möglichen Großanlage Ziel des eingereichten Projektes ist es einen Prozess zu entwickeln, der sich in ein Hüttenwerk integrieren lässt.

Hierzu wird der bestehende Zweibett Wirbelschicht Dampfvergasungsprozess auf Kalkstein als Bettmaterial umgestellt und die Prozessbedingungen derart angepasst, dass ein Reingas mit hohem Reduktionspotenzial und einem Heizwert von 15 MJ/Nm3 bereitgestellt werden kann. Ein stabiler Betrieb mit Kalksteinen des Hüttenwerkes ist angestrebt. Diese Materialien werden hinsichtlich mechanischer Eignung in der Wirbelschicht und selektiver CO2-Transporteigenschaften charakterisiert. Als Projektendergebnis steht ein wirtschaftliches Großanlagenkonzeptes für eine Anlage mit 100 MWth zur Verfügung.