object(App\Model\Entity\Projectscontent) {
'id' => (int) 587,
'project_id' => (int) 480,
'longtitle_de' => 'VergRestWert: Thermische Vergasung minderwertiger Reststoffe zur Produktion von Wertstoffen & Energie',
'longtitle_en' => 'VergRestWert',
'content_de' => '<p>D</p>
<p>Das Projekt untersuchte die Wechselwirkung zwischen K-Feldspat, einem alternativen Bettmaterial, und der Asche aus verschiedenen biogenen Reststoffen. Ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Aschechemie hat für den effektiven Einsatz verschiedenster biogener Reststoffe eine erhebliche Bedeutung. Im Projekt konnte festgestellt werden, dass K-Feldspat hauptsächlich über eine Kalzium-Substitution des Kaliums im K-Feldspat interagiert, während sich phosphorreiche Aschen als äußere Schicht ablagern und nur wenige direkte Interaktionen mit dem Bettmaterial selbst aufweisen. Das Zusetzen von phosphorreichem Hühnermist zu Weizenstroh als Brennstoff reduzierte die Neigung zur Agglomeration, indem es den Schmelzpunkt der gebildeten Asche erhöhte und auch die Wechselwirkungen vom Oberflächenbereich des Bettmaterials auf die Ascheschicht verlagerte. Die Ergebnisse zeigen daher, dass der Aschegehalt kein guter Indikator für aschebedingte Probleme ist, sondern eine Kenntnis der zugrunde liegenden Aschechemie von wesentlicher Bedeutung ist.</p>
<p>Katalytische Aktivitätsstudien zeigten, dass die katalytische Aktivität des K-Feldspats hinsichtlich der Wassergas-Shift-Reaktion während der Interaktion mit Biomasseasche verbessert wurde. Eine höhere Menge an Asche im Brennstoff beschleunigte die Aktivierung des Bettmaterials. Die durchgeführten Gaserzeugungsversuche zeigten, dass die Zusammensetzung des Produktgases von der katalytischen Aktivität des Bettmaterials und dem Aschengehalt im Brennstoff beeinflusst wird. Ebenso konnte gezeigt werden, dass inaktive Bettmaterialien bei der Gaserzeugung aschereicher biogener Reststoffe aktiviert werden und eine ähnliche katalytische Wirkung wie bei katalytisch aktiven Bettmaterialien erreicht werden kann. Während der Gaserzeugungsversuche führte der hohe Aschegehalt der Brennstoffe allerdings zu Problemen, weshalb der Aschegehalt bei einer industriellen Auslegung einer besonderen Bedeutung zukommen muss.</p>
<p>Zusammenfassend zeigte dieses Projekt, dass K-Feldspat als alternatives Bettmaterial eingesetzt werden kann, da es, im Vergleich zum industriell eingesetzten Quarzsand zu weniger Interaktionen zwischen Asche und Bettmaterial kommt und somit zu weniger Schmelzenbildung und Agglomeration. Ebenfalls war es möglich mittels der Brennstoffasche das inaktive K-Feldspat für die Gaserzeugung zu aktivieren.</p>
',
'content_en' => '<p>The project investigated the interaction between K-feldspar, a type of alternative bed material, and fuel ash from various biogenic residues. A further understanding of the underlying ash chemistry is of major importance to be able to better handle a wide range of feedstocks. It was found that K-feldspar interacts mainly through calcium substitution with potassium in the K-feldspar, whereas phosphorus-rich ash particles deposit as an outer layer with little direct interaction with the bed particle itself. Adding phosphorus-rich chicken manure to wheat straw as fuel reduced the bed agglomeration tendency by increasing the melting temperature of the ash produced and also shifted the interactions from the bed material surface to the ash phase. The results therefore emphasize that the fuel ash content is not a good indicator for ash-related problems, but rather an understanding of the underlying ash chemistry.</p>
<p>Studies on catalytic activity showed that the catalytic activity of K-feldspar regarding the water-gas-shift reaction clearly improved during the interaction with biomass ash. Higher amounts of ash in the fuel sped up the activation of the bed material. Gasification experiments performed throughout this project showed that the product gas composition is influenced by the catalytic activity of the bed material and by the ash content of the fuel. It was also possible to activate inactive bed materials with the addition of ash-rich fuels, leading to an improvement in gas composition over time. The problems observed during operation showed that an increased ash content has to be considered during operation. The continuous replacement of bed material is recommended to overcome bed material accumulation problems for ash-rich fuels.</p>
<p>The studies also further demonstrated the usability of K-feldspar as alternative bed material due to its reduced interaction with fuel ash compared to quartz, the typical bed material used in industrial fluidized bed combustion plants. Furthermore, it was possible to activate K-feldspar with fuel ash to be catalytically active regarding gasification reactions.</p>
',
'image_1' => '/webroot/files/image/Projektseite/overview32hours_2.jpg',
'image_1_caption_de' => 'Gebrauchtes Bettmaterial mit Schichten aus einem Verbrennungsversuch mit einer Mischung aus Rinde und Hühnermist als Brennstoff',
'image_1_caption_en' => '',
'image_1_credits_de' => '© BE2020',
'image_1_credits_en' => '© BE2020',
'image_2' => '/webroot/files/image/Projektseite/bench%20scale%20reactor.jpeg',
'image_2_caption_de' => '5kW Wirbelschicht in Umeå, Schweden. Diese Versuchsanlage wird im Projekt für Dauerversuche angewendet, um die Schichtbildung auf Bettmaterialien zu studieren',
'image_2_caption_en' => '',
'image_2_credits_de' => 'M. Öhman and A. Nordin, “A New Method for Quantification of Fluidized Bed Agglomeration Tendencies: A Sensitivity Analysis,” Energy Fuels, vol. 12, no. 1, pp. 90–94, Jan. 1998.',
'image_2_credits_en' => 'M. Öhman and A. Nordin, “A New Method for Quantification of Fluidized Bed Agglomeration Tendencies: A Sensitivity Analysis,” Energy Fuels, vol. 12, no. 1, pp. 90–94, Jan. 1998.',
'image_3' => '/webroot/files/image/Projektseite/Vergaser_TU%20Wien.jpg',
'image_3_caption_de' => '100kW Vergaser an der TU Wien',
'image_3_caption_en' => '',
'image_3_credits_de' => '“Verfahrenstechnik : Vergasung und Gasreinigung.” [Online]. Available: https://www.vt.tuwien.ac.at/chemische_verfahrenstechnik_und_energietechnik/zukunftsfaehige_energietechnik/vergasung_und_gasreinigung/. [Accessed: 03-Aug-2017].',
'image_3_credits_en' => '“Verfahrenstechnik : Vergasung und Gasreinigung.” [Online]. Available: https://www.vt.tuwien.ac.at/chemische_verfahrenstechnik_und_energietechnik/zukunftsfaehige_energietechnik/vergasung_und_gasreinigung/. [Accessed: 03-Aug-2017].',
'logos' => '<p><img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/TU%20Wien%20Logo_NL.jpg" style="height:58px; width:200px" /> <img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/repotec_NL.jpg" style="height:133px; margin-left:10px; margin-right:10px; width:200px" /><img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/ECE.jpg" /></p>
',
'finanzierung' => '<p>FFG, COMET</p>
',
'active' => true,
'created' => null,
'modified' => null,
'projektvolumen' => 'EUR 817.238,--',
'project' => object(App\Model\Entity\Project) {
'Nummer' => (int) 480,
'Projektnummer' => 'N200560',
'Kurzbezeichnung' => 'VERGRESTWERT',
'Kurzbezeichnung_en' => '',
'Oeffentlich' => '1',
'Projektname' => 'VergRestWert',
'Projektname_en' => '',
'Projektleitung' => (int) 1108,
'Start' => object(Cake\I18n\FrozenDate) {
'time' => '2016-04-01 00:00:00.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'Ende' => object(Cake\I18n\FrozenDate) {
'time' => '2019-03-31 00:00:00.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'publications' => [
(int) 0 => object(App\Model\Entity\Publication) {
'id' => (int) 1314,
'titel' => 'Thermal Gasification of low-grade residuals for the production of valuable products and energy',
'subtitel' => '',
'autor' => '',
'herausgeber' => '',
'jahr' => (int) 2019,
'datum_publikation' => '27 June 2019',
'publications_type_id' => (int) 1,
'publications_category_id' => (int) 15,
'publications_subcategory_id' => (int) 1,
'issn' => '',
'copyright' => '',
'citation' => 'Wagner K, Kuba M, Fuchs J, Müller S. Thermal Gasification of low-grade residuals for the production of valuable products and energy. Publishable final report. June 2019.',
'abstract' => '',
'pdf_file' => '',
'hyperlink' => '',
'downloadbar' => false,
'active' => true,
'created' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {
'time' => '2022-07-26 07:53:28.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'modified' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {
'time' => '2022-07-26 07:53:28.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'_joinData' => object(App\Model\Entity\ProjectsPublication) {
'id' => (int) 1138,
'project_id' => (int) 480,
'publication_id' => (int) 1314,
'created' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {
'time' => '2025-03-03 13:48:48.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'modified' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {
'time' => '2025-03-03 13:48:48.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'[new]' => false,
'[accessible]' => [
'*' => true,
'id' => false
],
'[dirty]' => [],
'[original]' => [],
'[virtual]' => [],
'[hasErrors]' => false,
'[errors]' => [],
'[invalid]' => [],
'[repository]' => 'ProjectsPublications'
},
'[new]' => false,
'[accessible]' => [
'*' => true,
'id' => false
],
'[dirty]' => [],
'[original]' => [],
'[virtual]' => [],
'[hasErrors]' => false,
'[errors]' => [],
'[invalid]' => [],
'[repository]' => 'Publications'
}
],
'employee' => object(App\Model\Entity\Employee) {
'Nummer' => (int) 1108,
'Kurzzeichen' => 'KatWAG',
'Mitarbeiternummer' => '395',
'anstellungsdaten_id' => (int) 1851,
'geschlecht' => 'f',
'pronomen' => '',
'Vorname' => 'Katharina',
'Nachname' => 'FÜRSATZ',
'TelFirma' => '+43 5 02378-9365',
'TelFirmaMobil' => '',
'TelFirmaMobil_public' => false,
'email' => 'katharina.fuersatz@best-research.eu',
'id' => (int) 1851,
'mitarbeiter_id' => (int) 1108,
'anstellung' => object(Cake\I18n\FrozenDate) {
'time' => '2016-11-02 00:00:00.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'anstellung_ende' => object(Cake\I18n\FrozenDate) {
'time' => '2043-12-31 00:00:00.000000+00:00',
'timezone' => 'UTC',
'fixedNowTime' => false
},
'anstellung_art' => 'DV',
'anstellung_ort' => 'WIEN',
'arbeit_ort' => 'WIEN',
'area_id' => (int) 24,
'intern' => '1',
'gruppe' => (int) 10,
'anzeige_homepage' => '',
'gruppe_pm_tool' => '0',
'karenzierung_grund' => null,
'karenzierung_urlaubsanspruch' => false,
'kostenstelle' => (int) 0,
'kostenstelle_neu' => (int) 0,
'auf_homepage_verstecken' => false,
'Titel' => 'DI Dr. techn.',
'neuanstellung' => false,
'karenzgrund' => null,
'Bezeichnung' => null,
'Bezeichnung_0' => null,
'stundenumfang' => (float) 38.5,
'xing' => '',
'xing_public' => false,
'linkedin' => 'https://www.linkedin.com/in/katharina-f%C3%BCrsatz-871017140/',
'linkedin_public' => true,
'scopus' => 'https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57203241092',
'scopus_public' => true,
'orcid' => 'https://orcid.org/0000-0002-4338-5727',
'orcid_public' => true,
'mendeley' => 'https://www.mendeley.com/profiles/katharina-frsatz/',
'mendeley_public' => true,
'googlescholar' => 'https://scholar.google.at/citations?user=1F79qe8AAAAJ&hl=en',
'googlescholar_public' => true,
'researchgate' => 'https://www.researchgate.net/profile/Katharina_Fuersatz',
'researchgate_public' => true,
'pure' => '',
'pure_public' => false,
'full_name' => 'FÜRSATZ Katharina',
'[new]' => false,
'[accessible]' => [
'*' => true,
'Nummer' => false
],
'[dirty]' => [],
'[original]' => [],
'[virtual]' => [
(int) 0 => 'full_name'
],
'[hasErrors]' => false,
'[errors]' => [],
'[invalid]' => [],
'[repository]' => 'Employees'
},
'project_area' => null,
'display_name' => 'N200560 - VERGRESTWERT',
'[new]' => false,
'[accessible]' => [
'*' => true,
'Nummer' => false
],
'[dirty]' => [],
'[original]' => [],
'[virtual]' => [
(int) 0 => 'project_area',
(int) 1 => 'display_name'
],
'[hasErrors]' => false,
'[errors]' => [],
'[invalid]' => [],
'[repository]' => 'Projects'
},
'[new]' => false,
'[accessible]' => [
'*' => true,
'id' => false
],
'[dirty]' => [],
'[original]' => [],
'[virtual]' => [],
'[hasErrors]' => false,
'[errors]' => [],
'[invalid]' => [],
'[repository]' => 'Projectscontent'
}
VergRestWert: Thermische Vergasung minderwertiger Reststoffe zur Produktion von Wertstoffen & Energie
D
Das Projekt untersuchte die Wechselwirkung zwischen K-Feldspat, einem alternativen Bettmaterial, und der Asche aus verschiedenen biogenen Reststoffen. Ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Aschechemie hat für den effektiven Einsatz verschiedenster biogener Reststoffe eine erhebliche Bedeutung. Im Projekt konnte festgestellt werden, dass K-Feldspat hauptsächlich über eine Kalzium-Substitution des Kaliums im K-Feldspat interagiert, während sich phosphorreiche Aschen als äußere Schicht ablagern und nur wenige direkte Interaktionen mit dem Bettmaterial selbst aufweisen. Das Zusetzen von phosphorreichem Hühnermist zu Weizenstroh als Brennstoff reduzierte die Neigung zur Agglomeration, indem es den Schmelzpunkt der gebildeten Asche erhöhte und auch die Wechselwirkungen vom Oberflächenbereich des Bettmaterials auf die Ascheschicht verlagerte. Die Ergebnisse zeigen daher, dass der Aschegehalt kein guter Indikator für aschebedingte Probleme ist, sondern eine Kenntnis der zugrunde liegenden Aschechemie von wesentlicher Bedeutung ist.
Katalytische Aktivitätsstudien zeigten, dass die katalytische Aktivität des K-Feldspats hinsichtlich der Wassergas-Shift-Reaktion während der Interaktion mit Biomasseasche verbessert wurde. Eine höhere Menge an Asche im Brennstoff beschleunigte die Aktivierung des Bettmaterials. Die durchgeführten Gaserzeugungsversuche zeigten, dass die Zusammensetzung des Produktgases von der katalytischen Aktivität des Bettmaterials und dem Aschengehalt im Brennstoff beeinflusst wird. Ebenso konnte gezeigt werden, dass inaktive Bettmaterialien bei der Gaserzeugung aschereicher biogener Reststoffe aktiviert werden und eine ähnliche katalytische Wirkung wie bei katalytisch aktiven Bettmaterialien erreicht werden kann. Während der Gaserzeugungsversuche führte der hohe Aschegehalt der Brennstoffe allerdings zu Problemen, weshalb der Aschegehalt bei einer industriellen Auslegung einer besonderen Bedeutung zukommen muss.
Zusammenfassend zeigte dieses Projekt, dass K-Feldspat als alternatives Bettmaterial eingesetzt werden kann, da es, im Vergleich zum industriell eingesetzten Quarzsand zu weniger Interaktionen zwischen Asche und Bettmaterial kommt und somit zu weniger Schmelzenbildung und Agglomeration. Ebenfalls war es möglich mittels der Brennstoffasche das inaktive K-Feldspat für die Gaserzeugung zu aktivieren.
Projektvolumen
EUR 817.238,--
Projektlaufzeit
2016-04-01 - 2019-03-31
Finanzierung
FFG, COMET
Projektpartner
Ansprechperson
Katharina FÜRSATZ
katharina.fuersatz@best-research.eu
Area Management
Matthias Kuba
matthias.kuba@best-research.eu
Gerald Weber
gerald.weber@best-research.eu