object(App\Model\Entity\Projectscontent) { 'id' => (int) 510, 'project_id' => (int) 845, 'longtitle_de' => 'BioHEAT: Development of a process chain based on opportunity fuels for heat production in industrial processes ', 'longtitle_en' => 'BioHEAT: Development of a process chain based on opportunity fuels for heat production in industrial processes ', 'content_de' => '<p>Die Wärmeerzeugung in der Großindustrie (Stahlerzeugung, Zementherstellung usw.) ist derzeit überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängig. Daher erfordert das Ziel der Europäischen Union, bis 2050 klimaneutral zu sein, eine Umstellung der Wärmeerzeugung in den nächsten Jahrzehnten.</p> <p>Durch den Einsatz von Bioraffineriekonzepte können die erforderlichen Prozessketten bereits innerhalb des nächsten Jahrzehnts realisiert werden, da sie auf Technologien aufbauen, die zum Teil bereits im Pilot- und Demonstrationsmaßstab verfügbar sind. Der Fokus liegt dabei auf den</p> <p>Einsatz von Opportunity Fuels, also Einsatzstoffe für die keine oder nur geringe Kosten anfallen, zur Erzeugung von BioSNG.</p> <p>In diesem Projekt wird die Datengrundlage für den der technologische Nachweis der DFB Dampf-Gaserzeugung vom Pilot- bis zum 1 MW-Maßstab erbracht und die Technologie von TRL 3 auf TRL 5 angehoben.</p> <p>Zusätzlich wird eine Online-Messung für Teere entwickelt, die eine verbesserte Prozessüberwachung ermöglicht. Durch Untersuchungen zu katalytischen Zentren auf dem Bettmaterial werden weitere Erkenntnisse über Effizienzsteigerungen der gesamten Prozesskette geliefert. Zudem wird eine neuartige Methanisierungstechnologie (katalytische Methanisierung im Labormaßstab, bestehend aus drei polytropen Festbettreaktoren mit Zwischenkühlung) untersucht, die für die Aufbereitung zu BioSNG und weitere Einspeisung in das Erdgasnetz verwendet wird.</p> <p>Insgesamt werden zwei Prozessketten zur Nutzung von biogener Reststoffen zur Wärmeerzeugung für die Industrie demonstriert. Insbesondere der Weg über BioSNG bietet eine niedrige Einstiegshürde, da die vorhandene Erdgasinfrastruktur genutzt werden kann. Im Gegensatz dazu kann die direkte Verbrennung von Produktgas in Industriebrennern mit minimalen Anpassungen des Brenners umgesetzt werden. Während die BioSNG-Nutzung einen direkten biogenen Substituten für fossile Brennstoffe bietet, ermöglicht die direkte Produktgasverbrennung eine einfachere Prozesskette zur Herstellung des Energieträgers. Im Zuge des techno-ökonomischen Assessments wird die geeignete Prozesskette für die jeweilige Anwendung evaluiert.</p> <p><img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/BioHEAT_klein.jpg" /></p> <h3>Ziele</h3> <p>Ziel des Projektes ist die Untersuchung der biobasierten Opportunity Fuels in der DFB-Dampfgaserzeugung und die weitere Optimierung des Prozesses durch gezieltes Betriebsmonitoring zur Erzeugung eines brennbaren Produktgases. Darüber hinaus wird die Erzeugung von BioSNG auf Basis des Produktgases mit dem Fokus auf einen stabilen, last- und rohstoffflexiblen Betrieb angestrebt. Dies führt zu einem technischen und ökologischen Proof-of-Concept der gesamten Prozesskette.</p> ', 'content_en' => '<p>Heat production in large industry sectors (steelmaking, cement production, etc.) is currently primarily dependent on fossil fuels. As the European Union has committed itself to be climate neutral by 2050, a shift in heat production has to be realised over the next decades. Establishing bio-refineries based on opportunity fuels builds upon already partially developed technologies, which are available in pilot- and demonstration-scale. Thus, a realization of such process chains can be achieved already within the next decade.</p> <p>By following a step-by-step technology development research, the current level of knowledge will be significantly increased and the data basis for further</p> <p>development can be provided. Hence, the technological proof for gasification from pilot- to 1 MW-scale is achieved within this project, raising the technology from TRL 3 to TRL 5. Additionally, an online measurement for tar species will developed, allowing for easier performance monitoring. The investigations into the catalytic centers on bed material will give further insight in how to increase the efficiency of the whole process chain. A novel methanation technology (laboratory-scale catalytic methanation consisting of three polytropic fixed bed reactors with intermediate cooling) will be investigated which will be used for the investigation of the gasification product gas upgrading to bioSNG ready for the injection into the natural gas grid.</p> <p>Two process chains utilizing biogenic biomass to produce heat for industry will be showcased. Especially the route via bioSNG provides a low barrier of entry since existing natural gas infrastructure can be use. In contrast, direct combustion of product gas can be implemented in industry burners with minimal adaptions to burner geometry. While bioSNG utilization offers a direct biogenic substitute for a fossil fuel, direct product gas combustion allows for an easier process chain to produce the energy carrier. 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Based on the comparison of process layouts regarding the separation of non-process elements, separation efficiency is derived for different setups. To ensure operational security of the chemical recovery cycle, comprehensive gas cleaning including heat exchangers, a particle filter, and a liquid scrubber unit is advised. The gas flow of fuel gas into the gas burner is increased as the heating value of the product gas is accordingly lower in comparison to natural gas. 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BioHEAT: Development of a process chain based on opportunity fuels for heat production in industrial processes
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Insgesamt werden zwei Prozessketten zur Nutzung von biogener Reststoffen zur Wärmeerzeugung für die Industrie demonstriert. Insbesondere der Weg über BioSNG bietet eine niedrige Einstiegshürde, da die vorhandene Erdgasinfrastruktur genutzt werden kann. Im Gegensatz dazu kann die direkte Verbrennung von Produktgas in Industriebrennern mit minimalen Anpassungen des Brenners umgesetzt werden. Während die BioSNG-Nutzung einen direkten biogenen Substituten für fossile Brennstoffe bietet, ermöglicht die direkte Produktgasverbrennung eine einfachere Prozesskette zur Herstellung des Energieträgers. Im Zuge des techno-ökonomischen Assessments wird die geeignete Prozesskette für die jeweilige Anwendung evaluiert.
Ziele
Ziel des Projektes ist die Untersuchung der biobasierten Opportunity Fuels in der DFB-Dampfgaserzeugung und die weitere Optimierung des Prozesses durch gezieltes Betriebsmonitoring zur Erzeugung eines brennbaren Produktgases. Darüber hinaus wird die Erzeugung von BioSNG auf Basis des Produktgases mit dem Fokus auf einen stabilen, last- und rohstoffflexiblen Betrieb angestrebt. Dies führt zu einem technischen und ökologischen Proof-of-Concept der gesamten Prozesskette.
Projektvolumen
EUR 1.350.000,--
Projektstart
2023-03-01 (laufend)
Finanzierung
supported by ERA-NET / FFG
Projektpartner
- TU Wien, Institute of Chemical, Environmental and Bioscience Engineering
- Wien Energie GmbH
- Energy and Chemical Engineering GmbH
- Montanuniversität Leoben
- Jagiellonian University Krakow, Heterogeneous Reactions Kinetics Group
- Danex sp.z.o.o.
Ansprechperson
Miriam HUBER
miriam.huber@best-research.eu
Area Management
Matthias Kuba
matthias.kuba@best-research.eu
Gerald Weber
gerald.weber@best-research.eu