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<p> </p>
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<p> </p>
<p> </p>
<h3>Fischer-Tropsch-Synthese (FTS):</h3>
<p>Die Umwandlung von H2- und CO in eine breite Produktpalette mit Kohlenwasserstoffkettenlängen von C1 bis zu mehr als C60 wird mithilfe eines Slurry Bubble Column Reactor (SBCR) erzielt. In diesem SBCR sind die Katalysatorteilchen in einer flüssigen Wachsphase suspendiert, und die Gasblasen, die von unten über eine Gasverteilerplatte in den SBCR eintreten, halten den Katalysator in Schwebe. Das gute Mischverhalten innerhalb des Reaktors führt zu hohen CO-Umsetzungsraten als auch zu hohen Wärmeübertragungsraten, wodurch isotherme Bedingungen entlang des Reaktors erreicht werden. Die SBCR-Technologie wurde im Jahr 2016 auf einen Pilotmaßstab weiter vergrößert, um ein Fass (~159 Liter) pro Tag an FT-Produkten zu erhalten. Im Jahr 2021 startete der Projektpartner KIT seine Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der direkten CO2-Nutzung über die FT-Synthese</p>
<h3>Methanol (Alkohol) Synthese:</h3>
<p>BEST und die TU Wien haben von 2010 bis 2016 auf dem Gebiet der Gemischten Alkoholsynthese geforscht und dabei Kenntnisse über den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Betrieb einer alkoholbasierten Syntheseanlage gesammelt. Als Versuchsaufbau dienten eine einfache Gasreinigungsstrecke (hauptsächlich bestehend aus Gaswäschern und/oder Dampfreformierungsanlage) und einem Festbettsynthesereaktor mit angeschlossener Produktabscheidung.</p>
<h3>Gaserzeugung mit Reststoffen:</h3>
<p>Im Jahr 2021 begann BEST mit eigenen Forschungsaktivitäten im Bereich der Vergasung von Reststoffen und Abfallfraktionen unter Verwendung der neuesten verfügbaren DFB-Gaserzeugungstechnologie, die vom wissenschaftlichen Partner TU Wien entwickelt wurde.</p>
<h3>Zusammenführung im Forschungsprojekt:</h3>
<p>Das COMET-Forschungsprojekt zielt darauf ab, diese innovativen Technologien (Gaserzeugung aus Reststoffen, Fischer-Tropsch Synthese mit einem SBCR und die Alkoholsynthese) in einem Projekt zu kombinieren, um die Grundlage für die Einführung von synthetischem paraffinhaltigem Kerosin (SPK) zu schaffen. Nebenprodukte wie z.B. Olefine, Wachse und Alkohole können als Einsatzstoffe in der chemischen Industrie verwendet werden und somit die Rentabilität der gesamten Prozesskette weiter erhöhen.</p>
<p><strong>Aus den vorgehenden Ausführungen wurden folgende Hauptziele für das gegenständliche Forschungsprojekts abgeleitet:</strong></p>
<ul>
<li>Untersuchung der wirtschaftlichsten Option bzw. Weges für die Herstellung von SAF und Chemikalien (unter Verwendung von Biomasserückständen, Abfällen, CO2 oder einer Kombination davon)</li>
<li>Die Bestimmung technisch geeigneter und in ausreichender Menge verfügbarer Ausgangsstoffe</li>
<li>Nachweis der Realisierbarkeit der SBCR-Technologie für den Einsatz in großem Maßstab</li>
<li>Die Demonstrierung eines Alcohol-to-Jet (AtJ)-Prozesses von Reststoffen über Alkohole zu SAF</li>
<li>Sowie die Sicherstellung der Übereinstimmung der verwendeten Prozessketten mit dem internationalen ASTM-Standard</li>
</ul>
<p> </p>
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<p>The COMET project Green Fuel and Chemicals uses two technological pathways: Fischer-Tropsch and alcohol synthesis.</p>
<p>Depending on the catalyst and process parameters used, both processes can convert synthesis gas (through gas generation), e-synthesis gases (from electrolysis) as well as H2 and CO2 directly at the catalyst (iron catalyst required for FT synthesis).</p>
<p> </p>
<h3>Fischer-Tropsch synthesis (FTS):</h3>
<p>The conversion of H2 and CO into a wide range of products with hydrocarbon chain lengths from C1 to more than C60 is achieved using a Slurry Bubble Column Reactor (SBCR). In this SBCR, the catalyst particles are suspended in a liquid wax phase and the gas bubbles, which enter the SBCR from below via a gas distributor plate, keep the catalyst in suspension. The presence of good mixing behavior within the SBCR leads to high CO conversion rates as well as high heat transfer rates, resulting in isothermal conditions along the reactor. This SBCR technology was further scaled up on a pilot scale in 2016 to obtain one barrel (~159 liters) per day of FT products. In 2021, the project partner KIT started its research activities in the field of direct CO2 utilization via Fischer-Tropsch synthesis.</p>
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<h3>Methanol (Alcohol) synthesis:</h3>
<p>From 2010 to 2016, BEST GmbH and TU Wien conducted research in the field of mixed alcohol synthesis and gained knowledge about the construction, commissioning and operation of an alcohol-based synthesis plant. A simple gas purification plant (mainly consisting of gas scrubbers and/or steam reforming plant) and a fixed-bed synthesis reactor served as the test setup. In 2021, BEST GmbH started its own research activities in the field of gasification of residues and waste fractions using the latest available double fluidized bed technology developed by its scientific partner TU Vienna.</p>
<p>The COMET research project aims to combine these innovative technologies (gasification of residues, FTS and alcohol synthesis) in one project in order to create the basis for the introduction of synthetic paraffinic kerosene (SPK). By-products such as olefins, waxes and alcohols can be used as feedstock in the chemical industry and thus further increase the profitability of the entire process chain.</p>
<p> </p>
<h3>The following objectives are targeted by the conducted research activities:</h3>
<ul>
<li>Determining the most economical option and pathway for the production of SAF and chemicals (using biomass residues, waste, CO2 or a combination thereof)</li>
<li>Determination of technically suitable and sufficiently available raw material</li>
<li>Proof of the feasibility of SBCR technology for use on a large scale</li>
<li>Demonstration of an Alcohol-to-Jet (AtJ) process</li>
<li>Ensure compliance of the used process chains with ASTM international standard</li>
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<li>University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU)</li>
<li>TU Wien</li>
<li>Karlsruhe Institute of Technology (KIT)</li>
<li>Hansen & Rosenthal GmbH & Co.KG</li>
<li>Aichernig Engineering GmbH</li>
<li>Wien Energie GmbH</li>
<li>Caphenia GmbH</li>
<li>Dieffenbacher Energy GmbH</li>
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Green Fuel and Chemicals
Die Erzeugung von Synthesegas und die nachgelagerte Produktion von Treibstoffen und Chemikalien über Syntheseprozesse stellt eine vielversprechende technologische Kombination dar, die maßgeblich zu einer Defossilisierung der Sektoren der Energiewirtschaft, des Transportwesens und der chemischen Industrie beitragen kann. Dabei stellt im speziellen die Bereitstellung von erneuerbaren Flugkraftstoff (SAF) ein Schlüsselelement dar, um den CO2-Fussabdruck des Transortsektors wesentlich zu verringern. Im Rahmen vom COMET Projekt Green Fuel and Chemicals kommen zwei technologische Pfade zum Einsatz: Die Fischer-Tropsch- und die Alkoholsynthese. Beide Verfahren können je nach Katalysator und eingesetzten Prozessparametern Synthesegas (durch Gaserzeugung), eSynthesegase (aus der Elektrolyse) sowie H2 und CO2 direkt am Katalysator (Eisenkatalysator bei der FT-Synthese notwendig) umsetzen.
Fischer-Tropsch-Synthese (FTS):
Die Umwandlung von H2- und CO in eine breite Produktpalette mit Kohlenwasserstoffkettenlängen von C1 bis zu mehr als C60 wird mithilfe eines Slurry Bubble Column Reactor (SBCR) erzielt. In diesem SBCR sind die Katalysatorteilchen in einer flüssigen Wachsphase suspendiert, und die Gasblasen, die von unten über eine Gasverteilerplatte in den SBCR eintreten, halten den Katalysator in Schwebe. Das gute Mischverhalten innerhalb des Reaktors führt zu hohen CO-Umsetzungsraten als auch zu hohen Wärmeübertragungsraten, wodurch isotherme Bedingungen entlang des Reaktors erreicht werden. Die SBCR-Technologie wurde im Jahr 2016 auf einen Pilotmaßstab weiter vergrößert, um ein Fass (~159 Liter) pro Tag an FT-Produkten zu erhalten. Im Jahr 2021 startete der Projektpartner KIT seine Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der direkten CO2-Nutzung über die FT-Synthese
Methanol (Alkohol) Synthese:
BEST und die TU Wien haben von 2010 bis 2016 auf dem Gebiet der Gemischten Alkoholsynthese geforscht und dabei Kenntnisse über den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Betrieb einer alkoholbasierten Syntheseanlage gesammelt. Als Versuchsaufbau dienten eine einfache Gasreinigungsstrecke (hauptsächlich bestehend aus Gaswäschern und/oder Dampfreformierungsanlage) und einem Festbettsynthesereaktor mit angeschlossener Produktabscheidung.
Gaserzeugung mit Reststoffen:
Im Jahr 2021 begann BEST mit eigenen Forschungsaktivitäten im Bereich der Vergasung von Reststoffen und Abfallfraktionen unter Verwendung der neuesten verfügbaren DFB-Gaserzeugungstechnologie, die vom wissenschaftlichen Partner TU Wien entwickelt wurde.
Zusammenführung im Forschungsprojekt:
Das COMET-Forschungsprojekt zielt darauf ab, diese innovativen Technologien (Gaserzeugung aus Reststoffen, Fischer-Tropsch Synthese mit einem SBCR und die Alkoholsynthese) in einem Projekt zu kombinieren, um die Grundlage für die Einführung von synthetischem paraffinhaltigem Kerosin (SPK) zu schaffen. Nebenprodukte wie z.B. Olefine, Wachse und Alkohole können als Einsatzstoffe in der chemischen Industrie verwendet werden und somit die Rentabilität der gesamten Prozesskette weiter erhöhen.
Aus den vorgehenden Ausführungen wurden folgende Hauptziele für das gegenständliche Forschungsprojekts abgeleitet:
- Untersuchung der wirtschaftlichsten Option bzw. Weges für die Herstellung von SAF und Chemikalien (unter Verwendung von Biomasserückständen, Abfällen, CO2 oder einer Kombination davon)
- Die Bestimmung technisch geeigneter und in ausreichender Menge verfügbarer Ausgangsstoffe
- Nachweis der Realisierbarkeit der SBCR-Technologie für den Einsatz in großem Maßstab
- Die Demonstrierung eines Alcohol-to-Jet (AtJ)-Prozesses von Reststoffen über Alkohole zu SAF
- Sowie die Sicherstellung der Übereinstimmung der verwendeten Prozessketten mit dem internationalen ASTM-Standard
Projektvolumen
EUR 3.160.000
Projektstart
2023-04-01 (laufend)
Finanzierung
COMET, FFG
Projektpartner
- University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU)
- TU Wien
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
- Hansen & Rosenthal GmbH & Co.KG
- Aichernig Engineering GmbH
- Wien Energie GmbH
- Caphenia GmbH
- Dieffenbacher Energy GmbH
- Solarbelt FairFuel gGmBH
- Yosemite Clean Energy
Ansprechperson
Area Management
Matthias Kuba
matthias.kuba@best-research.eu
Gerald Weber
gerald.weber@best-research.eu