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<p>Die Planung, der Bau, die Inbetriebnahme als auch erst Versuchskampagnen wurden bereits im Rahmen des Vorgängerprojekts Waste2Value erfolgreich umgesetzt.</p>
<h3>Einführung:</h3>
<p>Das der DFB-Technologie zugrunde liegende Prinzip ist die Trennung von endothermer Gaserzeugung und exothermer Verbrennung. Die für die Entgasung und Gaserzeugung erforderliche Wärme wird durch die Zirkulation des Bettmaterials von der Verbrennung zum Vergasungsreaktor gewonnen. Als Bettmaterial wird aktuell das natürliche Mineral Olivin verwendet, welches im Gaserzeugungsreaktor auch als Katalysator wirkt. Als Fluisierungs- und Reaktionsmedium im Gaserzeugungsreaktor wird Dampf verwendet. Die zirkulierende Wirbelschicht im Verbrennungsreaktor kommt überdies durch die Fluidisierung mit Luft zustande. Die für die Gaserzeugung erforderliche Wärme wird durch die Verbrennung von einem Teil der entgasten Biomasse geliefert.</p>
<p>Die DFB-Technologie wurde von der ersten Generation mit Biomasse hoher Qualität als Input zur aktuellen zweiten Generation (advanced dual fluidized bed, aDFB) mit Rückständen und Abfällen als Inputstrom entwickelt. Das Reaktordesign wurde entsprechend angepasst, um diese anspruchsvolleren Rückstände verarbeiten zu können. Eine der wichtigsten Änderungen an der Reaktorkonstruktion war die Einführung einer Gegenstromkolonne über der blasenbildenden Wirbelschicht im Gaserzeugungsreaktor. Dieses Reaktordesign wurde bereits erfolgreich im Pilotmaßstab (100 kW) an der TU Wien getestet und in der 1-MW-Demonstrationsanlage von BEST GmbH an der Syngas Platform Vienna umgesetzt. Die weitere Vergrößerung des Designs über 1 MW hinaus ist ein zentrales Forschungsthema des Projekts Waste2Value-LevelUp!</p>
<p><img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/W2V%20_1_klein.jpg" /></p>
<h3>Ziele</h3>
<p>Das Nachfolgeprojekt Waste2Value-LevelUp! wird sich auf folgende Hauptziele konzentrieren:</p>
<p>1) Erweiterung des Spektrums von Reststoffen und Abfällen</p>
<ul>
<li>Klärschlamm inkl. P-Rückgewinnung (basierend auf Phosphatbildung in Aschefraktionen und Schwermetallabscheidung)</li>
<li>Feste Siedlungsabfälle (fraktioniert und/oder Brennstoffmischungen)</li>
<li>Industrielle Abfallströme (Abfälle oder vor Ort verfügbare Reststoffe)</li>
<li>Brennstoffmischungen auf der Grundlage von experimentellen Fallstudien für spezifische Industriestandorte</li>
</ul>
<p>2) Untersuchung der langfristigen Auswirkungen (> 5 Tage) von anorganischen Stoffen im System</p>
<ul>
<li>Katalytische Aktivierung durch Asche und Zusatzstoffe (z. B. Kalkstein) im stationären Betrieb</li>
<li>Einsatz von alternativen Bettmaterialien im Demonstrationsbetrieb (z.B. Feldspat)</li>
<li>Ascheanfall und detaillierte Analyse verschiedener Aschefraktionen (z.B. Zyklone, Heißproduktgasfilter, Rauchgasfilter, Bodenasche und abgeschiedenes Bettmaterial)</li>
<li>Ablagerungsbildung an Wärmetauschern und Agglomerationsneigung des Bettmaterials</li>
</ul>
<p>3) Erweiterung der Technologie auf industriell relevante Kapazitäten</p>
<ul>
<li>Reaktordesign inkl. Scale-up der Gegenstromkolonne</li>
<li>Betriebsbedingungen unter Verwendung von Reststoffen und Abfällen</li>
<li>Massen- und Energiebilanzen für verschiedene industrielle Maßstäbe</li>
<li>Bewertung der Grobgasreinigung für verschiedene Maßstäbe</li>
</ul>
<p> </p>
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'content_en' => '<p>Waste2Value-LevelUp! deals with the conversion of biomass residues and waste into a synthesis gas using dual bed fluidized bed (DFB) technology. This is a sustainable alternative to incineration by converting solid residues into a hydrogen-rich and nitrogen-free synthesis gas. </p>
<p>The planning, construction, commissioning and initial test campaigns have already been successfully implemented as part of the predecessor project Waste2Value.</p>
<h3>Introduction:</h3>
<p>The underlying principle of DFB technology is the separation of endothermic gasification and exothermic combustion. The heat required for degassing and gasification is obtained by a circulating bed material between the combustion reactor and the gasification reactor. The currently used bed material is the natural mineral olivine, which also acts as a catalyst in the gasification reactor. Steam is used as the fluidization and reaction medium in the gasification reactor. The circulating fluidized bed in the combustion reactor is created by fluidization with air. The heat required gasification is supplied by combusting part of the degassed biomass.</p>
<p>The DFB technology was developed from the first generation with high quality biomass as input to the current second generation (advanced dual fluidized bed, aDFB) with residues and waste as input stream. The reactor design has been adapted to handle these more demanding residues. One of the most important changes to the reactor design was the introduction of a countercurrent column above the bubbling fluidized bed in the gasification reactor. This reactor design has already been successfully tested on a pilot scale (100 kW) at the TU Wien and is now implemented in the 1 MW demonstration plant of BEST GmbH at the Syngas Platform Vienna. The further expansion of the design beyond 1 MW is a central research topic of the Waste2Value-LevelUp!</p>
<p><img alt="" src="/webroot/files/image/Projektseite/W2V%20_1_klein.jpg" /></p>
<p>1) Broadening the spectrum of residues and waste</p>
<ul>
<li>Sewage sludge incl. P-recovery (based on phosphate formation in ash fractions and heavy metal separation)</li>
<li>Urban solid waste (fractionated and/or fuel blends)</li>
<li>Industrial waste streams (rejects or on-site available residues)</li>
<li>Fuel mixtures based on experimental case studies for specific industrial sites</li>
</ul>
<p>2) Investigation of long-term effects (> 5 days) of inorganic matter in the system</p>
<ul>
<li>Catalytic activation from ash and additives (e.g. limestone) during steady-state operation</li>
<li>Utilization of alternative bed materials in demonstration operations (e.g. feldspars)</li>
<li>Ash accumulation and detailed analysis of different ash fractions (e.g. cyclones, hot product gas filter, flue gas filter, bottom ash and separated bed material)</li>
<li>Deposit formation on heat exchangers and agglomeration tendency of bed material</li>
</ul>
<p>3) Scale-up of the technology to industrially relevant capacities</p>
<ul>
<li>Reactor design incl. the scale up of the counter-current flow column</li>
<li>Operation conditions using residues and waste</li>
<li>Mass and energy balances for different industrial scales</li>
<li>Evaluation of the coarse gas cleaning for different scales</li>
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<li>BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH, Sub-Area 1.3</li>
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<li>Technische Universität Lulea (LTU), Energietechnik, Abteilung für Energiewissenschaft</li>
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Waste2Value-LevelUp
Waste2Value-LevelUp! befasst sich mit der Umwandlung von Biomasserückständen und Abfällen in ein Synthesegas unter Verwendung der Zweibettwirbelschicht-Technologie (DFB). Diese ist eine nachhaltige Alternative zur Verbrennung, indem sie feste Reststoffe in ein wasserstoffreiches und stickstofffreies Synthesegas umwandelt.
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Ziele
Das Nachfolgeprojekt Waste2Value-LevelUp! wird sich auf folgende Hauptziele konzentrieren:
1) Erweiterung des Spektrums von Reststoffen und Abfällen
- Klärschlamm inkl. P-Rückgewinnung (basierend auf Phosphatbildung in Aschefraktionen und Schwermetallabscheidung)
- Feste Siedlungsabfälle (fraktioniert und/oder Brennstoffmischungen)
- Industrielle Abfallströme (Abfälle oder vor Ort verfügbare Reststoffe)
- Brennstoffmischungen auf der Grundlage von experimentellen Fallstudien für spezifische Industriestandorte
2) Untersuchung der langfristigen Auswirkungen (> 5 Tage) von anorganischen Stoffen im System
- Katalytische Aktivierung durch Asche und Zusatzstoffe (z. B. Kalkstein) im stationären Betrieb
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3) Erweiterung der Technologie auf industriell relevante Kapazitäten
- Reaktordesign inkl. Scale-up der Gegenstromkolonne
- Betriebsbedingungen unter Verwendung von Reststoffen und Abfällen
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- Bewertung der Grobgasreinigung für verschiedene Maßstäbe
Projektvolumen
EUR 5.000.000,--
Projektstart
2023-04-01 (laufend)
Finanzierung
FFG, COMET
Projektpartner
- BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH, Sub-Area 1.3
- Universität für Bodenkultur (BOKU)
- TU Wien
- Technische Universität Lulea (LTU), Energietechnik, Abteilung für Energiewissenschaft
- Universität Umea
- Wien Energie GmbH
- Dieffenbacher Energy
- Österreichische Bundesforste
- Heinzel Paper
- Aichernig Engineering GmbH
- Solarbelt
- Yosemite Clean Energy
Ansprechperson
Matthias KUBA
matthias.kuba@best-research.eu
Area Management
Matthias Kuba
matthias.kuba@best-research.eu
Gerald Weber
gerald.weber@best-research.eu