Ovaler BioReakt

Biogaserzeugung aus biogenen Reststoffen in ovalen Reaktoren aus Stahlfaserbeton

01.08.2013

30.04.2017

FKZ-Nr.:

03KB086

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, praxistaugliche Erprobung und Validierung einer neuartigen Biogaserzeugungstechnologie aus biogenen Reststoffen. Durch Einbeziehung umfassender technologischer Maßnahmen innerhalb der Gesamtprozesskette der Biogaserzeugung wie Entwicklung verschleißarmer Technik zur Substratvorbehandlung für hoch lignozellulosehaltiger Substrate, Einsatz ovaler Reaktorgeometrien mit effizienter Mischtechnik und Nutzung einer zweistufigen Gärrestentwässerung soll die Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung verbessert werden. Neben der erhöhten Effizienz der Biogaserzeugung soll die Wirtschaftlichkeit durch Einsatz eines Leichtbetons in Sandwich-Bauweise verbessert werden. Die verfahrens- und bautechnischen Optimierungen sollen dazu beitragen, langfristig die Biogaserzeugung als eine von den Anreizen des EEG unabhängige Variante der regenerativen Energieerzeugung zu entwickeln.

Im Fokus des Projektes steht die Errichtung einer modular gestalteten Demonstrations-Biogasanlage 10 kWel zur Erprobung und Validierung einer neuartigen ovalen Reaktorgeometrie mit effizienter Mischtechnik. Basierend auf den Erkenntnissen bisheriger Untersuchungen im kleintechnischen Maßstab sollen mit der sich ausbildenden Umlaufströmung gezielt die verfahrenstechnischen Vorteile eines Strömungsrohres mit denen einer Reaktionskaskade gekoppelt und somit die biologische Aktivität der Mikroorganismen erhöht werden. Neben einer verfahrenstechnischen Optimierung der Reaktorgeometrie und der einzusetzenden Rührsysteme soll eine neue Reaktorbauweise in Form eines Leichtbetons in Sandwich-Bauweise zur Verbesserung des ökologischen und wirtschaftlichen Gesamtkonzeptes der Biogaserzeugung beitragen. Zusätzlich zu der dargestellten Übertragung des innovativen Reaktorkonzeptes in den Praxisbetrieb soll eine weitere Leistungssteigerung der Biogaserzeugung durch den Einsatz hoch lignozellulosehaltiger biogener Reststoffe demonstriert werden.

Biogas

Reaktoroptimierung, Einsatz lignozellulosehaltiger Substrate, Technologien und Strategien zur Flexibilisierung der Energiebereitstellung durch BGA

Durch die Werner Stowasser Bau GmbH erfolgt die bautechnische Vorbereitung und die Errichtung der innovativen Anlagenteile ovales Reaktorsystem und Substratvorbehandlung. Während der Errichtung ist besonderes Augenmerk auf die Validierung der Betonkennwerte zu legen. Unter großtechnischen Praxisbedingungen sollen die Materialkennwerte des Stahlfaserbetons überprüft und Maßnahmen zur bautechnischen Optimierung abgeleitet werden.

Durch die MFPA Leipzig GmbH erfolgt die bautechnische Planung der innovativen Biogasreaktoren unter besonderer Beachtung des Einsatzes von Stahlfaserbeton. In Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Werner Stowasser Bau GmbH werden nach Errichtung der Anlage die Betoneigenschaften des Reaktorsystems überprüft und validiert. Durch direkten Vergleich der Messergebnisse der Eigenschaften des Stahlfaserbetons mit vorzunehmenden Simulationsrechnungen sollen allgemeingültige Aussagen für den Einsatz des Stahlfaserbetons im Biogasanlagenbereich abgeleitet werden.

Durch die LEHMANN-UMT GmbH erfolgt die bau- und anlagentechnische Vorbereitung und Errichtung der Demonstrations-Biogasanlage. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Angewandte Bauforschung, Weimar als UAN wird der für den Reaktorbau zu nutzende Leichtbeton in Sandwich-Bauweise entwickelt und anschließend im Dauerbetrieb der Biogasanlage unter Praxisbedingungen überprüft. Entwicklungsleistungen zur Verbesserung des Verschleißverhaltens der einzusetzenden Zerkleinerungstechnik sollen dazu beitragen, den Zerkleinerungsgrad der einzusetzenden lignozellulosehaltigen Reststoffe dauerhaft stabil zu halten.

Durch die ATG GmbH erfolgt die bau- und anlagentechnische Vorbereitung und Errichtung der Demonstrations-Biogasanlage. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern soll innerhalb eines einjährigen Anlagenbetriebes eine weitere Anpassung und Optimierung der Gesamtanlage vorgenommen werden. Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der zum Fermenterbau eingesetzten Materialien soll innerhalb des Projektes nach alternativen Werkstoffen recherchiert werden. Ausgehend von vorliegenden Erfahrungen im Trinkwasserbereich soll der Einsatz von Kunststoff für den Reaktorbau überprüft werden.

Publikation: Jahrestreffen der Fachgruppen Extraktion und Mischvorgänge Heidelberg, 16. – 17. März 2015

Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

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