Kurzbeschreibung
Der GCL pyro 90k ermöglicht im GreenCarbonLab das Upscaling von Laborversuchen zur Demonstration im Pilotmaßstab. Der GCL pyro 90k ist eine Pilot-Pyrolyseanlage, mit der die im Labormaßstab gewonnenen Erkenntnisse umgesetzt und validiert werden. Sie ermöglicht die Herstellung großer Mengen an Biokohle (bis zu 10 Tonnen) mit spezifischen Eigenschaften.
Wichtigste technische Daten:
• Pyrolyseeinheit: Doppelschnecke
• Rohstoffzufuhr: 30-90 kg/h
• Biokohleproduktion: ~20 kg/h
• Wärmeversorgung: Interne Verbrennung von Pyrolysegas
• Temperaturbereich: 300-800 °C
• Verweilzeit: 7-75 Minuten
• Testzeitraum: Dauerbetrieb 24/7
Ansprechperson
Manuel Schwabl
Research Services
• Pyrolysetest mit ausgewählten Einsatzstoffen im Pilotmaßstab
• Evaluierung des Prozess-Upscalings nach Optimierung der Prozessparameter an der GCL pyro 2k
• Pilot- und Demonstrationsproduktion von Biokohle mit spezifischen Eigenschaften. Die produzierte Biokohle kann anschließend für verschiedene Anwendungen getestet werden (als Bodenverbesserung, Zusatzstoff in Baumaterialien, ... )
Der GCL pyro 90k hat einen kontinuierlichen Biokohleausstoß von etwa 20 kg/Stunde und eine tägliche Biokohleproduktion von etwa 500 kg. Bei mehrtägigem Betrieb können Versuchschargen von bis zu 10 Tonnen Biokohle erzeugt werden. Die Pyrolyseeinheit wurde für die Verarbeitung von Rohstoffen mit max. 20% Feuchtigkeit und einer Partikelgröße unter 25 mm konstruiert. Als Ausgangsmaterial für die Tests werden beispielsweise Walnussschalen, Holzspäne und Holzpellets verwendet.
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Die von REW Regenis hergestellte Anlage GCL pyro 90k besteht aus den folgenden Komponenten:
• Biomasse-Beschickungseinheit
• Pyrolyse-Reaktor
• Pyrolysegas-Brenner
• Rauchgaswäscher
• Biokohle-Austragseinheit
Die Rohstoffe werden in einem 6 m3 großen Mischtrichter gelagert und in den Reaktor über eine Dosierschnecke mit variabler Geschwindigkeit und einer Eintragsschnecke zugeführt. Die Rohstoffzuführung kann zwischen 30 und 90 kg/h eingestellt werden.
Die Kernkomponenten (einschließlich des Pyrolysereaktors, des Gasbrenners und des Rauchgasbehandlungssystems) sind in einem 40-Fuß-Container untergebracht. Der Reaktor selbst besteht aus einer 6 Meter langen, doppelwandigen, allothermen Doppelschneckenanlage. Die Biomasse wird an einem Ende des Reaktors eingebracht, während die Biokohle aus dem gegenüberliegenden Ende entnommen wird, wobei gleichzeitig die Pyrolysegase abgesaugt werden.
Nach dem Verlassen des Reaktors wird die Biokohle auf Umgebungstemperatur mittels Luft abgekühlt und in Lagerbehälter umgefüllt. Die Pyrolysegase werden in einem Zyklon gereinigt, bevor sie in einen speziell für die Verwendung von Pyrolysegasen konzipierten Gasbrenner gelangen. Hier wird das Gas mit vorgewärmter Luft vermischt und emissionsarm verbrannt. Anhand einer Lambdasonde wird das Luftüberschussverhältnis kontinuierlich überwacht, wodurch der Luftstrom dynamisch an, um optimale Verbrennungsbedingungen angepasst werden kann.
Die Beheizung des Reaktors erfolgt indirekt im Gegenstrom über die Rauchgase. Unmittelbar nach der Brennkammer werden die heißen Rauchgase mit kalter Luft verdünnt, um die Zieltemperatur der Pyrolyse zu erreichen, die zwischen 300 °C und 800 °C eingestellt werden kann.
Die Rauchgase werden dann durch die äußere Hülle der Doppelwand des Reaktors geleitet. Zwei zusätzliche Lufteinblasstellen ermöglichen eine Feinabstimmung des Temperaturprofils entlang der Reaktorlänge. Danach werden die Rauchgase in eine Quench-Wäschereinheit geleitet, wo sie gekühlt und mit Wasser gereinigt werden.
Das Pyrolysesystem ist für einen kontinuierlichen, automatisierten Betrieb über mehrere Tage ausgelegt. Ein manueller Eingriff ist nur für die regelmäßige Entleerung des Biokohle-Sammeltrichters erforderlich.