Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung

Thermische Veredelung von Holzpellets im Drehrohrofen

In Deutschland werden etwa 42 % des Stroms durch die Verbrennung von Stein- und Braunkohle erzeugt. Um die CO2 - Emissionen durch Kohleverstromung zu senken, kann ein Teil der Kohle durch Beifeuerung von Biomasse ersetzt werden. Problematisch dabei sind die im Vergleich zu Kohle unterschiedlichen Eigenschaften der eingesetzten Biomasse wie z.B. Mahlbarkeit, Anteil an flüchtigen Bestandteilen und Wassergehalt, Heizwert und Dispersitätszustand. Zudem sind nachwachsende Rohstoffe bezüglich der Logistik (Lagerung, Transport etc.) schwierig in der Handhabung.
Um die negativen Eigenschaften der Biomasse zu kompensieren, kann durch pyrolytische Zersetzung ein kohleartiger Brennstoff erzeugt werden, der den Anforderungen an die Brennstoffeigenschaften sowie an die Transport- und Lagerfähigkeit entspricht und sich somit als Brennstoff für Kohlekraftwerke eignet. Dazu werden in bisherigen Verfahren die Holzspäne zuerst thermisch behandelt und anschließend zu Pellets gepresst, um die Energiedichte zu erhöhen. Dies erfordert aufgrund der Aufspaltung des holzeigenen Bindemittels Lignin eine Beimischung zusätzlicher Bindemittel sowie einen erhöhten Energiebedarf bei der Pelletierung.
Im Rahmen der Forschungsarbeit erfolgt die Pelletierung vor der thermischen Behandlung und ohne Zugabe weiterer Bindemittel. Die anschließende Veredlung wird in einem Drehrohrofen bei niedrigen Temperaturen und Verweilzeiten realisiert. Die pyrolysierten Holzpellets haben einen um bis zu 47 % höheren Brennwert als das Ausgangsmaterial, lassen sich leichter zerkleinern und sind unempfindlich gegen biologische Zersetzung. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie im Vergleich zu Kohle einen sehr geringen Anteil an Schwefel und Stickstoff enthalten und somit die Rauchgasreinigung entlasten. Sie lassen sich somit problemlos zusammen mit Kohle in bestehenden Kraftwerken verfeuern und ermöglichen eine grundlastfähige Energieerzeugung aus regenerativen Energien.