CoAct - Ver­fah­ren

Das CoAct-Verfahren vereint das am Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe der Universität Kassel seit Jahren befrorschte und erprobte Konzept zur Integrierten Festbrennstoff- und Biogasproduktion aus Biomasse (IFBB-Verfahren) mit dem neu entwickelten CoAct-Technikkonzept zur Erzeugung hochwertiger Aktivkohlen aus Restbiomassen, erweitert um die Verwertung der produzierten Produkte durch verschiedene Anwender.
 


CoAct - Verfahren

IFBB-Tech­nik­kon­zept

Das IFBB-Verfahren wurde enttwickelt, um aus verschiedenen Restbiomassen (z.B. Landschaftspflegematerial, Straßenbegleitgrün, Laub) hochqualitativen und lagerfähigen Festbrennstoff zu erzeugen. Für das IFBB-Verfahren werden Restbiomassen durch Silierung zuerst lagerfähig gemacht. Anschließend werden die Biomassen zerkleinert und in 40 °C warmen Wasser für 15 Minuten gemaischt. Nach dieser hydrothermalen Konditionierung erfolgt eine mechanische Entwässerung, wodurch mineralische und organische Verbindungen (z.B. Chlor, Schwefel, Milchsäuren) in die flüßige Phase, den sogenannten Presssaft überführt werden. Während die feste Phase, der sogenannte Presskuchen als Festbrennstoff verwendet werden kann, erfolgt eine Verwertung des energiereichen Presssaftes zur Biogasgewinnung. Die dabei generierte Abwärme kann zum Ausgleich des internen Wärmeenergiebedarfs genutzt werden. In verschiedenen Studien konnten die positiven Wirkungen dieses Verfahrens nachgewiesen werden.

Restbiomassen vom Typ B
mechanische Separierung
Bild: Korbinian Kaetzl
Hydrothermale Konditionierung
Bild: Frank Hensgen
IFBB-Presssaft

CoAct-Tech­nik­kon­zept

Im CoAct-Technikkonzept werden holzige Restbiomassen (Biomassetyp A) und IFBB-Presskuchen (Biomassetyp B) zuerst zu Pellets gepresst und anschließend mittels Pyrolyse und Aktivierung zu hochwertigen Aktivkohlen gewandelt. Durch die Kompaktierung der Restbiomassen wird ein homogenes Eingangsmaterial für die Pyrolyse erzeugt, wodurch optimale Akktivkohleergebnisse gewährleistet werden. Diese Aktivkohlen werden anschließend zur Entfernung von organischen Spurenstoffen aus kommunalem Abwasser in Kläranlagen eingesetzt.

holzige Biomasse
Bild: Korbinian Kaetzl
IFBB-Presskuchen
Bild: Korbinian Kaetzl
holzige Biomasse (zerkleinert)
Bild: Korbinian Kaetzl
Pelletierte Restbiomassen

Py­ro­ly­se und Ak­ti­vie­rung

In dem entwickelten CoAct - Technikkonzept erfolgt die Verarbeitung der Restbiomassen vom Typ A und des IFBB - Presskuchens von Restbiomassen des Typs B mittels Pyrolyse und simultaner Aktivierung in einem Verfahrensschritt.

Bei der Pyrolyse, welche bei bis zu 900 °C erfolgt, werden flüchtige organische Verbindungen der Biomassen ausgetrieben und der organische Kohlenstoff karbonisiert. Die dabei entstehenden Pyrolysegase werden bei bis zu 1.200 °C vollständig verbrannt und die dabei entstehende Abwärme zum Beheizen des Pyroylsereaktors verwendet. Die Karbonisierung der Restbiomassen findet somit exotherm, also unter Freisetzung von Energie statt.

Um die spezifische Oberfläche der karbonisierten Restbiomassen zu erhöhen, wird Wasserdampf in den Pyrolysereaktor eingetragen. Hierdurch erfolgt eine schonende Oxidation des organischen Kohlenstoffs, wodurch die Oberfläche erhöht wird. Durch dieses Vorgehen wird aus Restbiomassen nicht nur Pflanzenkohle, sondern hochwertige Aktivkohlen, die zur Substituierung von konventionellen und überwiegend fossilen Aktivkohlen verwendet werden können.

Bild: Pyreg GmbH
PYREG-Verfahren zur Produktion von Aktivkohlen aus Restbiomassen