Artikel Thermische Umwandlung von Biomasse

Die gestiegenen Anforderungen an die Nachhaltigkeit gesamter Prozessketten macht auch vor dem Anlagenbau keinen Halt: Durch die Entwicklung spezieller Technologien zur vollständigen stofflichen und energetischen Nutzung von Biomasse, wie sie gerade im Karlsruher Bioliq-Verfahren im Rahmen einer Pilotanlage realisiert werden, entsteht gleichzeitig auch der Ansporn, besonders effizientes Equipment zu integrieren. Ein Beispiel sind die hier eingesetzten elektrischen Begleitheizsysteme.

Schlüsselfertiges Gesamtkonzept
Im Auftrag der beiden großen Engineering-Unternehmen - Lurgi für den Anlagenteil Bioliq I und II und CAC Chemnitz für die Erweiterung der Anlage Bioliq III und IV - wurde ein schlüssiges Gesamtkonzept für die bei Bioliq erforderlichen Begleitheizungssysteme geliefert. Hierbei wurde neben dem wirtschaftlichen Einsatz von Energie und der hohen Verfügbarkeit besonderer Wert auf die Überwachung der Heizsysteme gelegt. Eine Herausforderung, denn von der Entwicklung der ersten Idee über die Auslegung der Begleitheizungen bis hin zu Lieferung, Montage und letztendlich der Inbetriebnahme kommt alles aus einer Hand.
Im Bioliq-Anlagenteil wurden die Begleitheizungen größtenteils mittels polymerisolierten Heizleitungen für den Bereich bis 100 °C Haltetemperatur und mineralisolierten Edelstahl-Heizleitungen im Hochtemperaturbereich bis 500 °C Haltetemperatur sowie für das Aufheizen von Behältern und Rohrleitungen realisiert. Alle eingesetzten Heizungsmaterialien sind für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich geeignet. In Kombination mit dem Heizungsregler Uniplex, der über einen nach Atex zertifizierten Sicherheits-Temperaturbegrenzer verfügt und das Sicherheitsniveau SIL 2 besitzt, ermöglicht dies ein optimales Regeln und Überwachen der Heizsysteme mit Anbindung an das Prozessleitsystem.
Eine besonders interessante Aufgabenstellung bestand in der Entwicklung des Heizsystems für den Slurry-Vorwärmer, einer rund 18 m langen Rohrleitung. Dabei wird die Temperatur des Mediums während des Durchflusses von 40 auf 100 °C durch das Heizsystem wesentlich erhöht. Um die erforderliche Heizleistung auf das Produkt übertragen zu können, sind Heizschalen aus Aluminium mit integrierter elektrischer Heizung passgenau gefertigt und installiert worden. Durch den guten Wärmeübergang erfolgt ein gleichmäßiges Beheizen von Rohrleitung und Produkt. Der Vorteil dieses Heizsystems besteht darin, dass es zu keiner Berührung zwischen Heizung und Produkt kommt und im Rohrsystem kein Druckverlust entsteht. Die speziell angefertigten Isoliermanschetten unterstützen das Heizsystem und minimieren die anfallenden Wärmeverluste. Nach der elektrischen Prüfung wurden die Heizsysteme durch Fachpersonal in Betrieb genommen.

Erneuerbares Speichermedium
Durch gutes Engineering und hochwertige, leistungsfähige technische Ausstattung lässt sich ein energieaufwendiges Verfahren wie die thermische Umwandlung von Biomasse immer noch effizient projektieren. Das heißt aber auch, dass die technische Ausstattung besonderen Anforderungen gerecht werden muss, da es sich hierbei keinesfalls um eine routinierte Verfahrenstechnologie handelt. Biomasse ist als einziges erneuerbares Kohlenstoffspeichermedium hoher Energiedichte von großer Bedeutung und für viele Anwendungen und Märkte geeignet. Aber abgesehen vom erforderlichen Energieeinsatz im Handling auch genauso problematisch, denn vor allem die komplexe Beschaffenheit der Biomasse stellt immer wieder neue Herausforderungen an Materialien und Geräte.n

Das Bioliq-Verfahren
Das Karlsruher Bioliq-Verfahren ermöglicht die Herstellung vollsynthetischer, qualitativ besonders hochwertiger Kraftstoffe ausschließlich aus biogenen Reststoffen. Die für eine neue Motorengeneration vorgesehenen Kraftstoffarten bieten gegenüber herkömmlichen Biokraftstoffen wie Bioethanol oder Biodiesel viele Vorteile, sowohl in der Herstellung als auch in der Anwendung. Das Bioliq-Konzept folgt einem Nachhaltigkeits-Prinzip zur Schonung von Umwelt und dem Vermeiden von Nahrungsmittelkonkurrenz.

Entscheider-Facts
Für Betreiber

• Im Bioliq-Anlagenteil wurden die Begleitheizungen mittels polymerisolierten Heizleitungen bis 100 °C Haltetemperatur und mineralisolierten Edelstahl-Heizleitungen bis 500 °C Haltetemperatur sowie für das Aufheizen von Behältern und Rohrleitungen realisiert.
• Alle eingesetzten Heizungsmaterialien sind für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich geeignet.
• In Kombination mit dem Heizungsregler Uniplex, der über einen Atex Sicherheits-Temperaturbegrenzer verfügt und das Sicherheitsniveau SIL 2 besitzt, ermöglicht dies ein optimales Regeln und Überwachen der Heizsysteme mit Anbindung an das Prozessleitsystem.

Achema 2012 Halle 6.1 - B 7