Untersuchungen zum gegenwärtigen Stand der Konversion von Biobrennstoffen

Fossile Brennstoffe müssen in Zukunft im Wesentlichen aus 2 Gründen viel stärker geschont werden, als in der Vergangenheit, zum einen wegen der enormen Freisetzung des klimaschädlichen CO2 und zum anderen wegen ihrer immer deutlicher werdenden Erschöpfbarkeit. Eine von verschiedenen Möglichkeiten Ersatz zu finden, ist der Einsatz von Biobrennstoffen, die jedoch häufig für einen technischen Einsatz aufbereitet bzw. konvertiert werden müssen. Die Arbeit soll konkret folgende Schwerpunkte beinhalten: • Direkte thermische, Umwandlung, • Thermochemische Umwandlung, -Verkohlung, -Vergasung, -Pyrolyse, • Physikochemische Umwandlung, -Pflanzenöl, -Rapsölmethylester, • Biochemische Umwandlung, -Methangärung, -Ethanolgärung

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 2 Direkte Thermische Umwandlung (Verbrennung)
• 2.1 Ausgangsstoffe
• 2.2 Grundlagen der Verbrennung
• 2.3 Feuerungsanlagentechnik
• 2.3.1 Handbeschickte Feuerungen
• 2.3.2 Automatisch beschickte Feuerungen
• 2.4 Regelung kontinuierlich beschickter Anlagen
• 3 Thermochemische Umwandlung
• 3.1 Verkohlung
• 3.1.1 Grundlagen der Verkohlung
• 3.1.2 Verfahren der Kohleherstellung
• 3.1.3 Das Produkt Kohle
• 3.1.4 Nutzung von Kohle
• 3.2 Vergasung
• 3.2.1 Grundlagen der Vergasung
• 3.2.2 Produktgas
• 3.2.3 Verfahren der Produktgasherstellung
• 3.2.3.1 Festbettvergaser
• 3.2.3.2 Wirbelschichtvergaser
• 3.2.3.3 Flugstromvergaser
• 3.2.3.4 Verfahrensübersicht
• 3.2.4 Nutzung des Produktgases
• 3.2.4.1 Wärmebereitstellung
• 3.2.4.2 Nutzung in Motoren
• 3.2.4.3 Nutzung in Gasturbinen
• 3.2.4.4 Nutzung in Brennstoffzellen
• 3.2.4.5 Nutzung zur Verflüssigung
• 3.3 Pyrolyse
• 3.3.1 Flash Pyrolyse
• 3.3.2 Druckverflüssigung
• 3.3.3 Produkte der Pyrolyse
• 3.3.4 Aufbereitung der Pyrolyseprodukte
• 3.3.5 Nutzung der Pyrolyseöle
• 4 Physikochemische Umwandlung von Biomasse
• 4.1 Gewinnung von Pflanzenöl
• 4.1.1 Verfahren zur Gewinnung von Pflanzenöl
• 4.2 Veredelung zu Pflanzenölmethylester (PME)
• 4.2.1 Chemische Grundlagen
• 4.2.2 Verfahren der Rapsölmethylester (RME) - Herstellung
• 4.3 Motorische Nutzung von Pflanzenöl und Rapsölmethylester (RME)
• 4.3.1 Pflanzenöl als Kraftstoff
• 4.3.2 RME als Kraftstoff
• 4.3.3 Vergleich von Diesel, Rapsöl und RME
• 5 Biochemische Umwandlung von Biomasse
• 5.1 Methangärung
• 5.1.1 Grundlagen der Methangärung
• 5.1.2 Verfahrenstechnische Umsetzung der Biogaserzeugung
• 5.1.3 Nutzung von Biogas
• 5.2 Ethanolgärung
• 5.2.1 Grundlagen der Ethanolgärung
• 5.2.2 Maischprozess
• 5.2.2.1 Zuckeraufschluss
• 5.2.2.2 Stärkeaufschluss und -abbau
• 5.2.2.3 Celluloseaufschluss und -abbau
• 5.2.3 Fermentation (Gärung)
• 5.2.4 Destillation, Rektifikation
• 5.2.5 Nutzung von Ethanol
• 5.2.5.1 Motorische Nutzung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die wissenschaftliche Projektarbeit befasst sich mit der Konversion von Biomasse und bietet einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Verfahren und Nutzungsmöglichkeiten dieses zukunftsweisenden Energieträgers. Die Arbeit analysiert die verschiedenen Umwandlungsprozesse von Biomasse, um einen Einblick in die Potenziale und Herausforderungen der Biomasseverwertung zu geben. Die Arbeit zielt darauf ab, ein breites Verständnis für die verschiedenen Technologien der Biomassekraftstoffproduktion und die damit verbundenen Möglichkeiten und Grenzen zu vermitteln.

• Direkte thermische Umwandlung von Biomasse durch Verbrennung
• Thermochemische Umwandlung von Biomasse durch Verkohlung, Vergasung und Pyrolyse
• Physikochemische Umwandlung von Biomasse durch Gewinnung und Veredelung von Pflanzenöl
• Biochemische Umwandlung von Biomasse durch Methangärung und Ethanolgärung
• Bewertung der verschiedenen Verfahren im Hinblick auf Effizienz, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 1 führt in das Thema der Biomassekraftstoffproduktion ein und erläutert die Bedeutung dieser Technologie vor dem Hintergrund des wachsenden Bedarfs an erneuerbaren Energien. Kapitel 2 befasst sich mit der direkten thermischen Umwandlung von Biomasse durch Verbrennung, wobei verschiedene Feuerungsanlagen und deren Funktionsweise sowie die Regelung kontinuierlich beschickter Anlagen analysiert werden. Kapitel 3 behandelt die thermochemischen Umwandlungsprozesse der Verkohlung, Vergasung und Pyrolyse, wobei die jeweiligen Verfahren und ihre Vor- und Nachteile im Detail beleuchtet werden. Kapitel 4 beschreibt die physiko-chemische Umwandlung von Biomasse durch Gewinnung und Veredelung von Pflanzenöl, wobei die Verfahren zur Herstellung von Pflanzenölmethylester (PME) im Mittelpunkt stehen. Kapitel 5 widmet sich der biochemischen Umwandlung von Biomasse durch Methangärung und Ethanolgärung, wobei die verschiedenen Verfahrensschritte und die Nutzungsmöglichkeiten der gewonnenen Biogase und Bioethanole im Fokus stehen.

Schlüsselwörter

Biomasse, Konversion, Verbrennung, Verkohlung, Vergasung, Pyrolyse, Pflanzenöl, Pflanzenölmethylester (PME), Methangärung, Ethanolgärung, Biogas, Bioethanol, erneuerbare Energien, Energiegewinnung, Nachhaltigkeit, Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit.

Details

• College: University of Technology, Business and Design Wismar
• Grade: 1,3
• Author: Stefan Kramp (Author)
• Publication Year: 2007
• Pages: 64
• Catalog Number: V86800
• ISBN (eBook): 9783638059152
• Language: German
• Tags: Untersuchungen Stand Konversion Biobrennstoffen