Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Produktion moderner Biokraftstoffe durch Biomassevergasung

Eleni T. Liakakou

Problemstellung: Die Entwicklung von Energieprodukten auf Ligninbasis ist eine Möglichkeit, den Wert von Bioraffinerierückständen zu steigern. Die Vergasung (ligninreicher) Bioraffinerierückstände, gefolgt von einer Reinigung des Produktgases und einer anaeroben Fermentation, bietet das Potenzial, Produkte mit höherem Mehrwert wie Biokraftstoffe und Chemikalien herzustellen. Die indirekte MILENA-Vergasung ermöglicht eine vollständige Brennstoffumwandlung und erzeugt ein hochwertiges Gas, das aus CO, H2 und CO2 sowie Verbindungen wie CH4, C2-C4-Gasen, Benzol, Toluol und Xylol (BTX) und Teer besteht. Die Trennung der wertvollsten Komponenten des Produktgases ist eine gute Möglichkeit, den Wert des Ausgangsmaterials durch Koproduktionsprogramme zu maximieren. Das Produktgas kann nach entsprechender Reinigung zur Entfernung von Verunreinigungen im Gasfermentationsprozess eingesetzt werden. Einige anaerobe Mikroorganismen können als Biokatalysator für die mikrobielle Umwandlung von Synthesegas in kurzkettige organische Säuren und Alkohole (z. B. Acetat und Ethanol) verwendet werden. Die Fähigkeit dieser Mikroorganismen, einigen im Synthesegas enthaltenen Verunreinigungen standzuhalten, und ihre Flexibilität, unterschiedliche Synthesegaszusammensetzungen zu verwenden, machen sie zu einer attraktiven Alternative zu chemischen katalytischen Prozessen. Methodik: Ein ligninreicher Ausgangsstoff wird bei TNO mithilfe eines indirekten MILENA-Vergasers bei 780 °C mit Dampf vergast. Das Produktgas besteht nach Entfernung der wichtigsten Verunreinigungen aus CO, H2, CO2, N2, CH4 und Spuren anderer gasförmiger Kohlenwasserstoffe, Benzol und H2S. Der Einfluss der erhaltenen Synthesegasqualität und -zusammensetzung auf den Fermentationsprozess wird untersucht. Schlussfolgerung und Bedeutung: Trotz vieler Vorteile befindet sich die Integration von Vergasung und Synthesegasfermentation noch in einem frühen Entwicklungsstadium, und es bestehen viele Fragen bezüglich der im Fermentationsprozess erforderlichen Synthesegasqualität. In dieser Arbeit wird ein erster Versuch zur Kombination der beiden Prozesse vorgestellt.