SÜLZLE KOPF SynGas Heat Modul mit ORC

SynGas Heat Modul mit ORC

Das SynGas Heat Modul mit ORC bietet alle Vorteile des SynGas Heat Moduls mit dem zusätzlichen Nutzen einer Stromerzeugung. Mit einem sogenannten Organic Rankine Cycle (ORC), wird aus der Abwärme aus der Synthesegasverbrennung, eine kleine Turbine mit Generator zur Stromerzeugung angetrieben. Die dabei erzeugte Strommenge ist zwar wesentlich geringer als beim SynGas BHKW Modul, doch dafür bleibt auch wesentlich mehr Wärme zur Trocknung des Schlamms übrig.

Je nach Schlammqualität kann das Gesamtsystem Trocknung und Vergasung immer noch thermisch autark bleiben oder nur noch geringfügig auf Zusatzwärme angewiesen sein. Der erzeugte Strom deckt den Eigenverbrauch der Vergasung komplett und zusätzlich noch ca. die Hälfte der zum Betrieb des Trockners benötigten Leistung.

Vorteile SynGas Heat Modul + ORC

  • Einfacher, robuster Prozess
  • Stromerzeugung zur Deckung des Eigenbedarfs der Vergasung + ca. Hälfte der Trocknung
  • System Vergasung/Trocknung fast oder komplett Wärmeautark
  • Moderate spezifische Investitionskosten
  • Containerbauweise möglich (bei kleinen Anlagen), damit kurze Errichtungszeiten vor Ort

Prozessbeschreibung: HeatModul – nasse Gasreinigung – mit ORC

Thermische Behandlung

Aus dem Silo wird Klärschlamm mit einem Trockengehalt von 85% – 95% (1) zusammen mit Kalkstein (2) in den Wirbelschichtvergaser (3) gefördert. Der beigemischte Kalkstein bindet Schwefel und ist somit die erste Entschwefelungsstufe. Die hohe Vergasungstemperatur von 850 °C sorgt für die vollständige Zerstörung aller Giftstoffe im Klärschlamm sowie für die Entfernung von Schwermetallen, wie z.B. Quecksilber oder Cadmium, aus der wertvollen Klärschlammasche. Sie sorgt dafür, dass der lebenswichtige Phosphor im Aschegranulat bedenkenlos wieder verfügbar gemacht werden kann, z.B. als Dünger. Über eine Schleuse wird das so gut wie kohlenstofffreie Aschegranulat (4) dem Prozess entnommen und gesammelt.

Synthesegasreinigung und -kühlung

Das im Wirbelschichtvergaser erzeugte Synthesgas wird in einem Zyklon (5) grobentstaubt bevor die fühlbare Wärme des Synthesegases in einem Wärmeübertrager (6) genutzt wird, um die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Das gekühlte Synthesegas wird in einem Feinfilter (7) weiter aufbereitet.

Verbrennung des Gases und Wärmeauskopplung

Das gekühlte und entstaubte Synthesegas wird in einer Brennkammer (8) verbrannt. Die Brennkammer ist mit einer Harnstoffeindüsung (9) ausgestattet. Der Harnstoff dient der Reduzierung von Stickoxidemissionen auf die gemäß 17. BImSchV vorgegebenen Grenzwerte. Mittels Wärmeübertrager (10) wird die bei der Verbrennung erzeugte Wärme zur Erwärmung von Thermalöl bereitgestellt. In einem weiteren Wärmeübertrager (11) wird ein organisches Arbeitsmedium für den Einsatz in einer ORC-Turbine (12) verdampft. Die Kondensationswärme des Arbeitsmediums wird rekuperativ zur Vorwärmung (13) und zur Auskopplung von Niedertemperaturwärme (14) genutzt. Diese Variante wird dann angewandt, wenn bauseits andere Energie zum Trocknen zur Verfügung steht.

Rauchgasreinigung gemäß 17. BlmSchV

In einer kompakten Rauchgasreinigungsanlage werden die umweltschädlichen, aus dem Klärschlamm und dessen Vergasung und Verbrennung stammenden Subtanzen wie Schwefel und Schwermetalle entfernt. Zunächst wird dem Rauchgas ein Adsorbens (15) zur Einbindung von Schwermetallen im Flugstrom zugeführt, welche am Feinfilter (16) aus dem Prozess ausgetragen werden. Die weitere Aufbereitung des Rauchgases zur Kühlung und Reduzierung der Schwefelverbindungen besteht aus einer Quenche (17) und einem alkalischen Wäscher (18). Das Abwasser wird nach einer Aufbereitung in die Kläranlage eingeleitet.

Prozessbeschreibung: HeatModul – trockene Gasreinigung – mit ORC

Thermische Behandlung

Aus dem Silo wird Klärschlamm mit einem Trockengehalt von 85% – 95% (1) zusammen mit Kalkstein (2) in den Wirbelschichtvergaser (3) gefördert. Der beigemischte Kalkstein bindet Schwefel und ist somit die erste Entschwefelungsstufe. Die hohe Vergasungstemperatur von 850 °C sorgt für die vollständige Zerstörung aller Giftstoffe im Klärschlamm sowie für die Entfernung von Schwermetallen, wie z.B. Quecksilber oder Cadmium, aus der wertvollen Klärschlammasche. Sie sorgt dafür, dass der lebenswichtige Phosphor im Aschegranulat bedenkenlos wieder verfügbar gemacht werden kann, z.B. als Dünger. Über eine Schleuse wird das so gut wie kohlenstofffreie Aschegranulat (4) dem Prozess entnommen und gesammelt.

Synthesegasreinigung und –kühlung

Das im Wirbelschichtvergaser erzeugte Synthesgas wird in einem Zyklon (5) grobentstaubt bevor die fühlbare Wärme des Synthesegases in einem Wärmeübertrager (6) genutzt wird, um die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Das gekühlte Synthesegas wird in einem Feinfilter (7) weiter aufbereitet.

Verbrennung des Gases und Wärmeauskopplung

Das gekühlte und entstaubte Synthesegas wird in einer Brennkammer (8) verbrannt. Die Brennkammer ist mit einer Harnstoffeindüsung (9) ausgestattet. Der Harnstoff dient der Reduzierung von Stickoxidemissionen auf die gemäß 17. BImSchV vorgegebenen Grenzwerte. Mittels Wärmeübertrager (10) wird die bei der Verbrennung erzeugte Wärme zur Erwärmung von Thermalöl bereitgestellt. In einem weiteren Wärmeübertrager (11) wird ein organisches Arbeitsmediums für den Einsatz in einer ORC Turbine (12) verdampft. Die Kondensationswärme des Arbeitsmediums wird rekuperativ zur Vorwärmung (13) und zur Auskopplung von Niedertemperaturwärme (14) genutzt. Diese Variante wird angewandt, wenn bauseits andere Energie zum Trocknen zur Verfügung steht.

Rauchgasreinigung gemäß 17. BlmSchV

In einer kompakten Rauchgasreinigungsanlage werden die umweltschädlichen, aus dem Klärschlamm und dessen Vergasung und Verbrennung stammenden Subtanzen wie Schwefel und Schwermetalle, entfernt. Es wird dem Rauchgas ein Adsorbens (15) zur Einbindung von Schwermetallen und Schwefelverbindungen im Flugstrom zugeführt, welche am Feinfilter (16) aus dem Prozess ausgetragen werden.