DE102008049737A1 - Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product - Google Patents

Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product Download PDF

Info

Publication number
DE102008049737A1
DE102008049737A1 DE102008049737A DE102008049737A DE102008049737A1 DE 102008049737 A1 DE102008049737 A1 DE 102008049737A1 DE 102008049737 A DE102008049737 A DE 102008049737A DE 102008049737 A DE102008049737 A DE 102008049737A DE 102008049737 A1 DE102008049737 A1 DE 102008049737A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
biomass
batch
hydrothermal carbonization
coal
mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008049737A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Bottlinger
Marc Buttmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terranova Energy De GmbH
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102008049737A priority Critical patent/DE102008049737A1/en
Priority to EP20090007276 priority patent/EP2130893A3/en
Publication of DE102008049737A1 publication Critical patent/DE102008049737A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/46Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/086Hydrothermal carbonization
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering to a value of above 10% dry substance portion, prior to the hydrothermal carbonization; adjusting the pH of the biomass to less than 4, prior to the hydrothermal carbonization; and subsequently drying the resulting product by process-waste heat originated from the hydrothermal carbonization, where the carbon structures of the biomass are broken preferably at 180-200[deg] C under airtight. An independent claim is included for an apparatus for carrying out the above method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohle aus feuchter Biomasse im Batchbetrieb mittels hydrothermaler Karbonisierung. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The The invention relates to a process for the production of coal from wet Biomass in batch mode by hydrothermal carbonation. Furthermore, the invention relates to a device for performing of the procedure.

Das Verfahren basiert auf der hydrothermalen Karbonisierung (HTC), wie Sie von Prof. Dr. Marcus Antonietti am Max Planck Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam entwickelt wurde. Dieses wurde beispielsweise im Magazin „MaxPlanckForschung” 2/2006 beschrieben.The method is based on the hydrothermal carbonization (HTC), as described by Prof. Dr. med. Marcus Antonietti was developed at the Max Planck Institute for Colloids and Interfaces in Potsdam. This was, for example, in the Magazine "MaxPlanckResearch" 2/2006 described.

Bei der HTC wird unter Luftabschluss bei Temperaturen um die 200°C über 12 Stunden feuchte Biomasse in einen Kohleschlamm gewandelt. Dieser kann anschließend getrocknet und stofflich genutzt werden.at the HTC is overflowing at temperatures around 200 ° C 12 hours wet biomass transformed into a coal sludge. This can then be dried and used materially.

Das Verfahren wird zum Beispiel in DE 10 2007 012 112 B3 in einem kontinuierlichen Prozess eingesetzt.The method is used for example in DE 10 2007 012 112 B3 used in a continuous process.

In DE 10 2007 062 809 A1 und in DE 10 2007 012 112 B3 wird die Zugabe von Säuren zur Erniedrigung des pH Wertes als vorteilhaft beschrieben.In DE 10 2007 062 809 A1 and in DE 10 2007 012 112 B3 the addition of acids to lower the pH is described as advantageous.

Die beschriebenen Verfahren haben einige erhebliche Nachteile:
Da es sich bei der HTC um einen hermetisch abgeschlossenen Prozess handelt bestimmt die Zusammenstellung der Eingangsstoffe direkt die Eigenschaft des Endproduktes. Durch die Verwendung von feuchter Biomasse, insbesondere Biomasse-Reststoffen, besteht damit eine natürliche Schwankung der Eigenschaften des Endproduktes. Wenn das Endprodukt Mindestanforderungen an eine Weiterverwertung erfüllen muss können diese Schwankungen zu Produktverwerfungen und damit einer Reduzierung der Ausbeute des Prozesses führen.
The described methods have some significant disadvantages:
Since the HTC is a hermetically sealed process, the composition of the input materials directly determines the property of the final product. By using moist biomass, in particular biomass residues, there is thus a natural variation in the properties of the end product. If the end product needs to meet minimum re-use requirements, these fluctuations can lead to product dislocations and thus reduce the yield of the process.

So treten z. B. bei der HTC von Klärschlamm erhebliche Unterschiede im Verhältnis der organischen und der mineralischen Trockensubstanzanteile auf. Entsprechend kann der Brennwert des getrockneten Ausgangsstoffes der HTC im Brennwert zwischen 10,000 J/g und 25,000 J/g schwanken. Werden dagegen Lebensmittelreste einer HTC zugeführt können aufgrund des höheren Kohlehydratanteils Brennwerte zwischen 20,000 J/g und 30,000 J/g erreicht werden. Um die Ausgangsstoffe nach der HTC wirtschaftlich verwerten zu können müssen diese jedoch üblicherweise mindestens Brennwerte von Braunkohle aufweisen die im getrockneten Zustand etwa 20,000 J/g hat. Dies ist nach bisherigem Stand der Technik bei schwankenden Qualitäten der Eingangsstoffe nicht sicherzustellen.So for example B. in the HTC of sewage sludge significant differences in the ratio of the organic and the mineral dry matter proportions on. Accordingly, the calorific value of the dried starting material the calorific value of the HTC is between 10,000 J / g and 25,000 J / g. Become on the other hand food residues can be fed to an HTC Due to the higher carbohydrate content, calorific values between 20,000 J / g and 30,000 J / g. To the starting materials after the HTC must be able to use economically these, however, usually at least the calorific values of lignite which in the dried state has about 20,000 J / g. This is according to the prior art in fluctuating qualities the input materials do not ensure.

Die Verwendung eines kontinuierlichen Verfahrens hat für die HTC auch beträchtliche Nachteile:
Durch die gleichzeitigen Prozessschritte „Vermischung/Homogenisierung” und „Transport” treten im Reaktionsvolumen Rückvermischungen auf, die zu einem breiten Verweilzeitspektrum und einem schlecht definierten Prozessablauf führen. Die Eigenschaften des erzeugten Produkts sind daher hier auch hier nur schwer standardisierbar.
The use of a continuous process also has considerable disadvantages for the HTC:
As a result of the simultaneous process steps "mixing / homogenization" and "transport", backmixing occurs in the reaction volume, which leads to a broad residence time spectrum and a poorly defined process sequence. The properties of the product produced are therefore difficult to standardize here.

Des Weiteren ist die Abdichtung einer kontinuierlich arbeitenden Anlage problematisch. Die Karbonisierung findet bei hohen Drücken statt, daraus ergibt sich das Problem der Abdichtung des Materialeintrags und -austrags.Of Another is the sealing of a continuous system problematic. The carbonation takes place at high pressures instead, this results in the problem of sealing the material entry and discharge.

Feststoffanlagerungen an den Bauteilen sind nicht zu verhindern und bedingen das beispielsweise Ventile redundant geschaltet werden müssen.Solid accretions on the components can not be prevented and cause the example valves must be switched redundant.

Weiterhin ergeben sich während der HTC große technische Probleme aufgrund der sehr unterschiedlichen Viskositäten der Eingangsstoffe. Es können dadurch hohe mechanische Belastungen der Transportwellen oder Rührwerke auftreten bis hin zu Stocken des Materialtransports. So ist z. B. ein Klärschlamm, der auf 30% Feststoffgehalt vorgetrocknet ist und wegen der enthaltenen Hydrokolloide eine sehr hohe Festigkeit aufweist nicht ohne weiteren Zusatz von Wasser zu transportieren oder zu vermischen.Farther arise during the HTC major technical Problems due to the very different viscosities the input materials. It can thereby high mechanical Loads of transport shafts or agitators occur to the stoppages of material transport. So z. A sewage sludge, which is pre-dried to 30% solids content and because of the contained Hydrocolloids does not have a very high strength without further Addition of water to transport or mix.

Wird der Prozess durch eine Zugabe von Säure und die damit verbundene Reduktion des pH Wertes unterstützt ergeben sich durch die Chemikalienkosten erheblich höhere Betriebskosten. Diese können dazu führen dass die Anlagen für bestimmte Biomassen nicht mehr rentabel betrieben werden können.Becomes the process by an addition of acid and the associated Reduction of the pH value is supported by the chemical costs significantly higher operating costs. These can cause the equipment for certain biomasses can no longer be operated profitably.

Aufgabe der Erfindung ist es Biomassen mit unterschiedlichen und schwankenden Eigenschaften mittels der HTC in eine Kohle umzuwandeln die eine gleichbleibende und für nachfolgende Verwendungen ausreichende Qualität aufweist. Weiterhin sollen durch die gezielte Verwendung bestimmter Eingangsstoffe die Betriebskosten, insbesondere die zur Einstellung eines geeigneten pH Wertes und Trockensubstanzgehalts, reduziert werden.task The invention is biomass with different and fluctuating Properties using the HTC convert into a coal which is a consistent and sufficient quality for subsequent uses having. Furthermore, by the specific use of certain Input materials the operating costs, especially those for adjustment a suitable pH and dry matter content, reduced become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

  • – dass die Eingangsstoffe vor jeder Batch charakterisiert werden,
  • – dass unterschiedliche Eingangsstoffe vor jeder Batch gezielt gemischt werden,
  • – dass der Ausgangsstoff einer jeden Batch oder das Gemisch mehrerer Batchs nach stofflichen Eigenschaften analysiert wird, und
  • – dass der Ausgangsstoff einer jeden Batch oder das Gemisch mehrerer Batchs abhängig von den festgestellten Eigenschaften mit dem einer anderen Batch oder Gemischen mehrerer Batchs gezielt vermischt wird.
This object is achieved according to the invention
  • - that the input materials are characterized before each batch,
  • - that different input materials are mixed specifically before each batch,
  • - that the starting material of each batch or the mixture of several batches is analyzed for material properties, and
  • - that the starting material of each batch or Depending on the properties determined, the mixture of several batches is mixed in a targeted manner with that of another batch or mixtures of several batches.

Ein solches Verfahren führt zu folgenden Vorteilen:

  • – Durch Mischungen von Eingangsstoffen (z. B. Klärschlamm und Lebensmittelreste) wird die der HTC zugeführte Biomasse in ihren Eigenschaften standardisiert und damit zuverlässig und wiederholbar behandelbar.
  • – Das Mischungsverhältnis der Eingangsstoffe wird in der Art eingestellt dass gewünschte Eigenschaften des Ausgangsstoffs, wie z. B. Brennwert oder Aschegehalt, erreicht werden.
  • – Durch Beimischung milchsäurebildender Biomasse wie z. B. Grassilage oder Fruchtresten wie z. B. Apfelschalen oder Zitrusfruchtschalen wird der pH Wert des Eingangsstoffgemischs erniedrigt und Chemikalien zur Einstellung des pH Werts eingespart.
  • – Das Endprodukt wird durch gezielte Vermischung verschiedener Batches in seinen Eigenschaften vergleichmäßigt und genügt notwendigen Mindestanforderungen zur Weiterverwendung wie z. B. einem minimalen Brennwert.
Such a method leads to the following advantages:
  • - Through mixtures of input materials (eg sewage sludge and food residues), the biomass supplied to the HTC is standardized in its properties and thus reliably and repeatedly treatable.
  • - The mixing ratio of the input materials is set in the way that desired properties of the starting material, such as. As calorific value or ash content can be achieved.
  • - By admixing lactic acid-forming biomass such. As grass silage or fruit residues such. As apple peel or citrus peel, the pH value of the input material mixture is lowered and saved chemicals to adjust the pH value.
  • - The end product is made uniform by targeted mixing of different batches in its properties and meets the minimum requirements for re-use such. B. a minimum calorific value.

Besonders vorteilhaft ist es dass die hydrothermale Karbonisierung im Batch-Prozess unter sehr gut definierten Bedingungen durchgeführt wird und die Fahrweise präzise auf die jeweiligen Eigenschaften der Eingangsstoffe und die gewünschten Eigenschaften des Ausgangsstoffs abgestimmt wird.Especially it is advantageous that the hydrothermal carbonization in the batch process is carried out under very well-defined conditions and the driving style precisely to the respective characteristics the input materials and the desired properties of the Starting material is tuned.

Höchst vorteilhaft ist es dass bei hochviskosen Einsatzstoffen im Batch-Reaktor das Material zuerst ohne Rühren auf die Reaktionstemperatur gebracht wird um einen Teil der Hydrokolloide abzubauen, was zu einer Verflüssigung des Materials führt und den anschließenden Einsatz eines Rührwerks ohne Belastung der Mechanik erlaubt.Maximum It is advantageous that in the case of highly viscous starting materials in the batch reactor first stir the material to the reaction temperature without stirring is brought to break down a portion of the hydrocolloids, resulting in a liquefaction of the material leads and the subsequent use of a stirrer without load the mechanics allowed.

Erhebliche Vereinfachung der Entwässerung des Kohleschlamms nach der HTC wird erreicht wenn trockene Biomasse den Eingangsstoffgemisch zugemischt wird um den Trockensubstanzanteil zu erhöhen. Dies ermöglicht außerdem eine bessere exotherme Reaktion und eine höhere Menge an Wärme die während der HTC abgegeben wird und für die anschließende Trocknung zur Verfügung steht.substantial Simplification of the drainage of coal sludge after HTC is reached when dry biomass is added to the input material mixture is to increase the dry matter content. this makes possible also a better exothermic reaction and a higher one Amount of heat released during HTC and for subsequent drying available stands.

Höchst vorteilhafte Ausführungen sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.Maximum advantageous embodiments are in the further subclaims listed.

Vorteilhafte beispielhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden beschrieben. Hierbei zeigen die Zeichnungen eine Ausführung in einfacher schematischer Darstellung.advantageous exemplary embodiments of the invention The method will be described below. Here, the drawings show a Execution in simple schematic representation.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden einschließlich Alternativen beschrieben.One Embodiment of the method is in the drawings shown schematically and will be included below Alternatives described.

Verschiedene Biomassen werden in separaten Vorlagebehältern mittels geeigneter Messtechnik charakterisiert (1). In einer anschließenden Mischstufe (2) wird das Eingangsstoffgemisch für die HTC je nach gewünschten Eigenschaften hergestellt. Dabei können z. B. Orangenschalen beigefügt werden um den pH Wert des Eingangsstoffgemischs zu reduzieren oder getrocknete Biomasse beigemischt werden um den Trockensubstanzanteil des Eingangsstoffgemischs zu erhöhen. Ebenso können Biomassen mit hohem Kohlehydratgehalt wie Lebensmittelreste mit Biomasse mit niedrigem Kohlehydratanteil wie Klärschlamm beigemischt werden um einen ausreichenden Brennwert des Endproduktes zu erreichen. Anschließend kann das Eingangsstoffgemisch nochmals charakterisiert werden (3). Eine Transporteinheit (4) führt das Gemisch der HTC zu.Different biomasses are characterized in separate storage containers by means of suitable measurement technology ( 1 ). In a subsequent mixing stage ( 2 ), the input material mixture for the HTC is produced according to the desired properties. This z. As orange peels are added to reduce the pH of the input material mixture or dried biomass are mixed to increase the dry matter content of the input material mixture. Likewise, biomass with a high carbohydrate content, such as food residues with biomass with a low carbohydrate content, such as sewage sludge, can be mixed in order to achieve a sufficient calorific value of the end product. Subsequently, the input material mixture can be characterized again ( 3 ). A transport unit ( 4 ), the mixture of HTC to.

In der HTC wird der Eingangsstoff (z. B. Klärschlamm, Grünschnitt etc..) homogenisiert (5) und falls notwendig einer Vorabtrennung von Inert- und Störstoffen unterzogen. Dies kann z. B. in einem Hydrozyklon (6) erfolgen. Durch einen Hydrozyklon kann eine teilweise Entwässerung stattfinden. Es wird dann beispielweise in einem Dekanter (7) eine Mischung aus Biomasse und Wasser hergestellt mit einem typischen Feststoffgehalt von 25% oder mehr. Diese wird gegebenenfalls durch die Abwärme des vorherigen Prozessschrittes (Wärme des Produktes) vorgewärmt. Die vorgewärmte Mischung wird in den Reaktionsbehälter (8) gebracht. Durch Zufuhr von Wärmeenergie wird der Reaktor auf eine Temperatur zwischen 160 und 230°C gebracht. Der vorhandene Sauerstoff wird in der Anfangsphase durch den entstehenden Wasserdampf ausgetrieben. Der Reaktor wird anschließend druckdicht verschlossen. Die benötigte Wärmeenergie stammt entweder aus einer Zufeuerung (9) oder aus einem Wärmespeicher (10), der im vorherigen Prozessschritt durch Abwärme aus der Reaktion gespeist wurde. Die Reaktion läuft dann unter Wärmeentwicklung ab. Diese Wärme wird zur erneuten Speisung des Latentwärmespeichers verwendet.In the HTC, the input material (eg sewage sludge, green waste etc.) is homogenized ( 5 ) and, if necessary, subjected to a preliminary separation of inert and impurities. This can be z. In a hydrocyclone ( 6 ) respectively. A hydrocyclone can cause partial drainage. It is then, for example, in a decanter ( 7 ) a mixture of biomass and water produced with a typical solids content of 25% or more. This is optionally preheated by the waste heat of the previous process step (heat of the product). The preheated mixture is added to the reaction vessel ( 8th ) brought. By supplying heat energy, the reactor is brought to a temperature between 160 and 230 ° C. The existing oxygen is expelled in the initial phase by the resulting water vapor. The reactor is then sealed pressure-tight. The required heat energy comes either from a fire ( 9 ) or from a heat storage ( 10 ), which was fed in the previous process step by waste heat from the reaction. The reaction then proceeds with evolution of heat. This heat is used to re-energize the latent heat storage.

Nach Ablauf der Reaktion wird der Reaktor auf Umgebungsdruck entspannt und der erzeugte Kohleschlamm in einen Speicherbehälter (11) abgeführt. Die Abwärme wird zum Vorwärmen der nächsten Batches verwendet. Das erzeugte Produkt „Kohleschlamm” kann dann mechanisch oder mechanisch/thermisch entfeuchtet und getrocknet werden (12).After completion of the reaction, the reactor is depressurized to ambient pressure and the generated coal sludge in a storage container ( 11 ) dissipated. The waste heat is used to preheat the next batches. The produced product "coal sludge" can then be dehumidified and dried mechanically or mechanically / thermally ( 12 ).

Der Einsatz von zwei Reaktoren im Parallelebetrieb (8) biete außerdem die Möglichkeit Reaktionswärme die in den einen Reaktor frei wird, direkt für den Start einer weiteren Reaktion zu nutzen.The use of two reactors in parallel operation ( 8th ) also offers the possibility Reacti Onswärme in the one reactor is free to use directly for the start of another reaction.

Die entstandene Kohle wird nach der Herstellung nach ihren wesentlichen Eigenschaften durch geeignete Messtechnik (13) charakterisiert. Dies können z. B. Brennwert, Aschegehalt oder Schadstoffe sein. Daraufhin wird die Kohle beispielsweise in separaten Chargen (14) gelagert und in einer nachfolgenden Stufe (15) mit anderen Chargen in der Art vermischt dass die entstandene Mischung eine gewünschte Eigenschaft erhält. Dies kann beispielhaft eine gleichbleibende Qualität sein oder eine Mindestqualität wie z. B. einen minimalen Brennwert von 15,000 J/g. Die entstandene Mischung wird anschließend auf die wesentlichen Eigenschaften hin mittels geeigneter Messtechnik (16) untersucht und freigegeben.The resulting coal is after production according to their essential properties by suitable measuring technology ( 13 Characterized. This can z. As calorific value, ash content or pollutants. The coal is then separated into separate batches ( 14 ) and in a subsequent stage ( 15 ) is mixed with other batches in such a way that the resulting mixture obtains a desired property. This can be, for example, a consistent quality or a minimum quality such. For example, a minimum calorific value of 15,000 J / g. The resulting mixture is then analyzed for its essential properties by means of suitable measuring technology ( 16 ) examined and released.

Das Endprodukt wird dann in einem Behälter zur weiteren Verwertung gelagert (17).The final product is then stored in a container for further use ( 17 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007012112 B3 [0004] - DE 102007012112 B3 [0004]
  • - DE 102007062809 A1 [0005] - DE 102007062809 A1 [0005]
  • - DE 102007012112 [0005] - DE 102007012112 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Magazin „MaxPlanckForschung” 2/2006 [0002] - Magazine "MaxPlanckResearch" 2/2006 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung von Kohle aus feuchter Biomasse im Batchbetrieb mittels hydrothermaler Karbonisierung dadurch gekennzeichnet, – dass die Eingangsstoffe vor jeder Batch charakterisiert werden, – dass unterschiedliche Eingangsstoffe vor jeder Batch gezielt gemischt werden, – dass der Ausgangsstoff einer jeden Batch oder das Gemisch mehrerer Batchs nach stofflichen Eigenschaften analysiert wird, – dass der Ausgangsstoff einer jeden Batch oder das Gemisch mehrerer Batchs abhängig von den festgestellten Eigenschaften mit dem einer anderen Batch oder Gemischen mehrerer Batchs gezielt vermischt wird,Process for the production of coal from wet biomass in batch mode by means of hydrothermal carbonization characterized in that - the input materials are characterized before each batch, - that different input materials are mixed before each batch targeted, - that the starting material of each batch or the mixture of several batch after - that the starting material of each batch or the mixture of several batches is intentionally mixed with that of another batch or mixtures of several batches, depending on the characteristics determined, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangsstoffe unterschiedliche Arten von Biomasse verwendet werdenMethod according to claim 1, characterized in that that used as input materials different types of biomass become Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH Wert der Mischung durch mindestens eine der vermischten Biomassenarten erniedrigt wirdMethod according to Claims 1 and 2, characterized that the pH value of the mixture is mixed by at least one of the Biomass species is lowered Verfahren nach Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt des Gemischs durch mindestens eine der vermischten Biomassenarten erhöht wirdMethod according to claim 2, characterized that the solids content of the mixture by at least one of mixed biomass species is increased Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstoffe einzelner Batchs schwankende Eigenschaften, insbesondere Brennwerteigenschaften, haben und durch gezielte Vermischung eine gewollte Eigenschaft, insbesondere Brennwerteigenschaft, des Mischprodukts erhalten wirdMethod according to claim 1, characterized in that that the starting materials of individual batches have fluctuating properties, in particular calorific value properties, and have through targeted mixing a desired property, in particular calorific property, of Mixed product is obtained Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstoffe einzelner Batchs zum Teil keine ausreichende Eignung für weitere Verwendungen haben und durch gezielte Vermischung eine ausreichende Eignung des Mischprodukts für weitere Verwendungen erhalten wirdMethod according to claim 1, characterized in that that the starting materials of individual batches partly insufficient Have suitability for further uses and through targeted Mixing a sufficient suitability of the mixed product for more Uses is obtained Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessparameter je nach Mischungsverhältnis und Eigenschaften von Eingangsstoffen während jeder Batch angepasst werden könnenMethod according to Claims 1 and 2, characterized that the process parameters depending on the mixing ratio and Properties of input materials adjusted during each batch can be Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Klärschlamm als Biomasse zunächst eine Verflüssigung des Klärschlamms durch den Abbau von Hydrokolloiden abgewartet wird bevor ein Rührwerk im Reaktor zugeschaltet wird.Method according to Claims 1 and 2, characterized that when using sewage sludge as a biomass first a liquefaction of sewage sludge by the Degradation of hydrocolloids is awaited before a stirrer is switched on in the reactor. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rührwerke oder andere während der hydrothermalen Karbonisierung zur Vermischung des zu karbonisierenden Materials geeigneten Anlagenteile erst frühestens 5 Minuten nach Beginn der hydrothermalen Karbonisierung der Biomasse, insbesondere des Klärschlamms, eingeschaltet werdenMethod according to Claims 1 and 2, characterized that agitators or others during the hydrothermal Carbonization for mixing the material to be carbonized suitable plant components at the earliest 5 minutes after Start of hydrothermal carbonization of biomass, in particular of sewage sludge, be turned on Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorherigen AnsprücheDevice for carrying out the method according to one of the preceding claims
DE102008049737A 2008-06-05 2008-09-30 Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product Withdrawn DE102008049737A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049737A DE102008049737A1 (en) 2008-09-30 2008-09-30 Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product
EP20090007276 EP2130893A3 (en) 2008-06-05 2009-06-02 Method for producing coal, in particular coal slurry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049737A DE102008049737A1 (en) 2008-09-30 2008-09-30 Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008049737A1 true DE102008049737A1 (en) 2010-04-01

Family

ID=41719910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008049737A Withdrawn DE102008049737A1 (en) 2008-06-05 2008-09-30 Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008049737A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011104263A1 (en) 2010-02-26 2011-09-01 G+R Technology Group Ag System and method for providing a mixture made of different biomasses for a plant for extracting a reaction product from the different biomasses
WO2012119875A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 Ava-Co2 Schweiz Ag Method and device for hydrothermal carbonization
DE202020103976U1 (en) 2020-07-09 2021-10-12 Rainer Linke Aquaculture system
DE202021100695U1 (en) 2021-02-11 2022-05-12 Rainer Linke aquaculture system
DE102008056006B4 (en) 2008-11-05 2023-07-06 Grenol Ip Gmbh Process and device for the hydrothermal carbonization of biomass

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012112B3 (en) 2007-03-13 2008-05-29 Loritus Gmbh Apparatus for continuously hydrothermally carbonizing biomass, e.g. to produce solid fuel, comprises pressure reactor with inlet, outlet and transporter for moving material during conversion
DE102007062809A1 (en) 2006-12-28 2008-07-17 Dominik Peus Substance or fuel for producing energy from biomass, is manufactured from biomass, which has higher carbon portion in comparison to raw material concerning percentaged mass portion of elements

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007062809A1 (en) 2006-12-28 2008-07-17 Dominik Peus Substance or fuel for producing energy from biomass, is manufactured from biomass, which has higher carbon portion in comparison to raw material concerning percentaged mass portion of elements
DE102007012112B3 (en) 2007-03-13 2008-05-29 Loritus Gmbh Apparatus for continuously hydrothermally carbonizing biomass, e.g. to produce solid fuel, comprises pressure reactor with inlet, outlet and transporter for moving material during conversion

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Magazin "MaxPlanckForschung" 2/2006
Max Planck Forschung 2,2006,S.21-25 *
Max Planck Forschung 4/2006,S.77,78 *
Max Planck Forschung 4/2006,S.77,78 Max Planck Forschung 2,2006,S.21-25

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008056006B4 (en) 2008-11-05 2023-07-06 Grenol Ip Gmbh Process and device for the hydrothermal carbonization of biomass
WO2011104263A1 (en) 2010-02-26 2011-09-01 G+R Technology Group Ag System and method for providing a mixture made of different biomasses for a plant for extracting a reaction product from the different biomasses
DE102010000580A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 G+R Technology Group Ag A system and method for providing a mixture of different biomass to a plant for recovering a reaction product from the different biomass
WO2012119875A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 Ava-Co2 Schweiz Ag Method and device for hydrothermal carbonization
DE202020103976U1 (en) 2020-07-09 2021-10-12 Rainer Linke Aquaculture system
DE102021117024A1 (en) 2020-07-09 2022-01-13 Rainer Linke Aquaculture system and cultivation methods
DE202021100695U1 (en) 2021-02-11 2022-05-12 Rainer Linke aquaculture system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2130893A2 (en) Method for producing coal, in particular coal slurry
DE102007012112B3 (en) Apparatus for continuously hydrothermally carbonizing biomass, e.g. to produce solid fuel, comprises pressure reactor with inlet, outlet and transporter for moving material during conversion
EP0052334B1 (en) Process for the production of solid, liquid and gaseous combustibles from organic materials
DE102008026991A1 (en) Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product
EP3030598B1 (en) Method for extracting lignin from black liquor and products produced thereby
DE102008049737A1 (en) Producing coal, preferably coal slurry from wet biomass, preferably sewage slurry by hydrothermal carbonization, comprises concentrating the biomass by dewatering, adjusting the pH of the biomass and drying the resulting product
EP2206688A1 (en) Thermo-chemical preparation of the process water of a hydrothermal carbonisation
WO2017102814A1 (en) Method for the digestion and hydrothermal carbonization of sewage sludge
DE102009015257B4 (en) Process for the hydrothermal carbonization of renewable raw materials and organic residues
EP2390301B1 (en) Reactor assembly and method for producing a carbon-enriched solid product by means of increasing the carbon content
EP2462233A1 (en) Method for producing biogas or sewage gas
DE102015002416A1 (en) Process for the separation of phosphorus from sewage sludge
DE10215679B4 (en) Direct thermochemical conversion of high molecular weight organic substances into low viscosity liquid fuels
DE19631201A1 (en) Conversion of organic materials into fuels
EP2215241B1 (en) Process for the production of biogas employing a fermentation substrate with adjusted ammonium nitrogen concentration
EP0053250B1 (en) Method of dewatering sewage sludge in filter presses
EP2501662A1 (en) Method for producing soil additives for improving the cationic exchange capacity, the nutrition and the water retention capacity of soils
DE10316680A1 (en) Production of methane biogas from a biomass, by computer-controlled wet fermentation, has a primary reactor to set an initial pH level and a main reactor at a different pH level to produce the gas
DE102015116366A1 (en) System for processing organic residues
DE10353728A1 (en) Process to render farm animal slurry fit for disposal by anaerobic treatment by interruption of process and subsequent restart
DE102011056720A1 (en) Hydrothermal carbonation of organic material, comprises converting organic material in presence of water by adding water and/or catalyst in the absence of air when compared with standard conditions of elevated pressure and temperature
DE102009053867A1 (en) Producing soil additive, useful for improving cation exchange-, nutrient- and water holding capacity of soil by biological fermentation, comprises continuously supplying organic biomass into reaction vessel for hydrothermal carbonization
DE102008047563A1 (en) Producing gaseous, liquid or solid-like carbonaceous intermediate products for use in plants to produce synthetic hydrocarbon, by obtaining plastic as starting material from waste material, and mixing plastic to other organic feedstock
DE102005040490A1 (en) Apparatus and Process for a Biofuel Refinery: Direct thermochemical conversion of organic substances to liquid fuels
DE112012002578T5 (en) Pyrolysis of biomass in the production of biofuels

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TERRANOVA ENERGY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: BOTTLINGER, MICHAEL, DR., 55767 BRUECKEN, DE; BUTTMANN, MARC, 40231 DUESSELDORF, DE

Effective date: 20111212

Owner name: TERRANOVA ENERGY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: MICHAEL BOTTLINGER,MARC BUTTMANN, , DE

Effective date: 20111212

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination