Poreuze kolen

Looptijd:

1-6-2016 - 31-5-2019

 

Beschrijving:

Deelnemers: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (penvoerder), Biodys, Emission Partner GmbH & Co. KG

 

……………

 

 

Plantenmateriaal uit sloten en watergangen evenals varkensdrijfmest zijn zowel in het Noordwesten van Niedersachsen alsook in de provincies Groningen en Drente in Nederland vaak voorkomende afvalstoffen, die op grond van hun hoge watergehalte maar beperkt geschikt zijn voor energetische toepassing. O.a. aan de hand van zuiveringsslib wird door de Universiteit Oldenburg en anderen al met succes aangetoond dat hydrothermale carbonisering (HTC) de ontwatering van natte biomassa energetisch sterk vereenvoudigd wordt. Na enkele uren onstaat door verhitting in een gesloten systeem naar 200°C een kolenachtig product dat zowel energetisch als materiaaltechnisch kann worden gebruikt. De breedte van de toepassingen van de HTC kolen is daarbij in principe vergelijkbaar met die van fossiele kolen. Op grond van de bij deze substraten grote homogeniteit, in vergelijking met andere biomassa-afvalstromen, wordt gestreefd naar een high-value product aktiefkool (bio-actiefkool), waarbij HTC ingezet wordt.

 

In dit onderdeel zal een verwaarding voor waterplantenmateriaal (door Waterschap Hunze en Aa), varkensmest en digestaat (ook door contacten van Emission Partner) aan de hand van de productie van biokool, die qua eigenschappen dicht bij die van fossiele kolen komen, worden aangetoond. De eigenschappen van de „bio-actiefkolen“ zullen door variatie van de onderzoeksomstandigheden (temp., tijd, aditieven, etc.) op bepaalde toepassingen (bv. reiniging van ventilatielucht/rioolwater/katalysatoren/elektroden) worden geoptimaliseerd. Door de werkgroepen Antonietti en Titirici werd het HTC proces wat betreft de productie van hoogporeuze kolen door middel van het toedienen van ene reeks verschillende additieven onderzocht, daarbij werden echter veelal zuivere glucose of fructose als model-substraten ingezet.

 

Biodys is geinteresseerd aan de evaluatie van het besparingspotentieel van de poreuze biokolen. Bv. is de geproduceerde kool ten aanzien van de absorbtieeigenschappen van (bv. zwavelhoudende) verbindingen die voor de geurontwikkeling van de varkensmest verantwoordelijk zijn, te testen en te optimaliseren. Verdere inzetgebieden van de kolen, waartoe onderzoek zal plaatsvinden, zijn o.a. het reinigen van productiewater uit HTC ten in de richting van (i) een minimalisatie van biologisch moeilijk afbreekbare organische verbindingen (bv. schadelijke stoffen), die (ii) het gebruik als katalysatordrager (iii) de toepassing in de waterreiniging (ultrazuiver water) en (iv) het gebruik als absorbens in de biodieselproductie. Om het potentieel te testen zullen de HTC kolen door Biodys als filtermateriaal worden opgebouwd en in directe samenwerking met industriepartners worden getest en vergeleken met concurrerende producten.

 

Emission Partner zal in het kader van het project het eindproduct van de hydrothermale carbonisatie door middel van impregneren verder veredelen en daardoor met een functie voor de ontzwaveling van gassen (gas uit biogas-installaties of vergelijkbare met H2S gassen belaste gassen) aantonen. Dit proces is al voor commerciele actieve kool bekend. Er kan van uit worden gegaan dat dit proces op grond van de voorafgaande productieprocessen niet dezelfde eigenschappen bezit, als bij commerciele actieve kool. Hiervoor zijn aanpassingen van het impregneringsproces noodzakelijk, hetgeen deels een nieuwe uitrusting vergt.

 

Verder moeten de gefunctionaliseerde actieve kolen in de praktijk worden getest en qua werking in een lange termijn onderzoek worden getest. Daartoe vindt toepassing van de bio-actief kool in bestaande reinigingsconcepten plaats, teneinde een mogelijke vervanging van traditionele actieve kool door “bio-actieve kool” te evalueren.

 

Activiteit 1:

HTC van waterplanten:

 

Activiteit 2:

HTC van varkensmest:

 

Activiteit 3:

Toepassing van HTC op digestaat van verschillende exploitanten

 

Activiteit 4:

Productie van hoogporeuze kolen uit uiteenlopende biomassa

 

Activiteit 5:

Evaluatie van hoogporeuze kolen uit het HTC proces bij filter- en zuiveringssystemen

 

Activiteit 6:

Impregneren van de geintegreerd geproduceerde biokolen voor de functieuitbreiding van katalysatoren (bv. voor de ontzwaveling van biogas)

 

Activiteit 7:

Productie en elektro-chemische tests van elektroden uit hoogporeuze biokool:

 

Activiteit 8:

Testen van de hoogporeuze biokool uit HTC in reele filter- en katalysatorsystemen bij klanten

Milestone

 

Beschrijving:

 

1:

HTC van waterplanten uitgevoerd

 

2:

HTC van varkensmest uitgevoerd

 

3:

Toepassing van HTC op digestaat van verschillende exploitanten

 

4:

Fabricatie van hoogporeuze kolen uit verschillende biomassa

 

5:

Evaluatie van de hoogporeuze kolen uit het HTC proces op het terrein van filter- en zuiveringssystemen

 

6:

Impregneren van de geintegreerd geproduceerde biokolen voor de functieuitbreiding van katalysatoren (bv. voor de ontzwaveling van biogas)

 

7.

Productie en elektro-chemische tests van elektroden uit hoogporeuze biokool

 

8:

Testen van de hoogporeuze biokool uit HTC in reele filter- en katalysatorsystemen bij klanten