Herstellung von Biokraftstoffen mit LEWA triplex Membranpumpen in Remote-Head-Design

Biokraftstoffe aus Biomasse gelten als Energieträger mit Zukunftspotenzial. Bei der Herstellung von BtL-Kraftstoffen (Biomass to Liquid) werden Fluide mit kritischen Prozessbedingungen wie extremen Temperaturen und hohen Drücken gefördert. Deshalb kommen bei Dosierprozessen bei der Produktion von Biokraftstoffen hermetisch dichte LEWA-Pumpen in Remote-Head-Ausführung zum Einsatz. Bei dieser Technologie wird das Prozessfluid mit Hilfe eines hydraulischen Gestänges thermisch vom Triebwerk und Treibkopf entkoppelt. So werden die kritischen Bedingungen vom Verdrängersystem der Anlage ferngehalten und eine hohe Anlagensicherheit gewährleistet.

Lösungen

LEWA ecoflow Dosier-Membranpumpen sowie LEWA triplex Prozess-Membranpumpen in Remote-Head-Ausführung bieten folgende Vorteile bei der Herstellung von Biokraftstoffen:

  • Sicherer Betrieb durch räumliche Trennung von Ventilkopf und dem Pumpentriebwerk, das das Verdrängersystem antreibt
  • Verschiedene Möglichkeiten der räumlichen Trennung: Je nach maximalem Druck, Temperatur sowie Feststoffgehalt kann der Ventilkopf geodätisch höher oder niedriger als das Verdrängersystem gelegt werden.
  • Wechselweises, druckgesteuertes Öffnen und Schließen der Fluidventile erzwingt im Ventilkopf die pulsierende Strömung des Fluids in nur eine Richtung.
  • Thermo-dynamisch optimal arbeitende Pumpen ermöglichen den Einsatz der Membranpumpen bei Temperaturen bis über 400 °C, die bei der Verarbeitung der Biomasse im Hochdruckreaktor zustande kommen können.
  • Hermetische Dichtheit unserer Pumpentechnologie gewährleistet eine sichere Förderung potentiell gefährlicher, explosiver oder toxischer Stoffe, die für die chemische Reaktion notwendig sind.
  • Die Membranpumpe mit Sandwich-Membran aus reinem PTFE garantiert eine Prozesssicherheit mit einem langen Produkt-Lebenszyklus.
  • Je nach Eigenschaft der Biomasse kann auch mit Kolbenpumpen gearbeitet werden.
Biofuel production

Hintergrund

Wie werden BtL-Kraftstoffe hergestellt?

BtL-Kraftstoffe (Biomass to Liquid; deutsch: Biomasseverflüssigung) sind synthetische Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden. Im Zuge der Energiewende sind solche Biokraftstoffe wie Biodiesel, Bioethanol sowie unterschiedlichste synthetische Kraftstoffe stärker in den Fokus gerückt.

Für die Gewinnung von Biokraftstoffen aus Biomasse sind derzeit verschiedene Pilotanlagen weltweit im Einsatz. Im Herstellungsverfahren von BtL-Kraftstoffen ist der erste wichtige Schritt die Vergasung der Biomasse (Pyrolyse). Bei einer verschieden stark vollendeten thermischen Spaltung bei Temperaturen von ca. 200 °C bis über 1000 °C wird die chemische Struktur der Biomasse verändert: Lange Molekülketten spalten sich durch den Wärmeeinfluss auf. Es entsteht ein sog. Synthesegas, das unterschiedliche Kohlenwasserstoffe mit kürzerer Kettenlänge, aber auch Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlenstoff und Wasser enthält. Beim nachfolgenden Schritt, der Synthese, werden die Spaltprodukte im Synthesegas aufbereitet. Dabei wird auch das Fischer-Tropsch-Verfahren angewandt.

Als Ergebnis der Synthese bleiben verschiedene gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe zurück, die als schwefelarme synthetische Kraftstoffe in der Industrie genutzt werden. Das Endprodukt unterscheidet sich chemisch etwas von konventionellen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel, kann aber ebenfalls in Otto- oder Dieselmotoren verwendet und auch über das schon bestehende Tankstellennetz vertrieben werden. BtL-Kraftstoffe sind Biokraftstoffe der zweiten Generation. Das bedeutet, dass sie ein breiteres Rohstoffspektrum haben als Biodiesel oder Bioethanol und z. B. auch zellulosereiche Biomasse wie Stroh und Holz für die Herstellung genutzt werden kann.

Der Kraftstoffertrag pro Hektar Anbaufläche könnte somit erhöht werden. Sofern Gülle, Holzreste, Kompost, Molkereiabfälle oder Naturreste aus der Gastronomie verwendet werden, steht mehr Anbaufläche für Nahrungs- oder Futterpflanzen zur Verfügung.

Quelle: Wikipedia.de, Juni 2014

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