GNS – Gesellschaft für Nachhaltige

Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
GNS – Gesellschaft für Nachhaltige Stoffnutzung mbH
Technologie- und Kompetenzfelder
Technologie- und Kompetenzzentrum Klärschlammverwertung Mitteldeutschland
1. Treffen am 15.10.2014 in Markranstädt, LAV
0
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
GNS - Firmenprofil
Gründung im März 1998
Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der energetischen und stofflichen
Nutzung von Biomasse und Abfällen
Verfahrensentwicklung und Patentierung
Aufbau und Betrieb von Laboranlagen
Errichtung und Betrieb von Pilot- und Demonstrationsanlagen
Engineering (chemische Auslegung, Basic Design, Behörden-Engineering)
Expertise zu thermischen, thermochemischen, physikalisch-chemischen und
biochemischen Biomassekonversionsverfahren
Gutachten, Verfahrensbewertung
Laboruntersuchungen, Prozesssimulationen, Engineering
wissenschaftliche Konzeption und Begleitung von Projekten
1
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Ansprechpartner
Expertenteam:
Dr. rer. nat. Ute Bauermeister (Chemikerin, Geschäftsführerin)
Prof. Dr. habil. Herbert Spindler (Chemiker, Senior Berater)
Dipl.-Ing. Thomas Meier (Chemie-Verfahrensingenieur)
Geschäftsführung:
Dr. Ute Bauermeister
[email protected]; Tel: +49(0)345-5583 754
Labor:
Dipl.-Ing. Anett Paul
Technologie- und Gründerzentrum
Weinbergweg 23, D-06120 Halle / Saale
[email protected]
Tel./Fax: +49(0)345-5583 754 / 706
e-mail: [email protected]; www.gns-halle.de
2
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Patentierte Verfahren (1):
katalytisch-partiellallotherme Biomasse-Vergasung
Verringerung der Teerbildung, Absenkung der
Schwellentemperatur und Beschleunigung der
Vergasungsreaktionen durch katalytische
Reaktionslenkung
Forschungs- und Pilotanlage auf dem
Campus Merseburg (2002 - 06)
Energetisch optimale Ausnutzung der chemischen Energie
der Biomasse bei reduzierter Teiloxidation und intelligenter
Nutzung interner Wärmequellen
Damit:
Hohe Effizienz der Gaserzeugung
Maximaler elektrischer Anlagenwirkungsgrad
Holzvergasung Wr.
Neustadt 560 kWel
Mitarbeit Engineering,
Optimierung (2003 - 05)
Vergaser PGW300
der Stadtwerke Rosenheim,
Katalysatoreinsatz (2011/12)
Reduktion der Stromgestehungskosten
Hohes Marktpotenzial für die dezentrale Nutzung
Geeignet für Festbett- oder Wirbelbettvergaser
3
Ligento-Vergaser,
Katalysatoreinsatz
(2013/2014)
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Patentierte Verfahren (2):
Behandlung von Gärresten nach dem ANAStrip®-Verfahren
Modifiziertes Strippverfahren, bei der aus den Gärresten
Ammoniak mit BHKW-Abwärme ohne Verwendung
von Laugen und Säuren oder externen Strippmedien
entfernt wird.
Bindung des Ammoniak bevorzugt mit REA-Gips unter
Erzeugung von Ammoniumsulfatlösung und Kalk als
zugelassene mineralische Düngemittel
Pilotanlage an der Biogasanlage Obhausen
vom Agrarunternehmen Barnstädt (2003)
Damit:
Energiesparendes und umweltfreundliches
Verfahren zur Minderung von Emissionen und
Verlusten an Dünge-Stickstoff aus Gärresten
ANAStrip®-Referenzanlage an der
BENAS-Biogasanlage bei Bremen (2007)
Wichtiger Teilschritt zur Totalaufbereitung und
Schließung von Nährstoffkreisläufen
Hohes Marktpotenzial für Biogaskonzepte mit
N-reichen Substraten (z.B. Hühnermist)
4
ANAStrip®-Referenzanlage an der
Biogasanlage von agri.capital in Röblingen (2012)
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
ANAStrip®-Anlage der BENAS Biogasanlage:
Die erste ANAStrip®-Anlage wurde 2007 in Niedersachsen bei Bremen an einer 5-MWel-Biogasanlage errichtet.
Die Realisierung erfolgte nach den Planungsvorgaben von GNS und SSM durch den Betreiber selbst.
Betriebsdaten der ANAStrip®-Anlage (Sommer 2012)
Input
Output
Zulauf [m³/d]
192
Ablauf [m³/d]
ca. 182
NH4-N [g/l]
3,85 bis 4,45
NH4-N [g/l]
0,7 bis 0,85
TS [%]
7,1 bis 7,5
TS [%]
8,3 bis 9
pH
8,1 bis 8,4
pH
8,9 bis 9,6
Leitfähigkeit [mS/cm]
20 bis 22
Leitfähigkeit [mS/cm]
10 bis 13
REA-Gips [t/d]
4 bis 5
Düngekalk, 76 % TS [t/d] 2,9 bis 3,4
Wärme [kW]
800 bis 1.000
Ammoniumsulfatlösung,
10,5 bis 13
(5 % N, 6 % S) [t/d]
Strippbehälter, Außenansicht
Ausbringung der ASL mittels Feldspritze
Abladen von REA-Gips
Abtrennung von Kalk
Lagerung von Kalk
5
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
ANAStrip®-Anlage zur BGA Röblingen:
Errichtung einer Biogasanlage (ca. 3 MW Stromäquivalent) durch die Firma agri.capital mit
Biomethanerzeugung, Gärrestaufbereitung und Düngerproduktion (2011 - 2012)
Realisierung:
GNS mbH, Halle/Saale; chemische Auslegung
SSM - Technology, Nauen; Verfahrensengineering
AIM Technical Solution GmbH, Timelkam (A); Anlagenbau
Strippbehälter mit Rückkühlsystem
Agrarunternehmen
Barnstädt,
Hühnermastbetrie
b
Gipsdosierer
Kalklager
Gipslager
Was wird mit der ANAStrip®-Anlage erreicht?
Einsatz von Hühnerfestmist mit 70% des N-Eintrages
Bindung von 65% des N-Eintrags in ASL und Kalk
Reduktion von Emissionen um ca. 70 % bei Ausbringung von Gärresten
6
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Forschungsprojekt ANAklär
„Anpassung des ANAStrip®-Verfahrens zur N-Rückgewinnung für Kläranlagen mit Klärschlammfaulung“
(2011 - 2014), gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft, Programmlinie COIN
Netzwerkpartner:
AIM Technical Solution GmbH, Timelkam (A)
GNS mbH, Halle/Saale (D)
SSM - Technology, Nauen (D)
HIPI Ziviltechniker GmbH, Vöcklabruck (A)
Universität für Bodenkultur Wien, IFA Tulln (A)
Errichtung und Betrieb einer Pilotanlage an
der Kläranlage Tulln: 2 x 2 m² Faultürme mit
Strippung und Schlammbehandlung
Vorklärung
Belebungsbecken
Nachklärung
Zulauf
Ablauf
ANAStrip®Anlage V1
Faulturm
Cofermente
ANAStrip®-Anlage
V2 ohne Recycling
Entwässerung
Klärschlamm
ANAStrip®-Anlage
V3 mit Recycling
Modelvarianten
Variante 1
Variante 2
Variante 3
Faulschlamm
Presswaserbehandlung
Faulschlammbehandlung, Gesamtstrom, Teilstrom
Faulschlammbehandlung mit Rezyklierung, Gesamtstrom, Teilstrom
Ergebnisse:
7
Reduktion der N-Rückbelastung um ca. 70 - 80 %
Erhöhung der Biogasproduktion im Faulturm um ca. 7 - 11 %
Reduktion des Fällmittelverbrauchs um ca. 20 %
Verminderung der Kosten für Fäll- und Flockungsmittel
Reduktion der zu entsorgenden Klärschlammmenge
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Forschungsprojekt „Gärproduktfasern“
Mitbehandlung der festen Gärprodukte im Rahmen eines F&E-Projektes (2012 – 2014)1
Netzwerkpartner:
großmaßstäblicher Betriebsversuch im Laminatepark
Eiweiler:
Nova-Institut GmbH, Hürth (D)
Zusatz bis zu 5% Biogasfasern in die laufende Produktion mittels
manueller Zugabe
GNS mbH, Halle/Saale (D)
Glunz AG, Meppen (D)
Herstellung von 140 m³ normgerechten hochdichten Faserplatten
bzw. 19.000 m² marktkonformen Laminatfußboden
BENAS GmbH, Vorwerk (D)
Untersuchung gereinigter
Biogasfasern im Labor
Tests von Prüfmustern
1gefördert
Herstellung von 10 t
gereinigter Biogasfasern
Herstellung von
Laminatplatten
durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
8
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
F&E-Dienstleistungen:
Partner für Biogasanlagen
Gärversuche
Analyse von Substraten und Gärrückständen
Substratvorbehandlung und zur Gärrestbehandlung
GPS, extrudiert
Untersuchung von Brennstoffen aus Biomassen und Abfällen
in der Verbrennung und Vergasung
Charakterisierung und Einsatztests von Strohbriketts,
Klärschlammpellets und Gärresten in Pilotanlagen und im Labor
Untersuchung von Aschen und deren Verwertbarkeit
Einsatz von Katalysatoren in der Vergasung und Nachverbrennung
9
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Zusammenarbeit mit der Wissenschaft:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Zentrum für Ingenieurwissenschaften:
- Durchführung verfahrenstechnischer Berechnungen
- Betreuung studentischer Praktika und Studienarbeiten
Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften:
- Untersuchung von Emissionen und Düngewirkungen aus Gärresten
Hochschule Merseburg (FH)
FB Chemie- und Umweltingenieurwesen:
- Betreuung studentischer Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten
- Vorlesung „Energetische Biomassenutzung“
Forschungs- und Beratungszentrum für Maschinen- und Energiesysteme e.V. (FBZ),
An-Institut der HS Merseburg:
- Zusammenarbeit in Forschungsprojekten, Betreuung von Pilotanlagen
Hochschule Köthen (FH)
- Betreuung studentischer Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten
10
Gesellschaft für
Nachhaltige
Stoffnutzung mbH
Mitgliedschaften:
FEE, Fördergesellschaft Erneuerbarer Energien e.V.
www.FEE-eV.de
DGMK, Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für
Erdöl, Erdgas und Kohle e.V.
www.dgmk.de
NAROSSA e.V, Nachwachsende Rohstoffe SachsenAnhalt
www.narossa.de
Kompetenzzentrum Bioenergie e.V., Leipzig
www.biosolar.de
Mitteldeutsches Unternehmensnetzwerk CINGS
www.cings.net
11