Synthesegas aus PVC-haltigen Reststoffen Synthesis gas from

The new plant
in March 2012
Die neue Anlage
im März 2012
The Ecoloop process for manufacturing high-grade synthesis gas (syngas) from wastes
containing PVC is currently in the commissioning phase at the Rübeland plant near
Elbingerode. ZKG INTERNATIONAL visited the plant to update our information.
TEXT Holger Reiff, Editor ZKG INTERNATIONAL, Gütersloh/Germany
Das Ecoloop-Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Synthesegas aus PVC-haltigen
Reststoffen befindet sich am Standort Rübeland bei Elbingerode mitten in der Inbetriebnahme.
ZKG INTERNATIONAL hat sich vor Ort noch einmal über das Projekt informiert.
Reprint from
Sonderdruck aus
ZKG INTERNATIONAL 6 2012
ECOLOOP
Synthesis gas from residues containing PVC
Synthesegas aus PVC-haltigen Reststoffen
The Fels-Werke GmbH operates three lime plants –
Rübeland, Hornberg und Kaltes Tal – around the company’s Elbingerode location in the Eastern Harz district,
extracting limestone to burn lime for e.g. the steel industry. The new Ecoloop pilot system has been installed
at the last-named plant. In this pilot system, commercial and domestic waste materials will be processed in
a reactor together with lime to produce a syngas that
can be used for numerous applications, for instance as
a standard fuel, and that will be able to completely replace valuable fossil energy sources.
Such gasification processes are actually nothing new.
However, project developer and manager Roland Möller
Drei Kalkwerke betreiben die Fels-Werke GmbH an ihrem
Standort Elbingerode im Ostharz, um dort Kalk u. a. für
die Stahlindustrie zu gewinnen und zu brennen – Rübeland, Hornberg und Kaltes Tal. Bei letzterem Werk hat
auch die neue Ecoloop-Pilotanlage ihren Platz gefunden.
Hier sollen Reststoffe aus Gewerbe und Kommunen zusammen mit Kalk einen Reaktor durchlaufen und dabei
in einem Vergasungsprozess Synthesegas erzeugen, das
anschließend vielfältig und u. a. als Regelbrennstoff einsetzbar ist und wertvolle fossile Energieträger vollständig
ersetzen kann.
Vergasungsprozesse an sich sind nicht neu. Nach Auskunft von Projektentwickler und -leiter Roland Möller ist
Reprint from / Sonderdruck aus ZKG 6 2012 1
SPECIAL LIME // Alternative fuels
says that the Kaltes Tal system is special: “It accepts
very large-sized feed material” he says. It therefore requires no complex and expensive material preparation
such as that needed for the pellets used by the steel industry or the alternative fuels used by cement factories.
Furthermore, the waste materials burnt in cement kilns
require presorting in order to obtain the needed physical properties and calorific values. “After a simple sizereduction stage, we have usable streams of material that
can also contain harmful substances such as chlorine,
which in other systems often cause problems with the
burning process”, explained the project developer. The
Ecoloop process therefore offers the waste industry a
chlorine reduction method combined with simultaneous
concentration and bonding into the lime. In the case of
waste materials containing heavy metals, the same effect is achieved – the produced syngas has a low content
of these harmful substances, which are absorbed and
bonded into the lime during the gasification process.
“We operate the process as a circuit whose source
materials are lime and plastics. At the end of the circuit a fine material containing the bonded harmful substances is screened out. The larger-sized lime is again
mixed with plastics and returned to the process”, Möller
continued. The fine material is relatively easy to dispose
of, as the harmful substances are securely bonded into
the lime and cannot liberate themselves. However, the
aim is to utilize this material in a further process. “The
product from the gasification process is a syngas that
our firm can use as fuel for our lime burning plants”,
says the project manager.
1 The setting up of the
reactor was carried out
in winter 2011/2012
Das Aufstellen des
Reaktors erfolgte im
Winter 2011/2012
2
Moving-bed reactor as starting point
At the beginning of the Ecoloop process the materials to
be gasified are fed in cold condition into the moving-bed
reactor. “In addition to the lumpy lime supplied from a
coarse lime and a fine lime silo, this feed material can
contain a mixture of widely differing types of plastic”
explained Möller. The constituents can have an edge
length of up to 30 cm. “That is one special feature of the
Ecoloop process. And we don’t have to feed the plastics
Reprint from / Sonderdruck aus ZKG 6 2012
die Anlage Kaltes Tal aber trotzdem etwas Besonderes:
„Wir können hier sehr grobes Material aufgeben“, so Möller. Das bedeute, dass keine aufwändige Aufbereitung erforderlich sei wie zum Beispiel bei Pellets für den Stahlbereich oder für alternative Brennstoffe im Zementwerk.
Außerdem ist dort eine Vorsortierung nötig, um die entsprechenden physikalischen Eigenschaften und Brennwerte einzustellen. „Hier können wir mit einem einfachen
Zerkleinerungsschritt Stoffströme einsetzen, die auch mit
Schadstoffen wie beispielsweise Chlor belastet sind, was
bei der Verbrennung oftmals Probleme generiert“, erklärt
der Entwickler. Von daher biete das Ecoloop-Verfahren
für die Abfallwirtschaft einerseits eine Chlor-Senke bei
gleichzeitiger Anreicherung und Bindung am Kalk. Bei
schwermetallhaltigen Reststoffen sei der Vorgang genauso – die Gehalte reduzieren sich im erzeugten Synthesegas
und reichern sich am Kalk an.
„Wir betreiben die Anlage in einem Kreislauf, dessen
Ausgangsstoffe Kalk und Kunststoff sind. Am Ende des
Kreislaufs wird ein Feingut ausgesiebt, an dem die Schadstoffe gebunden sind, während der grobe Kalk erneut mit
Kunststoffen abgemischt und in den Prozess zurückgeführt wird“, so Möller weiter. Dieses Feingut sei relativ
einfach deponierbar, da die Schadstoffe fest an den Kalk
gebunden seien und sich nicht von selbst von diesem lösen. Ziel sei jedoch auch eine weitere Verwertung dieses
Materials. „Als Produkt aus der Vergasung entsteht Synthesegas, das wir als Brennstoff beim Kalkbrennen einsetzen können“, erläutert der Projektentwickler.
Reaktionswanderbett als Startpunkt
Am Anfang des Ecoloop-Prozesses steht ein Reaktionswanderbett, über das die zu vergasenden Materialien in
kaltem Zustand in den Reaktor eingebracht werden. „Neben Kalk in stückiger Form aus einem Grobgut und einem
Feingutsilo können wir dabei auch unterschiedlichste
Arten von Kunststoffen beimengen“, erklärt Möller. Die
Kantenlänge des Materials könne dabei bis zu 30 cm betragen. „Das ist eine der Besonderheiten. Und wir müssen
die Kunststoffe nicht extra über Schleusensysteme oder
ähnliches in die heiße Zone einführen, sondern mischen
sie nach dem Shreddern aus ihrem Dosierbunker heraus
mit dem Kalk und lassen beide Stoffe zusammen durch die
Reaktorzonen wandern“. Zum Einen diene der Kalk dabei
als gasdurchlässiges Stützgerüst und zwinge zugleich wegen seines hohen Gewichtes die schmelzenden Kunststoffe durch den Schachtofen. „Zum Anderen entwickelt er im
Ofen aber auch sein Schadstoffbindevermögen, wie das
aus der Rauchgasreinigung bekannt ist. Wir nutzen dieses
Vermögen, um schon während des Vergasungsvorganges
das PVC in den beigemengten Kunststoffmischungen
schadlos zu dechlorieren“, so Möller weiter. Der bei etwa
250 °C entstehende Chlorwasserstoff lagere sich sofort an
den umgebenden Kalk an und werde dort in Form von
Calciumchlorid neutralisiert. Damit stehe das Chlor auch
nicht für die Bildung von toxischen Dioxinen oder Furanen zur Verfügung.
Das Gewichtsverhältnis von Kalk zu Kunststoff liegt
etwa bei über zwei zu eins. Damit besteht ein Kalk-Überschuss. Der Kalk wiederum ist – wie die Reststoffe – sehr
heterogen zusammengesetzt: In dem wandernden Misch-
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Alternative fuels // SPECIAL LIME
into the hot zone through an airlock system or similar
device, but simply shred them, then extract them from a
dosing hopper, mix them with the lime and supply them
to the top of the moving-bed reactor. The lime serves
firstly as a gas-permeable supporting mass, forcing the
melting plastic through the shaft reactor by means of
its weight. Secondly, it combines with the harmful substances in the reactor to form the chemical compounds
that are well-known from flue gas cleaning processes.
This property of the lime is used to dechlorinate the PVC
in the plastics mixtures without producing any harmful
products”, stated Möller. The hydrogen chloride produced at a temperature of approx. 250 °C is immediately
absorbed by the surrounding lime and is neutralized in
the form of calcium chloride. This prevents the chlorine
form forming toxic dioxins or furans.
The weight ratio of lime to plastic is around two to
one, so that there is a surplus of lime. Like the waste
materials, the lime is of very heterogeneous composition.
The moving bed contains all particle sizes from fist-sized
lumps to fine meal dust whose large specific surface is
decisive for the bonding of the harmful substances.
The lime serves as a catalytic converter
“By the way, in such gasification processes lime has
a further interesting property: it also acts as a catalytic converter”, Möller went on. Research performed
in cooperation with the Clausthal-Zellerfeld Institute
of Technology had revealed that the lime significantly
reduced the reformation of oily and tarry constituents,
the so-called pyrolysis oils or tars, which had previously caused great problems in other gasification processes. The presence of lime thus positively influences
the degree of splitting. Moreover, the presence of lime
increases the rate of gas production and advantageously influences the reaction temperatures. “In this process
one can therefore regard the lime as a multi-talent and,
indeed, the key player” explained Möller.
The gasification process ends in a cooling zone that
cools down the ash produced and the remaining lime.
This concept was taken over from lime burning technology explained the planner, who is also known by colleagues as “Mr. Ecoloop”. The cooling zone is located at
the bottom of the reactor where the gasifying air is fed
into the system. “The counterflowing air therefore cools
down the moving bed of bulk material, including everything that is not gasifiable, before it reaches the outlet.
During this process, the gas itself is heated up to reaction temperature and is thus supplied to the gasification
process in a very energy-efficient way – like in a preheater”, said Möller.
The cooled material then passes through a screening
section in which the coarse constituents are separated
from the fines. The harmful substances are predominantly bonded in the finest particle sizes, which are removed for disposal or dumping, while the larger material is returned to the moving bed of bulk material for
another pass through the reactor. “In this way the lime
is continuously reduced in size and chemically utilized.
The progressive particle size reduction automatically
generates the large specific surface required for bond-
bett sind alle Korngrößen vorhanden, vom faustgroßen
Brocken bis hin zu mehlfeinem Staub, der über seine
große spezifische Oberfläche für das Binden der Schadstoffe ausschlaggebend ist.
Kalk dient als Katalysator
„Ganz nebenbei hat der Kalk bei solchen Vergasungen
noch eine weitere interessante Eigenschaft: Er wirkt auch
als Katalysator“, fährt Möller fort. Die gemeinsam mit
der TU Clausthal-Zellerfeld durchgeführten Forschungen
hätten ergeben, dass die Bildung von öl- und teerhaltigen Komponenten, den so genannten Pyrolyseölen
oder -teeren, die bei solchen Vergasungsprozessen immer
wieder zu großen Problemen geführt haben, bei der Reformierung durch die Anwesenheit von Kalk wesentlich
reduziert werden. Kalk beeinflusse also den Spaltgrad sehr
positiv. Die Gasrate erhöht sich in Gegenwart von Kalk,
während die Reaktionstemperaturen vorteilhaft verändert
2 Recent work on
the upper part of the
reactor
Letzte Arbeiten
am oberen Teil des
Reaktors
3 The raw gas extraction is ready
Die Rohgasabsaugung
ist betriebsbereit
Reprint from / Sonderdruck aus ZKG 6 2012 3
SPECIAL LIME // Alternative fuels
ing the harmful substances” said Möller. The amount
of fine material in the silo increases in the course of
time while the coarse material disappears and has to be
replaced by fresh material from the lime plant to ensure
that the feed dosing is always constant. The silo is thus
the starting point and end point of the cycle.
Material recovery
Gasification does not exhaust the possibilities of this
process. “Our aim is to find a purposeful way of further
processing the fine lime with its concentrated content of
harmful substances instead of merely dumping it.” For
instance, the calcium chloride created would be extracted, cleaned and marketed as a commodity in the form
of an aqueous solution – possibly for de-icing roads in
winter.
According to Möller, another possible application
might be to process electronic scrap. Although this
would result in the production of less syngas than is
the case with plastics, the precious metals contained in
the components would be of interest. “Recovery of the
rare earths contained in numerous electronic components nowadays would make the Ecoloop process really interesting” says the project developer. Using a
concentration process, the fine material produced by
the gasification could be metallurgically processed to
separate and recover these elements. “Our calculations
and consultations with university research establishments indicate that the content of rare earths in the fine
material produced by the Ecoloop process could be far
higher than in the originally mined ores. But the Rübeland plant is too large for that purpose; it would have to
take place in a modified, smaller scale facility”.
However, Möller pointed out that no practical experience is so far available for the concentration of such
valuable substances, only theoretical considerations.
“What happens to such metals as they pass through the
reactor? Do they melt? Do they adhere to the lime as
molten drops? Or do they oxidize? Do they remain in elementary form? Those are complex points that we have
considered but which have not been tested in a pilot
plant or experimental facility”. For Möller and his team
the clear priority is to first put the Ecoloop system into
full industrial operation. In so doing, they are focusing
on supplying synthesis gas as a standard fuel for hightemperature processes in an energy-efficient manner.
“These other processes are currently just visions that we
have theoretically developed in order to patent them.
They would involve a further development stage”.
No conflict with waste incineration
The project developer also told us that his team had
carefully considered the substances and materials that
should not or must not be introduced into the process.
In principle, all non-gasifiable materials in the process
ultimately only increase the amount of fine product. For
this reason, only feed materials of high calorific value
are initially being used. “But that does not bring our
process into conflict with waste incineration because
high-calorie materials are not good for grate-firing
plants,” said Möller. Such materials overheat the grate
4
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werden. „Man könnte den Kalk bei diesem Prozess daher
beinahe als Multitalent und ‚Schlüssel zum Ganzen‘ bezeichnen“, erklärt Möller.
Am Ende des Vergasungsprozesses im Schachtofen
ist eine Kühlzone angeordnet, die die anfallende Asche
und den Kalk herunterkühlt. Dieses Konzept habe man aus
der Kalkbrenntechnik übernommen, erläutert der Planer,
den seine Kollegen gerne auch als „Mr. Ecoloop“ bezeichnen. Die Kühlzone befinde sich unten am Reaktor, wo die
Vergasungsluft in das System eindosiert werde. „Die Luft
kühlt also im Gegenstromverfahren das Schüttgutwanderbett samt allem, was nicht vergasbar ist, vor dem Austritt
ab, erhitzt sich dabei auf Reaktionstemperatur und steht
somit sehr energieeffizient zur Vergasung bereit – wie in
einem Wärmetauscher“, so Möller.
Anschließend durchläuft das erkaltete Schüttgutwanderbett eine Siebstrecke, in der die groben Bestandteile
von den feinen separiert werden. Die Schadstoffe werden
überwiegend durch die feinsten Korngrößen gebunden
und gelangen in die Entsorgung bzw. zur Deponierung,
während das Grobmaterial wieder dem Schüttgutwanderbett und damit einem erneuten Durchlauf durch den
Reaktor zugeführt wird. „Auf diese Weise nutzt der Kalk
sich mechanisch und chemisch stetig weiter ab und generiert dabei automatisch seine große spezifische Oberfläche
für die Schadstoffbindung“, sagt Möller. Der Anteil feinen
Materials im Silo nehme im Laufe der Zeit zu, während
der Grobanteil schwindet und durch Nachschub aus dem
Kalkwerk aufgefüllt wird, so dass immer die gleiche Do-
4 The limestone/substitute fuel mixing-point at the base
of the plant
Der Kalk/EBS-Abmischpunkt an der Basis der Anlage
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Alternative fuels // SPECIAL LIME
and sometimes burn through it, causing complicated
and expensive repairs that also involve lengthy stoppages. To avoid this, incineration plants have to mix
such materials with wastes that have a lower calorific
value. “The usability of high-calorie waste materials in
the Ecoloop process clearly distinguishes it from waste
incineration plants, and its acceptance of high chlorine
contents naturally places it in a totally different category”.
The pure thermal efficiency of the plant – taking the
net calorific value of the substitute fuel or plastics into
consideration and balancing it against the calorific value
of the syngas – is somewhat above 80 %. This is a high
figure, but Möller says it is normal for counterflow gasifiers. “In the past, the problem was always starting up
a counterflow gasifier using plastic waste materials. We
solved this problem by using a moving bed of lime”.
Sulphur-free substitute fuel
One decisive advantage of the process is that the Kalten
Tal plant produces a syngas fuel that is practically free
of sulphur. “That is essential for the lime industry –
particularly for producing the lime qualities that we
have to deliver to the steel industry” explained Möller.
The sulphur limit value demanded in such cases is extremely difficult to maintain, because fossil fuels such
as coke always bring sulphur into the process. “When
the basic sulphur content of the limestone is added to
sierung vorhanden ist. Das Silo sei also Start- und Endpunkt des Kreislaufs.
Rückgewinnung von Stoffen
Doch mit der reinen Vergasung ist das Verfahren noch
nicht ausgereizt. „Was den Feinstoffanteil mit seiner aufkonzentrierten Schadstofffracht angeht, haben wir vor,
diesen in Zukunft nicht zu deponieren, sondern einer
gezielten und vor allem sinnvollen Weiterverarbeitung
zuzuführen“. Beispielsweise lasse sich das entstandene
Calciumchlorid herauslösen, reinigen und als Rohstoff
in Form wässriger Lösung wieder vermarkten – etwa im
Winterdienst auf den Straßen.
Weiterhin könnte man auch Elektronikschrott einbringen, so Möller. Dabei werde sicher weniger Synthesegas
entstehen wie bei kunststoffhaltigem Material, aber hier
seien die in den Bauteilen enthaltenen Edelmetalle von
Interesse. „Erst recht interessant wird Ecoloop, wenn Sie
noch die Metalle der Seltenen Erden berücksichtigen, die
heute in einer Vielzahl elektronischer Bauteile stecken“
erklärt der Projektentwickler. Mittels Aufkonzentration
ließe sich das Feingut anschließend einer entsprechenden
metallurgischen Aufbereitung zur Separation und Rückgewinnung dieser Elemente zuführen. „Unsere Berechnungen haben im Dialog mit universitären Forschungseinrichtungen ergeben, dass der Gehalt an Seltenen Erden
im Ecoloop-Feingut bei weitem höher sein dürfte als in
den ursprünglich zur Gewinnung abgebauten Erzen. Aber
5 The alternative fuel
bunker (center) is
located in the hall behind the gate. On the
right the lime bunkers
Der EBS-Bunker (mitte)
befindet sich hinter
dem Rolltor in einem
Gebäude. Rechts die
Kalkbunker.
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SPECIAL LIME // Alternative fuels
that of the fossil fuel, the sulphur concentration quickly
approaches the limit value; that is a big problem,” said
the planner.
To counteract the problem, the lime industry had
taken the step of using low-sulphur natural gas to produce the required lime. “Quite apart from the economic
benefits of the syngas”, Möller sees a great advantage
in the Ecoloop product, as it contains no sulphur. During the process, this – like the chlorine – is bonded into
the lime and is therefore practically absent in the gas
produced.
6 At the end of March
2012, the tanks for the
liquid nitrogen have
been added
Ende März 2012
stehen auch bereits die
Tanks für den FlüssigStickstoff
Also interesting for other sectors of industry
Möller expressed the opinion that the process would
certainly be interesting for other industrial sectors.
Although one cannot always estimate the probability
that other production plants will be able to completely
change over to syngas as the standard fuel, numerous
firms have already expressed interest. “In the case of
the cement industry, Ecoloop would have to compete
against a number of other relatively inexpensive substitute fuels”, he explained. But it is a different cost effectiveness scenario when it is compared to natural gas.
Although substitute fuels are gaining in importance,
there are still numerous industries that generally use
fossil fuels. “And our syngas could be purposefully used
to replace those fuels”, stated Möller. “For example as
dazu ist die Anlage in Rübeland zu groß, das müsste in
einer modifizierten Anlage in kleinerem Maßstab erfolgen“.
Allerdings habe man, was die Anreicherung von solchen Wertstoffen angeht, bisher keine praktische Erfahrung, sondern nur theoretische Überlegungen, sagt Möller.
„Was passiert mit diesen Metallen im Reaktordurchlauf?
Schmelzen sie? Bleiben sie als Schmelztröpfchen auf dem
Kalk hängen? Oder oxidieren sie? Bleiben sie elementar?
Das sind umfangreiche Überlegungen, die wir angestellt
haben, aber es gibt dazu keine Pilot- oder Versuchsanlage“.
Die Priorität liege für ihn und seine Mannschaft eindeutig
zunächst einmal darin, die erste großtechnische EcoloopAnlage in Betrieb zu nehmen. Der Fokus sei dabei auf
die Energieeffizienz gerichtet, um Synthesegas als Regelbrennstoff für Hochtemperaturprozesse bereitzustellen.
„Diese anderen Prozesse sind Visionen, die haben wir nur
theoretisch durchgeführt, um sie patentieren zu können.
Das wäre ein nächster Entwicklungsschritt“.
Kein Widerspruch zur Müllverbrennung
Auch über jene Stoffe und Materialien, die nicht in den
Prozess eingeführt werden sollten oder dürfen habe
man sich Gedanken gemacht, erklärt der Projektentwickler. Vom Grundsatz her sei es so, dass nicht vergasbare Anteile im Prozess letztendlich nur den Feingutausstoß erhöhen. Daher achte man jetzt zunächst mal
nur auf heizwertreiche Fraktionen. „Das steht übrigens
auch nicht im Widerspruch zur Müllverbrennung, denn
heizwertreiche Fraktionen sind gar nicht so gut für
Rostfeuerungsanlagen“, so Möller. Sie überhitzen den
Rost, brennen ihn unter Umständen durch, was dann zu
aufwändigen und teuren Reparaturen samt langen Stillstandszeiten führt. Um dem vorzubeugen müsse man
diese Fraktionen dann wieder mit Abfall mit geringerem Brennwert vermischen. „Auf diese Weise können
wir uns schon deutlich abgrenzen – und natürlich erst
recht über die Chlorgehalte“.
Der rein thermische Wirkungsgrad der Anlage liegt –
bei Berücksichtigung des unteren Heizwertes der EBS
oder der Kunststoffe und Aufbilanzierung gegenüber dem
Heizwert des Synthesegases – etwas oberhalb 80 %. Das
sei recht hoch, aber wiederum auch normal für solche Gegenstromvergaser, so Möller. „Bisher war immer nur das
Problem, einen Gegenstromvergaser mit Kunststoffabfällen überhaupt in Gang zu bringen. Das haben wir nun mit
dem Kalkwanderbett gelöst“.
Schwefelfreier Ersatzbrennstoff
Ein entscheidender Vorteil des Verfahrens bestehe darin,
dass man hier im Kalten Tal mit dem Synthesegas praktisch einen schwefelfreien Brennstoff gewinne. „Das ist
für die Kalkindustrie elementar – besonders bei jenen
Kalkqualitäten, die für die Stahlindustrie geliefert werden“ erklärt Möller. Da sei der Schwefelgrenzwert extrem
schwer einzuhalten, denn wenn man fossile Brennstoffe
einsetze wie etwa Koks, werde durch den Brennstoff allein
schon viel Schwefel eingebracht. „Nehmen Sie noch den
Grundschwefelgehalt im Kalkstein dazu, sind Sie mit der
Schwefelkonzentration schnell nahe dem Grenzwert. Das
ist ein großes Problem“, so der Planer.
6
Reprint from / Sonderdruck aus ZKG 6 2012
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Alternative fuels // SPECIAL LIME
an upgrading measure: In the cement industry it would
be possible to fire syngas in the main burner of the rotary kiln in order to substitute the still-used portion of
fossil fuel with the aim of converting cement plants to
100 % substitute fuel usage”.
Apart from the cement industry, the Ecoloop team
also regards other sectors as particularly interesting for
the process. Examples are the lime industry – “As we
see here in our plant” – and naturally the hot metal
and steel production sectors, which Möller sees as ideal
partners. The process is perfect for industrial sectors
that operate their own synthetic gas networks. “Blast
furnace gas or coke furnace gas are no different from
syngas. Such networks sometimes have gas shortfall
conditions, so that the Ecoloop system would be an
ideal supplementary component. Or paper mills, which
sometimes have substitute fuel power stations to cover
their high power requirement and simultaneously burn
the wastes occurring, for instance, during the wastepaper preparation process.”
Interested companies would naturally also have to
consider the cost of constructing a waste utilization
Um dem entgegenzuwirken, setze die Kalkindustrie
schon von sich aus schwefelarmes Erdgas ein, um die erforderlichen Kalke zu produzieren. Im Ecoloop-Synthesegas, das ja von sich aus schon keinen Schwefel enthalte,
weil dieser – wie auch Chlor – an den Kalk gebunden sei
und damit praktisch nicht mehr im Brennstoff vorhanden ist, sieht Möller einen großen Vorteil. „Von den wirtschaftlichen Aspekten mal ganz abgesehen“.
7 All teamwork
Alles Teamarbeit
Auch für andere Branchen interessant
Interessant sei das Verfahren auf jeden Fall auch für andere Industriezweige, erklärt Möller. Man könne zwar nicht
immer abschätzen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit in
anderen Branchen ist, komplett auf Synthesegas als Regelbrennstoff zu gehen, aber es gebe heute schon zahlreiche Interessenten. „Wenn Sie an die Zementindustrie
denken, dann konkurriert Ecoloop zwar gegen eine Reihe
von ohnehin schon relativ günstigen Ersatzbrennstoffen“,
so der Entwickler. Es sei von Seiten der Wirtschaftlichkeit
schon noch ein anderes Szenario, wenn man gegen Erdgas rechne. EBS hätten zwar eine zunehmend größere Bedeutung, aber es gebe immer noch zahlreiche Industrien,
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SPECIAL LIME // Alternative fuels
8 Roland Müller,
Ecoloop project developer and manager, and
Bernd Röwert, head of
communications FelsWerke GmbH
Roland Müller,
Ecoloop-Projektentwickler und -leiter, und
Bernd Röwert, Leiter
Unternehmenskommunikation Fels-Werke
GmbH
plant. But Möller pointed out that the investment cost
for an Ecoloop plant is significantly lower than that
needed for a conventional grate-firing plant. “Nowadays, the new construction of a substitute fuel power
station costs around 1.5 to 2 million € per produced
megawatt hour of thermal power. For the same amount
of power you would pay less than 1 million € for the
Ecoloop process”. Taken together, the comparative simplicity of the process, its easy implementation and the
favourable investment volume are very significant arguments for potential customers.
Syngas also usable for power generation
Roland Möller and his team have ambitious objectives
for the process. They have already thought of numerous possible applications, as already indicated by the
planning and patenting of the precious metal and rare
earth utilization systems. “We have also thought about
using the syngas for power generation” said Möller. In
a further development project, the firm plans to install a
latest generation gas motor, which will work in tandem
with a generator to produce their own electricity. “And
if there is any surplus, we will feed it into the national
grid”.
In his mind’s eye Möller sees a further step in the
development of the process: “We want to advance the
synthetic gas manufacturing process in accordance with
the directives of the Federal Environmental Agency to
the point where our product can be licensed as a standard fuel – just like gases from the public gas supply
system”. This will certainly be technically feasible, but
will first have to be verified by a measurement program
under the supervision of the FEA within the framework
of a plant optimization project. “The first necessity is to
put this system here at our Kalten Tal plant into continuous operation”, said the project developer and manager. Following the first test run in spring, the system
will start gasifying plastic wastes in summer. “Then we
will progressively run the plant up to full-load operation” concluded Möller.
www.ecoloop.eu
8
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die ihre Grundlast mit fossilen Brennstoffen fahren. „Und
gerade die könnte man dann gezielt ersetzen“, so Möller. „Zum Bespiel als Aufrüstung: In der Zementindustrie
wäre es möglich, mit Synthesegas über den Hauptbrenner ins Drehrohr zu gehen, um dort die restlichen fossilen
Brennstoffe zu substituieren mit dem Ziel, Zementwerke
zu 100 % auf EBS umzustellen“.
Neben der Zementindustrie sieht man im EcoloopTeam aber vor allem noch andere Branchen als hochinteressant an für das Verfahren an. Beispiele dafür sind die
Kalkindustrie – „Wie wir ja hier vor Ort sehen“, so Möller – natürlich aber auch die Roheisen- und Stahlproduktion. Die sehe man als idealen Partner. Generell würden
sich Industriezweige anbieten, die eigene Synthesegasnetze betreiben. „Gichtgas oder Koksofengas sind nichts
anderes als Synthesegase. Dort herrscht zuweilen ein Gasunterschuss, was den Einsatz von Ecoloop zur idealen
Ergänzung macht. Oder nehmen Sie die Papierindustrie.
Dort wurden vereinzelt schon EBS-Kraftwerke gebaut, um
den hohen Energiebedarf zu decken und gleichzeitig die
Reststoffe zu verbrennen, wie sie etwa bei der Altpapieraufbereitung anfallen.“
Zu berücksichtigen seien natürlich auch die Kosten für
den Bau einer Abfallverwertungsanlage, so Möller. Die Investitionshöhe für eine Ecoloop-Anlage liege signifikant
unter der für eine konventionelle Rostfeuerungsanlage.
„Der Neubau eines EBS-Kraftwerks kostet heute pro MW
thermischer Leistung rund 1,5 bis 2 Mio. € pro erzeugter
Megawattstunde thermischer Leistung. Für die gleiche
Leistung aus dem Ecoloop-Verfahren bezahlen Sie dagegen
weniger als 1 Mio. €“. Durch die niedrige Komplexität des
Verfahrens und die einfache Realisierung sehe man einen
großen Vorteil bei der Investitionshöhe für den Kunden.
Synthesegas auch zur Stromerzeugung
Die nächsten Ziele haben sich Roland Möller und sein
Team hoch gesteckt. Eine ganze Reihe von Einsatzmöglichkeiten sind bereits angedacht, wie ja die Planung bzw.
die Patentierungen bei der Verwertung von Edelmetallen
und Seltenen Erden gezeigt hat. „Auch über eine Verstromung des Synthesegases haben wir schon nachgedacht“,
sagt Möller. In einem weiteren Entwicklungsprojekt wolle man einen Gasmotor neuester Bauart samt entsprechendem Generator aufstellen und selber Strom produzieren. „Sofern wir Überschuss produzieren speisen wir
den dann auch ins Netz ein“.
Als Vision hat Möller aber noch einen weiteren Schritt
des Verfahrens parat: „Wir wollen, was die Herstellung
von Synthesegas angeht, uns so weit nach den Richtlinien des Umweltbundesamtes entwickeln und verbessern,
dass wir unser Produkt als Regelbrennstoff genehmigt
bekommen – wie Gase der öffentlichen Gasversorgung“.
Das sei technisch sicherlich machbar, müsse aber dennoch
erst mal in Messprogrammen unter Behördenaufsicht im
Rahmen der Anlagenoptimierung nachgewiesen werden.
„Zunächst einmal gilt es, diese Anlage hier im Kalten Tal
in Gang zu bringen“, erklärt der Projektentwickler und
-leiter. Nach dem ersten Probelauf im Frühjahr soll im
Sommer die Vergasung der Kunststoffe beginnen. „Anschließend fahren wir die Anlage sukzessive bis zum Volllastbetrieb hoch“, so Möller abschließend.
www.zkg.de