Das Projekt "Bau und Betrieb der Biostromerzeugungsanlage BISEA 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BISEA GmbH durchgeführt. Die BISEA GmbH plant den Bau und den Betrieb einer Anlage zur Vergasung fester Biomasse zur Strom- und Wärmeerzeugung. Mit der geplanten Leistung der Anlage von jährlich 3 300 Megawattstunden wird eine Einsparung von rund 2000 Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid erreicht. Die Idee der Holzvergasung ist eigentlich nicht neu. Schon in den vierziger Jahren fuhren erste LKW mit einem solchen Antrieb. Heute sind überwiegend Festbettvergaser in Betrieb. Die Brennstoffleistung dieser Anlagen ist jedoch auf 1 Megawatt begrenzt, da in diesen Anlagen die bei der Vergasung entstehenden Teere nur bedingt beherrschbar sind. Neu an dem Verfahren der BISEA GmbH ist die Kombination eines stationären Wirbelschichtvergasers mit einer Ölwaschanlage. Das BISEA-Verfahren basiert auf Forschungsarbeiten der Universität Stuttgart. Dort wurden Teerminderungsversuche in einer stationären Wirbelschichtanlage untersucht. Das BISEA-Verfahren verknüpft die dabei erzielten Ergebnisse mit einer Ölwäsche, mit der die Restteere aus dem in der Wirbelschicht erzeugten Produktgas fast restlos entfernt werden können. Mit dem resultierenden Produktgas können Gasottomotore im Dauerbetrieb gefahren werden. Mit dem BISEA-Verfahren können die Vorteile von Wirbelschichtanlagen, insbesondere größere Feuerungsleistungen als 1 Megawatt, genutzt werden. Es soll holzartiges Material aus der Landschaftspflege in der Region zum Einsatz kommen. Zur Bindung von Schadstoffen und zur Reduzierung von Teer soll in die stationäre Wirbelschichtvergasung Dolomit zugegeben werden. Die Restteere werden durch Gaswäsche mittels Rapsöl entfernt. Das Öl nimmt den Teer auf und wird nach und nach in den Vergasungsprozess zurückgeführt. Das gereinigte Gas soll in BHKW zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Aus der dabei resultierenden Abwärme wird mittels eines ORC-Prozesses zusätzlich Strom gewonnen. Die letztendlich verbleibende Niedertemperaturwärme wird zur Holztrocknung in einem Drittbetrieb eingesetzt. Durch den Einsatz von Holz aus der Landschaftspflege können darüber hinaus Probleme bei der Entsorgung dieses Materials, das ohne Vorbehandlung nicht mehr auf Deponien abgelagert werden darf, vermieden werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Bei der Metallbearbeitung durch Drehen, Bohren, Fräsen oder Schleifen fallen mit Kühlschmierstoff behaftete Metallschlämme und -späne an. Im Vorhaben 'KOMPASS' wird ein Verfahren entwickelt, mit denen diese Metallschlämme und -späne, die hohe Ölgehalte und insbesondere auch höhere Anteile an wirtschaftsstrategischen Metallen (W, Ni, Nb, Mo, Cr, V, Co usw.) besitzen, umweltfreundlich von Kühlschmierstoffen (KSS) befreit und entölt werden. Basierend auf einem kontinuierlichen, im Gegenstrom betriebenen Reinigungsprozess unter Verwendung von Tensiden und Wasser erfolgt die Aufarbeitung der entölten Schlämme und Späne mit den darin enthaltenen Legierungselementen zu hochwertigen Wertstofffraktionen. Somit können diese, aufgrund ihres Ölgehaltes als gefährlich eingestufte Abfälle, dem Wertstoffkreislauf wieder zugeführt werden. Darüber hinaus soll das Bearbeitungsöl als wieder einsetzbarer Kühlschmierstoff zurückgewonnen werden. Zu Beginn des Projekts erfolgt die Charakterisierung der Ausgangsmaterialien Schleifschlämme und Späne sowohl bzgl. der Metallgehalte als auch der Kühlschmierstoffe. Mit Hilfe der existierenden Spänereinigungsanlage werden die optimalen Geometrien der Anlage sowie die Betriebsparameter, entsprechend den einzelnen Einsatzmaterialien bestimmt und darauf basierend zwei weitgehend automatisierte Demonstrationsanlagen errichtet. Eine Anlage soll als zentrale Einrichtung zur Spänereinigung dienen. Die zweite Anlage wird als mobile On-Site- Anlage konzipiert und dient zur Entölung von Schleifschlämmen direkt in den am Projekt beteiligten Unternehmen. Parallel zu den Optimierungsarbeiten wird anhand von Laboranalysen der Abreinigungsgrad und die Qualität der zurückgewonnenen Kühlschmierstoffe überprüft. Die analytischen Fragestellungen werden bevorzugt von IUTA bearbeitet. Belastbare Betrachtungen der Wertschöpfungskette und der Potentiale sowie die ökonomische und ökologische Bewertung des Verfahrens erfolgen zum Abschluss der Arbeiten.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Industrielle Anwendung und Verwertung der Wertstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Federal-Mogul Burscheid GmbH durchgeführt. In dem beantragten Vorhaben sollen zwei weitgehend automatisierte Demonstrationsanlagen entwickelt, gebaut und optimiert werden, mit denen Schlämme und -späne aus der Metallbearbeitung mit höheren Ölgehalten und mit höheren Anteilen an wirtschaftsstrategischen Metallen (W, Ni, Nb, Mo, Cr, V, Co usw.) auf eine umweltfreundliche Art und Weise von Kühlschmierstoffen befreit werden können. Der anfallende Schleifschlamm soll soweit von Öl und Feuchtigkeit befreit werden (größer als 1% Restölgehalt), sodass er Brikettiert und im Schmelzbetrieb der Gießerei als Wertstoff wieder eingesetzt werden kann. Der Arbeitsplan sieht eine umfangreiche Beteiligung des branchenübergreifend strukturierten Konsortiums vor und gliedert sich in sechs Arbeitspakete. Als wissenschaftliche und technische Basis der erforderlichen Versuche werden zunächst alle Ausgangsmaterialien detailliert charakterisiert. In den Arbeitspaketen zwei und drei wird der bestehende Anlagenprototyp hinsichtlich des Einsatzes unterschiedlicher Materialien optimiert und es werden stabile Betriebsparameter identifiziert. Nach erfolgreicher Technikumsphase werden zwei Demonstrationsanlagen gebaut und im industriellen Umfeld erprobt und weiterentwickelt. Sämtliche Versuche, sowohl im Technikums- als auch im Betriebsmaßstab, werden wissenschaftlich analytisch begleitet, um die erzielten Erfolge zu dokumentieren. Abschließend wird das Verfahren unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet und ein entsprechendes Geschäftsmodell für eine breite und auf die Anforderungen der Kunden zugeschnittene industrielle Umsetzung entwickelt. Die sortenreine Menge an Schleifschlamm wird bei Federal Mogul erzeugt, teilweise voraufbereitet und / oder als prozessfeuchter Schleifschlamm für die Aufbereitungsversuche bereitgestellt. Der aufbereitete Wertstoff wird als Gattierungsgut für die Herstellung der Gusseisenschmelze eingesetzt. Die qualitativen Ergebnisse werden bewertet (analytisch und metallographisch).
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Industrielle Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RHM Rohstoff- und Handelsgesellschaft mbH durchgeführt. In dem beantragten Vorhaben soll eine weitgehend automatisierte Demonstrationsanlage entwickelt, gebaut und optimiert werden, mit der Schlämme und -Späne aus der Metallbearbeitung mit höheren Ölgehalten und insbesondere mit höheren Anteilen an wirtschaftsstrategischen Metallen (W, Ni, Nb, Mo, Cr, V, Co usw.) auf eine umweltfreundliche Art und Weise von Kühlschmierstoffen befreit werden können. Basierend auf einem kontinuierlichen Gegenstrom-Reinigungsprozess werden, unter Verwendung von Reinigungsmitteln und Wasser, die Schlämme und Späne mit den darin enthaltenen teuren Legierungselementen in hochwertige Wertstofffraktionen überführt und verlieren damit ihren Status als gefährlich eingestufter Abfall (gemäß Abfallverzeichnis-Verordnung). Das Teilprojekt 1 umfasst die industrielle und wirtschaftliche Umsetzung der Ergebnisse des Vorhabens. Auf der Basis von Potenzialanalysen werden Kunden sowie deren Mengen an Schlämmen und Spänen identifiziert, die mit der zu entwickelnden Demonstrationsanlage entölt, unter Umständen brikettiert oder aber auch lose dem Wertstoffkreislauf wieder zugeführt werden können. Der Arbeitsplan gliedert sich in sechs Arbeitspakete. In den Arbeitspaketen 1-3 werden zunächst alle Ausgangsmaterialien detailliert charakterisiert und an einer bestehenden Prototypanlage, die für die verschiedenen Materialien charakteristischen Parameter ermittelt, auf deren Basis die Anlage hinsichtlich des Einsatzes unterschiedlicher Materialien auf einen stabilen Anlagenbetrieb hin optimiert werden kann. Basierend auf diesen Ergebnissen werden in den Arbeitspaketen 4-6 zwei Demonstrationsanlagen (UDE, RHM) gebaut, im industriellen Umfeld erprobt, weiterentwickelt und unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet. Für einen dauerhaften industriellen Einsatz ist es wichtig, dass durch das Recycling der entölten Schlämme und Späne wirtschaftliche Vorteile für die entsprechenden Unternehmen generiert werden.