EFP 2006 Produktion af metanol/dme ud fra biomasse



Relaterede dokumenter
Overvejelser vedr. indførelse af alternative transportbrændstoffer. Seminar Landtransportskolen 4. september 2006

Brint og grønne brændstoffers rolle i fremtidens smarte energi systemer

2. Workshop om bære- dygtig 2. gen. bioethanol. Biomasse til energiformål og andre gøremål. Henrik Flyver Christiansen

Gastekniske Dage 2015 Indpasning af forgasningsgas i kra.varmesektoren. Senior Forsker Jesper Ahrenfeldt

Hvordan kan brint reducere behovet for biomasse i fremtidens energisystem?

Bioenergi Strategi. Niels Henriksen DONG Energy

Nye Energiteknologier: Danmarks fremtidige energisystem uden fossile brændstoffer Brændselsceller og elektrolyse

Innovation af affaldssektoren under fremtidens rammebetingelser. Henrik Wenzel Syddansk Universitet

Brug af biomasse til energiformål

Biogas- og bioraffinaderi platforme i Danmark - Et indspil til

Family of R744 control valves and suggestions for efficient testing

TOPWASTE. Affald og 100% vedvarende energi. Seniorforsker Marie Münster Energi system analyse, DTU MAN ENG, Risø 6/6 2013

Midt Energistrategi To-dages seminar for hele partnerskabet Scandic Silkeborg, marts 2015 Input til strategiplanerne

Burmeister & Wain Energy A/S

CHEC BGG - The Biomass Gasification Group

Kernekraft - i dag og i morgen. Bent Lauritzen Risø DTU 20. september 2011

Biomasse ved konventionel landbrugsdrift

The effects of occupant behaviour on energy consumption in buildings

Fremtidens brændstof - kan laves af træ

Biobrændstoffer i transportsektoren samfundsøkonomisk vurdering

Synergier mellem biogas og forgasningsgas/bio-sng. DTU BGG -The Biomass Gasification Group

Co-Management of Energy and Transport Systems (COMETS)

Rensning af forgasningsgas hos Skive Fjernvarme

Svend Erik Mikkelsen, COWI

TMC - Klima

Afslutningsskema. 1. Projekttitel Muligheder for anvendelse af Compressed. 2. Projektidentifikation Energinet.dk projektnr. 6567

Burmeister & Wain Energy A/S

PEMS RDE Workshop. AVL M.O.V.E Integrative Mobile Vehicle Evaluation

BIOGAS OG BIOBRÆNDSLER I DET SMARTE ENERGISYSTEM

Gastekniske dage, Billund maj Forgasning vha. overskudselektricitet Af Jens Kromann Nielsen, Teknologisk Institut

Small Autonomous Devices in civil Engineering. Uses and requirements. By Peter H. Møller Rambøll

IDA National energiplan Elsystemer

Statistical information form the Danish EPC database - use for the building stock model in Denmark

Balancering af energisystemer, gassystemet i fremtiden: grønt, fleksibelt, effektivt

Udfordringer med indeklima ved energirenovering

Den Danske Brint- og Brændselscelledag MeGa-stoRE 2

Samspilsramt energidemonstration. Charles Nielsen

Hvilken rolle kan termisk forgasning spille i fremtidens energiforsyning

Danske Styrkepositioner BioSynergis kraftvarmesystem

Haveaffaldsprojektet

Bioenergy and Renewable Energy Resources Husum RES messe and seminars Organized by Furgy, IHK URS et al. Friday the 21.

Lars Yde, Hydrogen Innovation & Research Centre v/ HIH Århus Universitet

Mere biomasse. Hvorfra, hvordan og hvor meget? Niclas Scott Bentsen. Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning

Rødsand laboratoriet et samarbejde mellem KU, Femern & DHI

DTU BGG - The Biomass Gasification Group Seniorforsker Jesper Ahrenfeldt (DTU), og andre

Fremtidens energisystem og gassens rolle

Produktion af bioenergi er til gavn for både erhvervene og samfundet. 13. september 2011 Michael Støckler Bioenergichef

Kan vi flyve på vind? Energinet.dk 1

Velkommen til Teknologisk Institut AVANCERET ENERGILAGRING

Hvordan opnår forgasning en fremtid i Danmark?

Carbondebt(kulstofgæld) hvad er det og hvordan reduceres det?

Global carbon cycle studies with LPJ-GUESS

Anvendelse af biogas som metanol til transportsektoren

Ressourceeffektivitet og politikintegration

Københavns erfaringer med de første brintbiler.» Birte Busch Thomsen» Projektleder» Københavns Kommune

PIV og CFD analyse af brændselscelle manifold

BALANCERING AF FJERNVARME FOR ØGET OPTAG AF LAVTEMPERATUR OVERSKUDSVARME

Dansk Mikrokraftvarme Synergi med Energisystemet Vejle 18. juni2014 Per Balslev

Nye fjernvarmesystemer. Svend Svendsen DTU BYG

Possibilities for Reuse of Calcium Carbonate Pellets from Drinking Water Softening

TI 4.- og 6. april 2017 Energieffektivitet i Industrien POEM

Biogas i den cirkulære økonomi

PlanEnergi. Independent consultant Established in 1983 Specialised in:

House of Energy Energilagring. Sammentænkning af energisystemerne - Hvad kan gassen byde på? Thea Larsen, adm. direktør

Economics of Occasional Tillage St. Francis, KS December 2018

Remote Sensing til estimering af nedbør og fordampning

Appendix 1 Properties of Fuels

- Teknologimodning af keramiske elektrolysesystemer (Maturing SOEC)

Procuring sustainable refurbishment

Skovgaard International In Denmark and Abroad

Danish Technology Center Denmark

VE-gasser i naturgasnettet IDA ENERGI

100% vedvarende energi

Ugrasharving En generell vurdering av bekjempelsesmetoden. Jesper Rasmussen Det Biovidenskabelige Fakultet (LIFE Københavns Universitet)

Seminar om termisk forgasning i Danmark

Elektrificering af dansk industri

Muligheder og udfordringer ved overskydende elproduktion. Seniorkonsulent Steen Vestervang, Energinet.dk

Anvendelse af biomasse i scenarier for 100% vedvarende energi

Baltic Development Forum

Supermarkeder og Smart Grid muligheder for fleksibelt elforbrug

Gas og el det perfekte mix

KOMBINATION AF BIOGASPRODUKTION OG NATURPLEJE

Forskning og udvikling i almindelighed og drivkraften i særdeleshed Bindslev, Henrik

/Danish waste management model

Afgrænsning af miljøvurdering: hvordan får vi den rigtig? Chair: Lone Kørnøv MILJØVURDERINGSDAG 2012 Aalborg

Biomasse til transport contra kraftvarme

PROCES- OG ENERGIOPTIMERING I ENERGITUNGE VIRKSOMHEDER. V./ Peter Maagøe Petersen Viegand Maagøe 2. November 2012

Går jorden under? Vandforbruget i landbruget i region Midtjylland GrundvandsERFAmøde d

Experiences of Region Zealand

Udfordringer ved BAT-konklusionerne med fokus på biomasse

Dansk Fjernvarme Teori og praksis for små og store varmepumper i fjernvarmeproduktion

netværk: : Integrerede lavenergiløsninger til nye bygninger

SerEnergy A/S. Serene* energy For a Clean Future. Anders R. Korsgaard. *Serenus: tranquil, calm, peaceful, still, quiet

Biomasse et alternativ for klimaet? Claus Felby, Forest & Landscape, University of Copenhagen

GNSS/INS Product Design Cycle. Taking into account MEMS-based IMU sensors

TATION. Problemstillinger. Humus overset faktor i jordens potentiale. Other issues. Kulstof og jordens fuktioner. Hvad gør jordens kulstof for os?

85/15 Moving energy. forward. Charles Nielsen, Director R&D. Kystdirektoratet 28. november Fremtidens anvendelse af søterritortiet

Fremtidens energisystem Scenarier for termisk forgasning

Næste generation solvarme / 4. Generation Fjernvarme

FilterMax F. Modulopbygget støvopsamler med integreret forudskiller

Transkript:

EFP 2006 Produktion af metanol/dme ud fra biomasse EnergiForsk2008, 12 juni Jesper Ahrenfeldt, Weigang Lin, Jacob Munkholt Christensen, Peter Arendt Jensen, Anker Degn Jensen

Agenda Baggrund og formål Systemstudie (CHEC) Test af methanol/dme syntese på syngas fra termisk forgasset biomasse (Risø) Forsøg med entrained flow forgasning af biomasse (CHEC) Systemmodellering (Risø)

Baggrund og formål Baggrunden for projektet var et behov for/ønske om at igangsætte aktiviteter og opbygge viden angående anvendelsen af syngas fra termisk forgasning af biomasse til syntese af metanol/dme Målene for projektet er: Identificere mulige problemer ved anvendelsen af bio-syngas til syntese af metanol/dme Undersøge anvendelsen af entrained flow forgasning til biomasse Ved systemmodellering at sammenligne forskellige koncepter (forgasnings- og synteseprocesser)

System Study Conducted at Department of Chemical Engineering Typical Danish crop yields Crop Winter wheat Winter rape Dry matter yield [ton/(ha&year)] LHV [GJ/ton] Energy yield [GJ/(ha&year)] Grains: 7,19 Grains: 17,0 Grains: 122,2 Straw: 3 Straw: 17,3 Straw: 52 Seeds: 3,2 Seeds: 23,9 Seeds: 75,5 Straw: 3,6 Straw: 17,3 Straw: 61,6 Willow 10-15 16,3 163-245 Poplar 10-15 17,7 177-266 DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 4 Præsentation 10.01.2008

System Study Conducted at Department of Chemical Engineering Synthesis efficiencies Fuel DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark Energy efficiency [% LHV ] Fuel Electricity Bioethanol from wheat grain 40-5 Bioethanol from lignocellulose ~35 2 Methanol 57 6 Higher alcohols (HA) 38 8 DME 57 6 Synthetic gasoline 49 6 Fischer Tropsch diesel 40 8 Biodiesel (RME) 27 17 Compressed hydrogen 33 19 Co-combustion with coal in conventional power plant 0 40 5 Præsentation 10.01.2008

System Study Conducted at Department of Chemical Engineering 175 150 125 100 75 50 25 0 Electric car Compressed hydrogen fuel cell DME Methanol Synthetic gasoline FT diesel Higher Alcohols Bioethanol (2. gen) Compressed hydrogen Biodiesel RME Transport distance [1000 km/(ha&year)] Biofuels from willow wood and biodiesel from winter rape DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 6 Præsentation 10.01.2008

System Study Conducted at Department of Chemical Engineering Conclusions On average a Danish field yields 150-250 GJ/(ha&year) Biomass can be converted into synfuels in a wide range of processes Electric and fuel cell vehicles give the longest transport distance per field area Fuels made via gasification are efficient solutions Widely explored options like bioethanol and biodiesel give relatively short transport distances per field area Future research should include all the potential synfuel options and not only focus on a few possibilities DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 7 Præsentation 10.01.2008

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Processen Biomasse Biomasse Gas Gas Gas Syngas Forbehandling Forgasning Gasrensning CO2 fjernelse Reformering

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Once through syntese Inerte bestanddele i syngassen (N 2 og CO 2 ) er ikke problematisk men medfører større synteseanlæg Syngas Varme? Syntese DME Metanol FT Efterbehandling Biobrændstof Restgas?

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Recirkulerende syntese Inerte bestanddele i syngassen problematisk p.g.a ophobning Syngas Syntese Varme? DME Metanol FT Restgas Efterbehandling Biobrændstof

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Synteseanlægget Syngas: 2 Nm 3 /h Kompressor T=20 C p=1 bar T=75 C Opvarmning (ovn) p=40 bar T=230 C Cl, S og LSK guard p=40 bar T=230 C Metanolreaktor m. køling p=40 bar T=250 C Køling (kondensator) p=40 bar T=20 C Separator (beholder) p=40 bar Metanol 0,1 L/h Restgas 1,8 Nm 3 /h T=20 C p=1 bar

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Resultater Syngas produceret ved forgasning af træflis er anvendt som testgas CO 2 -indholdet i gassen reduceret ved vaskning med kaliumhydroxid, dog ikke uden problemer Den efterfølgende syntese forgår som once through proces pga. N 2 indholdet i syngassen Test anlægget, inkl. CO 2 vasker, er blevet indkørt på bio-syngas og der er produceret ca. en halv liter metanol

Test af metanolsyntese på basis af biosyngas Videre arbejde Optimering af CO 2 vasker Langtidstest med metanolsyntese på basis af bio-syngas

Entrained Flow Gasification Experiments at the Department of Chemical Engineering, DTU Fuel O 2 /steam Burner Entrained flow gasification (EFG) High temperature Short residence times High conversion Successfully applied for coal gasification in large scale Limited knowledge for biomass Objective: h Determination of gas composition, tar and soot formation as function of operation conditions in EFG for biomass DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 14 Præsentation 10.01.2008

Entrained flow reactor used for gasification Feeder air MV42 FC 2 air/o 2 MV3 Fuel feeder MV16 TC 2 FC 3 Steam generator air/o 2 Water Sampling probe Gas preheater EFR DP 6 Electrically heated reactor Hot collection of ash and soot Heated cyclone Heated filter Flue gas cooler Gas cleaning To vent Induced fan DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 15 High temperature particle sampling Præsentation 10.01.2008

C-balance at different temperatures Fraction of C-compounds to inlet-c (%) 100 80 60 40 20 0 Tar Soot CxHy CO CO2 1000 1200 1350 Temperature ( C) Conditions: λ=0.25, H 2 O/C=0.5 DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 16 Præsentation 10.01.2008

Experiments with entrained flow gasification - Conclusion and further work Initial experiments with entrained flow gasification of biomass show: Good carbon mass balance is achieved The bio-fuel is completely converted (at residence time of ~1 s) Gasification behaviours are similar for wood and straw Increase in temperature results in a high production of H 2 and CO Some soot formation at high temperature Further work Experiments at high inlet oxygen conditions Optimal conditions for reducing soot Optimal conditions for high H 2 /CO ratio Comparison biomass with coal gasification DTU Chemiccal Engineering, Technical University of Denmark 17 Præsentation 10.01.2008

Syntese Varme Efterbehandling Systemmodellering Polygeneration Kraft/varme Syngas DME Metanol Restgas Gasrensning CO2 fjernelse Komprimering Luft Biomasse Gas Gas Gas Forgasning

Systemmodellering Polygeneration Simpelt system med once through DME produktion 35% biofuel 16 % el 33 % varme

Systemmodellering Afhængighed af forgasningsvirkningsgrad 0,6 0,5 Virkningsgrad [-] 0,4 0,3 0,2 0,1 0 60 65 70 75 80 85 90 95 Koldgasvirkningsgrad forgasser [%] etael etadme etameoh etarøg etareak etatot

Systemmodellering Videre arbejde 1. Udvidet modellering af luftblæst to-trins fluid bed forgasnig, once through syntese af metanol/dme og kraft/varme produktion 2. Modellering af iltblæst entraind flow forgasning, recirkuleret syntese og el produktion Koncepterne sammenlignes og optimeringspotentialer undersøges

Spørgsmål?