KorrMat – Korrosionsbeständige Materialien für die Biomassevergasung



Die Vergasung von Biomasse hat das Potential, im Mix der Techniken zur Energie­bereitstellung aus regenerativen Quellen eine wichtige Stellung einzunehmen. Von Vorteil ist die  witterungs- und jahreszeitunabhängige Energieumwandlung, da die entstehende Wärme und der Strom  verbrauchsangepasst erzeugt werden können. Damit hebt sich die Biomassevergasung ganz entscheidend von den anderen regenerativen Energiebereitstellungsverfahren ab. Im Gegensatz zur reinen Verbrennung werden bei der Vergasung brennbare Gase erzeugt, die unmittelbar zur Energiebereitstellung (Verbrennung) weiter genutzt oder auch nach Reinigung in Netze oder Speicher einge­speist werden können und somit zu einer bedarfsgerechten, grundlaststabilen Energieversorgung beitragen. Als Biomasse können neben Holz auch andere Energie­pflanzen sowie biogene Reststoffe oder kohlenstoffreiche Fraktionen verwertet werden, die als kommunale Abfälle anfallen.

Bedingt durch die biogenen Festbrennstoffe die in Biomassevergasungsanlagen verwendet werden, gelangen teilweise merkliche Chlor- und Schwefelkonzentrationen in den Prozesskreislauf, was zu einer beschleunigten Material­abzehrung durch Korrosionsvorgänge führt. Erschwerend kommt hinzu, dass in Biomasse­vergasungsanlagen in räumlich eng begrenzten Zonen mit sehr unterschiedlichen Temperaturen unter reduzierenden, in Teilbereichen unter Umständen auch unter oxidierenden Bedingungen gearbeitet wird. Die Problematik der Hochtemperaturkorrosion ist daher sehr ausgeprägt und kann den wirtschaftlichen Betrieb solcher Anlagen stark beeinträchtigen.

Nach wie vor fehlt am Markt mindestens ein geeigneter Werkstoff, der für die Herstellung der relevanten Teile von Biomassevergasungsreaktoren geeignet ist. Insbesondere Lufteinleitungs­bauwerke für Festbettvergaser mit Luft als Vergasungsmittel stellen derzeit noch eine Heraus­forderung dar.

Im Projektvorhaben sollen zum einen Werkstoffsysteme entwickelt werden, die eine Lebensdauerverlängerung solcher durch Hochtemperaturkorrosion belasteten Bauteile ermöglichen. Des Weiteren soll ein Beitrag zum Verständnis der Korrosionsvorgänge und -prinzipien geleistet werden mit dem Ziel, über die bloße Bereitstellung eines geeigneten Werkstoffes hinaus, Möglichkeiten zur Erweiterung der Werkstoffpalette für ähnliche Anwendungen zu schaffen.

Abb.:  Prozesskette vom Reststoff zum „Wertstoff“ Energie. Der Projektfokus liegt auf der Entwicklung korrosionsstabiler Werkstoffsysteme und der Untersuchung des Korrosionsverhaltens.

 


Koordinator: Dr. Manfred Hülscher, Qalovis GmbH – Abteilung Verfahrenstechnik

Projektpartner (Karte):

  • Qalovis GmbH – Abteilung Verfahrenstechnik
  • Deutsche Edelstahlwerke GmbH – Abteilung Sonderwerkstoffe
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, IFAM
    Institutsteil Dresden
  • Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, UMSICHT,
    Institutsteil Sulzbach-Rosenberg

Laufzeit: 01.07.2013 – 30.06.2016

FKZ: 03X3585C