Untersuchung von hydriertem Pflanzenöl als Brennstoff

April 2024

PR-Gateway: HVO besteht erste Testverfahren

Hydriertes Pflanzenöl (Hydrotreated Vegetable Oil, HVO) wird heute bereits teilweise Dieselkraftstoffen beigemischt. Ob HVO künftig auch das Angebot an konventionellen und biogenen Brennstoffen im Wärmemarkt ergänzen könnte, haben das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg (IEC) und die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH in einem gemeinsamen Forschungsprojekt untersucht. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass HVO sich unter technischen Gesichtspunkten prinzipiell auch zur Beimischung zu Brennstoffen wie schwefelarmem Heizöl für Ölheizungen eignet.

HVO lässt sich in unterschiedlichen Anteilen problemlos mit schwefelarmem Heizöl mischen. Dabei behält die Mischung Kälteeigenschaften, die für den Raumwärmemarkt ausreichend sind. Bei Verbrennungstests in kommerziellen Ölbrennwertgeräten über eine Laufzeit von 500 Stunden mit ausgewählten Brennstoffmischungen zeigten sich nur geringe Auswirkungen auf die Technik und die Emissionen der Heizgeräte. Die Oberfläche des Wärmeübertragers blieb frei von Ablagerungen und Rußrückständen, so dass beim Einsatz von HVO ein gleichbleibend hoher und über die Zeit konstanter Wirkungsgrad von Heizungsanlagen zu erwarten ist. Vergleichende Referenzversuche mit reinem schwefelarmem Heizöl ergaben, dass beide Brennstoffe ähnlich gute Verbrennungseigenschaften besitzen und keine Modifikationen an bestehenden Systemen notwendig sind. Allerdings zeigte sich in den Langzeitverbrennungsversuchen in zwei Mischungen für Heizöl mit 50 % und 10 % HVO (isomerisiert) eine beginnende Ablagerungsbildung am Düsensinterfilter. Daher empfehlen sich weiterführende verbrennungstechnische Untersuchungen zur Einsatzbarkeit in Heizungssystemen. Bei der parallel durchgeführten Langzeitlagerung über acht Monate entstanden keine Ablagerungen, so dass für HVO-haltige Brennstoffe eine vergleichbar gute Lagerungsstabilität festgestellt werden konnte.

In den Untersuchungen des IEC zum Herstellungsprozess wurde ein Prozesssimulationsmodell erarbeitet, um sowohl die alleinige Hydrierung von Pflanzenöl in sogenannten "Stand-alone"-Anlagen als auch die gemeinsame Hydrierung von Pflanzenöl und der Heizöl-Diesel-Fraktion in konventionellen Raffinerieprozessen (Co-Processing) abzubilden. Zudem wurden insbesondere für den Stand-alone-Prozess neuartige, schwefelfreie Katalysatoren entwickelt und getestet. Als besonders geeignet zeigten sich neben edelmetallhaltigen Katalysatoren mit Kupfer modifizierte Nickel-Molybdän-Katalysatoren, allerdings konnte im Rahmen des Forschungsprojekts deren Alterungsverhalten noch nicht völlig zufriedenstellend optimiert werden.
Über die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH
Das OWI erforscht und entwickelt als gemeinnützige, freie Forschungseinrichtung in Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung Konzepte und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung neuer, marktfähiger Produkte. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und des Industrieofenbaus.
Oel-Waerme-Institut GmbH (OWI)
Michael Ehring
Kaiserstrasse 100
52134 Herzogenrath
m.ehring@owi-aachen.de
49 (0)2407 / 9518 - 138
http://www.owi-aachen.de

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HVO besteht erste Testverfahren

Hydriertes Pflanzenöl (Hydrotreated Vegetable Oil, HVO) wird heute bereits teilweise Dieselkraftstoffen beigemischt. Ob HVO künftig auch das Angebot an konventionellen und biogenen Brennstoffen im Wärmemarkt ergänzen könnte, haben das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen der TU Bergakademie Freiberg (IEC) und die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH in einem gemeinsamen Forschungsprojekt untersucht. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass HVO sich unter technischen Gesichtspunkten prinzipiell auch zur Beimischung zu Brennstoffen wie schwefelarmem Heizöl für Ölheizungen eignet.

HVO lässt sich in unterschiedlichen Anteilen problemlos mit schwefelarmem Heizöl mischen. Dabei behält die Mischung Kälteeigenschaften, die für den Raumwärmemarkt ausreichend sind. Bei Verbrennungstests in kommerziellen Ölbrennwertgeräten über eine Laufzeit von 500 Stunden mit ausgewählten Brennstoffmischungen zeigten sich nur geringe Auswirkungen auf die Technik und die Emissionen der Heizgeräte. Die Oberfläche des Wärmeübertragers blieb frei von Ablagerungen und Rußrückständen, so dass beim Einsatz von HVO ein gleichbleibend hoher und über die Zeit konstanter Wirkungsgrad von Heizungsanlagen zu erwarten ist. Vergleichende Referenzversuche mit reinem schwefelarmem Heizöl ergaben, dass beide Brennstoffe ähnlich gute Verbrennungseigenschaften besitzen und keine Modifikationen an bestehenden Systemen notwendig sind. Allerdings zeigte sich in den Langzeitverbrennungsversuchen in zwei Mischungen für Heizöl mit 50 % und 10 % HVO (isomerisiert) eine beginnende Ablagerungsbildung am Düsensinterfilter. Daher empfehlen sich weiterführende verbrennungstechnische Untersuchungen zur Einsatzbarkeit in Heizungssystemen. Bei der parallel durchgeführten Langzeitlagerung über acht Monate entstanden keine Ablagerungen, so dass für HVO-haltige Brennstoffe eine vergleichbar gute Lagerungsstabilität festgestellt werden konnte.

In den Untersuchungen des IEC zum Herstellungsprozess wurde ein Prozesssimulationsmodell erarbeitet, um sowohl die alleinige Hydrierung von Pflanzenöl in sogenannten "Stand-alone"-Anlagen als auch die gemeinsame Hydrierung von Pflanzenöl und der Heizöl-Diesel-Fraktion in konventionellen Raffinerieprozessen (Co-Processing) abzubilden. Zudem wurden insbesondere für den Stand-alone-Prozess neuartige, schwefelfreie Katalysatoren entwickelt und getestet. Als besonders geeignet zeigten sich neben edelmetallhaltigen Katalysatoren mit Kupfer modifizierte Nickel-Molybdän-Katalysatoren, allerdings konnte im Rahmen des Forschungsprojekts deren Alterungsverhalten noch nicht völlig zufriedenstellend optimiert werden.
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