Torrefizierung

Die Torrefizierung (Torrefikation) ist ein pyrolytischer Prozess mit verschiedenen Funktionen. Das Hauptziel dieser Konversion ist die Reduzierung der Masse eines Brennstoffs durch die Austreibung von Wasser und sauerstoffhaltigen Verbindungen mit niedrigem Heizwert. Hierdurch steigt der Heizwert des Produkts, also der Energiegehalt pro Masseeinheit. Durch diese Behandlung wird auch der Energieaufwand für die Weiterverarbeitung, insbesondere die Zerkleinerung, signifikant gesenkt.

Ablauf

Die Torrefizierung läuft unter Luftabschluss bei ca. 250 °C bis 300 °C ab. Verweilzeiten zwischen 15 und 30 Minuten sind die Regel. Der Luftabschluss dient dazu, zu verhindern, dass Kohlenstoff oxidiert wird und so Energieverluste entstünden.

Verfahrensvarianten

Bei der Torrefizierung handelt es sich um einen endothermen Prozess. Er kann mittels direkt oder indirekt beheizten Torrefizierungsreaktoren erfolgen. In direkt beheizten Torrefizierungsreaktoren wird ein heißes Gas in die Biomasse eingeleitet. Dieses stammt häufig aus der vorhergehenden Vergasung und kann optional mittels der zusätzlichen Verfeuerung eines Brennstoffs erhitzt werden. Bei indirekt beheizten Torrefizierungsreaktoren wird die Wärme über die Reaktorhülle an die zu torrefizierende Biomasse übertragen. Die Wärmezufuhr entsteht bspw. durch die Nutzung der Abgasverbrennung einer Pyrolyse oder durch die Beheizung mit einem zusätzlichen Brennstoff.

Produkte

Die Produkte der Torrefizierung haben durch die Reduktion des Sauerstoffgehalts und des Gehalts an niedrigenergetischen Kohlenstoffverbindungen der Biomasse einen höheren Heizwert als die Ausgangsstoffe. Die Steigerung des Heizwerts kann bis zu 35 Prozent betragen.

Die Reduktion des energiearmen Kohlenstoffgehalts erfolgt über eine Teilkarbonisierung der Hemicellulose und einer Depolimerisation der Cellulose und des Lignins. Langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen dieser Bestandteile werden in kürzerkettige Bestandteile zerlegt. Zudem wird der Wassergehalt auf 1-2 Prozent gesenkt und die Aufnahmefähigkeit von Feuchtigkeit sinkt. Dies wirkt sich positiv auf die Lagerung der Biomasse aus. Ein weiterer Effekt ist der sinkende Aufwand bei der Weiterverarbeitung, bevor die torrefizierte Biomasse verfeuert wird. Durch die Depolymerisierung des Lignins und der Hemicellulose wird der Mahlaufwand bedeutend gesenkt.

Eine Gegenüberstellung der Eigenschaften, die vor und nach der Torrefizierung gegeben sind, zeigt Tabelle 1. Der Heizwert steigt mit der Torrefizierung, während die Schüttdichte sinkt. Diese kann wiederum mittels einer Pelletierung erhöht werden, sodass auch die Energiedichte weiter steigt.

Synonym(e):

Rösten, Dörren

Englische Übersetzung(en):

torrefaction