Wissenschaftlich-technische Grundlagen der Hydrothermalen Carbonisierung organischer Siedlungsabfälle

• Prof. Dr. Hans-Günter Ramke
• Dennis Blöhse
• Dr. Hans-Joachim Lehmann

Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) wird pflanzliche Biomasse in einer wässrigen Suspension bei Temperaturen von 180–250 °C innerhalb weniger Stunden unter Druck in ein braunkohleartiges Materials umgewandelt. Nach einer Übersicht über den Kenntnisstand der Reaktionsmechanismen der HTC werden in diesem Beitrag die Ergebnisse eines DBU-finanzierten Projekts vorgestellt, in dem die Eignung des Verfahrens für ein breites Spektrum von organischen Siedlungsabfällen nachgewiesen wurde. Insbesondere Abfälle und Reststoffe mit einem hohen Wassergehalt bieten sich für die Konversion mittels der HTC an. Die HTC-Biokohlen haben einen hohen Brennwert und können deshalb energetisch genutzt werden, wobei ein besonderer Vorteil in ihrer guten Entwäs serbarkeit liegt. Durch die Reaktionstemperatur, die Reaktionsdauer und die Art der Prozessführung können die Ausbeuten und die Eigenschaften der HTC-Bio kohlen bis zu einem gewissen Grade beeinflusst werden. Bei der praktischen Umsetzung der HTC müssen Aspekte wie die Nutzung der Exothermie des Prozesses, der Prozesswasserreinigung und der Schadstoffgehalte in den verschiedenen HTC-Produktphasen berücksichtigt werden.

Hydrothermal Carbonization (HTC) is a process which converts biomass of vegetal origin into a material comparable to brown coal. The HTC process is performed with biomass suspensions in a pressure vessel under temperatures of 180–250°C and just needs some hours. Starting with an overview of the present state of knowledge about HTC reactions the paper presents the results of a research project funded by the DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) which has shown the suitability of the HTC-process for a broad spectrum of organic municipal wastes. In particular wastes and residues of high water content are predestined for conversion via HTC. HTC-Biocoals show a high calorific value and can be energetically utilised accordingly. A basic advantage is seen in the excellent dewatering properties of these biocoals. Reaction temperature, reaction time and process management can determine yield and properties of HTC-Biocoals to a certain degree. Practical implementation of HTC has to consider aspects like utilisation of the exothermic nature of the process, process water treatment and concentration of contaminants in diferent HTC-product phases.