In this short report we describe the biogas conversion to dimethyl ether. The generation of biogas in a structured biogas plant based on biomass wet biomass. The simple model of a bioreactor helps to build up a simple dynamical model for predicting the biogas generation.
In this chapter the gas components of biogas will be described including pollution and additional components beside methane and carbon dioxide. After collecting the biogas gas, the cleaning, the preparation and the conversion to dimethyl ether is the next step. The conversion of biogas to dimethyl ether (DME) is also known as liquefaction of biogas gas, if we use biomass biomass often called biomass to liquid fuel. Additional the necessary and sustainable property of Zero Emission is described and analyzed. The main influence on the ETS ( = emission trade system ) is analyzed and shown.
Inhaltsverzeichnis
- BIOGAS, BIOMASS GAS, CARBON DIOXIDE CONVERSION TO DIMETHYL ETHER AND DIBUTYL ETHER BASED ON EMISSION TRADE SYSTEM
- CONTENT
- BIOGAS PLANT (STRUCTURE, PLANT AND PROPERTIES)
- BIOGAS (PHASES OF GAS PRODUCTION)
- GAS COMPONENTS BIOGAS
- GAS-MEASUREMENT
- CHEMICAL REACTIONS IN THE DYNAMIC SYSTEM
- Biogas Plant - Dynamic Model
- Dynamic Model of the Bioreactor
- COMBUSTION BIOGAS IN GAS ENGINE
- Gas Engine
- TAKE OVER BIOGAS
- Low pressure compressor
- Biogas Preparation
- Biogas Scrubber
- Activated Carbon Filter
- Gas Drying
- DEEP GAS FILTER
- BIOGAS CONVERSION TO DIMETHYL ETHER (DME)
- Dry Reforming
- Steam Reforming
- Methanol Synthesis und Dehydration
- Summary pathways to dimethyl ether
- Two-step process toward DME
- One-step process toward DME
- BIOGAS CONVERSION TO DME
- DIMETHYL ETHER (DME)
- REDUCTION OF GREENHOUSE GAS (GHG)
- FOSSIL FUEL COMPARED WITH DIMETHYL ETHER
- Application to a bus company
- DIMETHYl Ether and EmISSION TRADE SYSTEM (ETS)
- Application to transport company (heavy trucks)
- CONCLUSION
- SYMBOLS AND SHORT CUTS
- DRAWING AND PICTURES
- TABLE
- REFERENCES
- Companies
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Bericht konzentriert sich auf die Umwandlung von Biogas zu Dimethylether (DME) als nachhaltige und emissionsarme Brennstoffquelle. Die Untersuchung umfasst die verschiedenen Phasen der Biogasproduktion in einer strukturierten Biogasanlage, die Reinigung und Aufbereitung des Biogases sowie die anschließende Umwandlung zu DME.
- Die verschiedenen Phasen der Biogasproduktion und deren Einflussfaktoren
- Die Reinigung und Aufbereitung des Biogases für die DME-Synthese
- Die Umwandlung von Biogas zu Dimethylether (DME)
- Die Eigenschaften und Vorteile von DME als Brennstoff
- Die Bedeutung des Emissionshandelssystems (ETS) für die Biogas- und DME-Produktion
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1.1: "CONTENT": Dieser Abschnitt bietet eine Übersicht über die im Bericht behandelten Themen und die Gliederung der Kapitel.
- Kapitel 1.2: "BIOGAS PLANT (STRUCTURE, PLANT AND PROPERTIES)": Dieses Kapitel erläutert die Struktur und Funktionsweise einer Biogasanlage. Es beleuchtet die wichtigsten Komponenten der Anlage, wie z.B. den Fermenter, die Gasaufbereitung und die Gasgewinnung. Der Fokus liegt auf der Konstruktion der Anlage als Bioreaktor.
- Kapitel 1.3: "BIOGAS (PHASES OF GAS PRODUCTION)": Hier wird die Biogasproduktion im Detail beschrieben, einschließlich der verschiedenen Phasen der Gärung und die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Gasproduktion. Die qualitative Beschreibung der Phasen gibt einen Einblick in den zeitlichen Ablauf der Biogasproduktion.
- Kapitel 1.4: "GAS COMPONENTS BIOGAS": In diesem Kapitel werden die wichtigsten Gasbestandteile des Biogases dargestellt und die Zusammensetzung des Biogases analysiert. Es werden die wesentlichen Bestandteile, wie Methan und Kohlendioxid, sowie zusätzliche Komponenten und Verunreinigungen besprochen.
- Kapitel 1.5: "GAS-MEASUREMENT": Dieses Kapitel widmet sich der Messung und Analyse der gasförmigen Bestandteile des Biogases. Es beschreibt verschiedene Messmethoden und analytische Verfahren, die für die Charakterisierung des Biogases eingesetzt werden.
- Kapitel 1.6: "CHEMICAL REACTIONS IN THE DYNAMIC SYSTEM": Dieses Kapitel konzentriert sich auf die chemischen Reaktionen, die im dynamischen System der Biogasanlage ablaufen. Es wird insbesondere auf die dynamischen Modelle der Biogasanlage und des Bioreaktors eingegangen, um das Verhalten des Systems zu verstehen und zu modellieren.
- Kapitel 1.7: "COMBUSTION BIOGAS IN GAS ENGINE": Dieses Kapitel befasst sich mit der Verbrennung des Biogases in Gasmotoren. Die Funktionsweise und Eigenschaften von Gasmotoren werden erläutert und die Verwendung von Biogas als Brennstoff im Kraftwerksbereich wird näher beleuchtet.
- Kapitel 1.8: "TAKE OVER BIOGAS": Dieses Kapitel erklärt die notwendigen Schritte zur Übernahme des Biogases aus der Biogasanlage für die weitere Nutzung. Es werden die einzelnen Schritte der Biogasaufbereitung beschrieben, wie z.B. die Kompression, Reinigung und Trocknung des Biogases.
- Kapitel 1.9: "DEEP GAS FILTER": Dieses Kapitel beschreibt den Einsatz eines Tiefgasfilters für die weitere Reinigung des Biogases und die Entfernung von Verunreinigungen.
- Kapitel 1.10: "BIOGAS CONVERSION TO DIMETHYL ETHER (DME)": Dieses Kapitel konzentriert sich auf die Umwandlung von Biogas zu Dimethylether (DME). Es werden die wichtigsten Verfahren zur DME-Synthese, wie Trockenreformierung, Dampfreformierung und Methanolsynthse, vorgestellt und die verschiedenen Schritte der DME-Produktion erläutert.
- Kapitel 1.11: "DIMETHYL ETHER (DME)": Dieses Kapitel befasst sich mit den Eigenschaften und Anwendungen von Dimethylether (DME) als Brennstoff. Es werden die Vorteile von DME im Vergleich zu fossilen Brennstoffen und seine Einsatzmöglichkeiten im Verkehrssektor beschrieben.
- Kapitel 1.12: "REDUCTION OF GREENHOUSE GAS (GHG)": Dieses Kapitel erklärt die Rolle von Biogas und DME bei der Reduktion von Treibhausgasemissionen und die Vorteile der Verwendung dieser nachhaltigen Brennstoffquellen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen.
- Kapitel 1.13: "FOSSIL FUEL COMPARED WITH DIMETHYL ETHER": Dieses Kapitel vergleicht die Eigenschaften von DME mit fossilen Brennstoffen und analysiert die Vor- und Nachteile von DME im Einsatz als Brennstoff.
- Kapitel 1.14: "DIMETHYl Ether and EmISSION TRADE SYSTEM (ETS)": Dieses Kapitel befasst sich mit dem Emissionshandelssystem (ETS) und seinen Auswirkungen auf die Biogas- und DME-Produktion. Es untersucht die Rolle von DME als emissionsarmer Brennstoff im Kontext des ETS und die Möglichkeiten der Nutzung von DME zur Reduzierung von CO₂-Emissionen.
Schlüsselwörter
Die zentralen Begriffe des Berichts umfassen Biogas, Biogasaufbereitung, DME-Synthese, Emissionshandelssystem, Nachhaltigkeit und Treibhausgasemissionen. Der Bericht befasst sich mit den technischen und wirtschaftlichen Aspekten der Biogasnutzung und der Umwandlung von Biogas zu DME als umweltfreundliche und effiziente Energiequelle.
- Arbeit zitieren
- Dr. techn. Johann Gruber-Schmidt (Autor:in), 2018, Biogas Conversion to Dibutyl ether and Dimethyl ether supporting ETS, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/435269
