Optimierung und Bewertung von Anlagen zur Erzeugung von ...

Anhang 1 – Modellierung 145
Die temperaturabhängigen Gleichgewichtskonstanten können mit Hilfe des
Stoffdatenmodells idealer Gase bestimmt werden (Gleichung (A-71)).
K(
T)
� e
n
ig ig
��
�h�Ts0i� �
i 0i
i�1
R T
(A-71)
Zur Anpassung der aus dem Vergaser austretenden Gasströme an in der Literatur
veröffentlichte bzw. an realen Vergasungsanlagen gemessenen Gasströme (z. B. an der
Vergasungsanlage am Standort Güssing [Hofbauer 2002]) werden zur Berechnung der
beiden Gleichgewichtskonstanten so genannte Temperaturkorrekturen eingeführt. Die
Temperaturkorrekturen sind vom Anwender des Simulationsprogramms fest vorgegebene
Werte (siehe Tabelle A.16), um die die Vergasungstemperatur für jede Reaktion
individuell modifiziert wird. Das Ziel dieser Temperaturkorrekturen ist es, die
Gleichgewichtszusammensetzung der aus dem Vergaser austretenden Gase gezielt zu
beeinflussen (vgl. u. a. [Ogriseck 2006], [Korobov 2003]).
Die aus dem Vergaser austretenden Stoffmengenströme weiterer Gaskomponenten, die
nicht entsprechend der dargestellten Gleichgewichtsberechnungen bestimmt werden
können (z. B. C7H8, C10H8, H2S, NH3), werden dem Simulationsprogramm als konstante
Werte vorgegeben (siehe Tabelle A.16) und entsprechend in der Elementenbilanz
berücksichtigt.
Aufgrund des endothermen Charakters der Vergasung muss dem Reaktor Wärme zugeführt
werden. Die Berechnung der Wärmemenge ergibt sich unter Zuhilfenahme der
Energiebilanz um den Reaktor (Gleichung (A-72)).
H�
� � � � � � � �
BS,
ein � HWD,
ein � H IG,
ein � H BM,
ein � HG,
aus � H K,
aus � H BM,
aus QV
(A-72)
Das Gleichungssystem – bestehend aus den fünf unbekannten Stoffmengenströmen als
Variablen und den Elementbilanzen sowie Massenwirkungsgesetzen als Gleichungen –
wird iterativ gelöst. Dabei kommt der Einstellung geeigneter Startwerte bei der Existenz
unterschiedlicher Lösungsvektoren besondere Bedeutung zu.