Thermochemische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse unter ...

8 Auswertung der Prozesssimulation
8.2.4 Carbo‐V‐Vergasungsverfahren
In Tabelle 24 sind die wichtigsten aus den erstellten Simulationsmodellen entnommenen
zu‐ und abfließenden Energieströme der verschiedenen Varianten des
Carbo‐V‐Vergasungsverfahrens aufgeführt. Wie bereits in Kapitel 7.3.4 detaillierter
ausgeführt, wurden zum Carbo‐V‐Verfahren verschiedene Modellvarianten erstellt,
die sich im Umsatz des eingeblasenen Kokses in der chemischen Quenche des HTV
unterscheiden. Der Koksumsatz liegt je nach Modellvariante bei 95, 75 oder 50 %.
Zusätzlich wurde als schlechtestes Szenario eine Modellvariante erstellt, bei der
der Koks direkt in die Brennkammer (erste Stufe) des HTV geführt wird. Diese Variante
entspricht prinzipiell einer normalen Flugstromvergasung ohne chemische
Quenche.
Tabelle 24:
Energieströme des Carbo‐V‐Vergasungsverfahrens
∙ , ∙ , ∙ , P el
MW MW MW MW el
95 % Koksumsatz 8,6 6,9 4,5 ‐0,03
75 % Koksumsatz 8,6 6,8 4,3 0,00
50 % Koksumsatz 8,6 6,6 4,2 0,04
Ohne chemische Quenche 8,6 6,3 4,0 0,11
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Koksumsatz einen entscheidenden Einfluss
auf die Effizienz des Carbo‐V‐Vergasungsprozesses hat. Mit sinkendem Koksumsatz
in der chemischen Quenche steigt die Temperatur des Rohgases nach dem
HTV. Dieser hohe Anteil an sensibler Wärme im Rohgas kann nicht sinnvoll genutzt
werden und wird in der Quenchkühlung hauptsächlich in latente Wärme des eingespritzten
Wassers umgesetzt. Weiterhin ist mit sinkendem Koksumsatz in der
chemischen Quenche in der Brennkammer eine größere Menge an Sauerstoff und
damit ein höherer elektrischer Eigenbedarf zur Luftzerlegung erforderlich, um die
Vergasungstemperatur konstant zu halten. So sinkt der chemische Energiestrom
des Rohgases von 6,9 MW für nahezu kompletten Koksumsatz auf 6,3 MW für die
direkte Einbringung des Kokses in die Brennkammer ohne chemische Quenche.
Der Energiestrom des Produktwasserstoffs verhält sich sehr ähnlich. Bei nahezu
komplettem Koksumsatz kann eine geringe Menge elektrischer Energie aus dem
Gesamtprozess abgeführt werden.
Abbildung 32 zeigt das Energieflussbild des Carbo‐V‐Verfahrens mit 50 % Koksumsatz.
Es gelten die gleichen Randbedingungen wie bei den bisher aufgeführten
Sankey‐Diagrammen.
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