Thermochemische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse unter ...

5 Untersuchte Vergasungsverfahren
schaftlichen Gründen wurde das Projekt, obwohl es bereits bis zur Genehmigung
vorbereitet war, gestoppt [69].
5.3 Heatpipe‐Reformer
Der BioHPR (Biomass Heatpipe Reformer) ist ein weiteres allothermes Wirbelschichtverfahren.
Es wurde von 1999 bis 2007 an der TU München entwickelt und
patentiert. Im Rahmen dieser Entwicklung wurden am Lehrstuhl für Thermische
Kraftanlagen, heute Lehrstuhl für Energiesysteme, insgesamt drei Versuchsanlagen
in Betrieb genommen. Aktuell wird die Technologie von den beiden Lizenznehmern
Agnion Technologies GmbH und h s energieanlagen GmbH weiterentwickelt
und vertrieben [70, 71]. Das Grundkonzept ist, ähnlich wie beim FICFB‐Verfahren,
eine allotherme Wasserdampfvergasung zur Erzeugung eines wasserstoffreichen,
stickstoffarmen Rohgases unter Druck. Die zur Vergasung notwendige Energie wird
beim BioHPR über Wärmeleitrohre, sogenannte Heatpipes, von der Verbrennungswirbelschicht
zur Vergasungswirbelschicht transportiert. Ein Schema des
BioHPR ist in Abbildung 7 dargestellt.
Die Biomasse wird durch eine Druckschleuse über einen Fallschacht der oben liegenden
stationären Vergasungswirbelschicht zugeführt. Hier wird sie mit Wasserdampf
als Fluidisierungs‐ und Vergasungsmittel bei Temperaturen um 800 °C
pyrolysiert und teilweise in Gas umgesetzt. Das Rohgas wird im oberen Teil der
Vergasungswirbelschicht abgeführt. Der nicht umgesetzte Pyrolysekoks wird über
ein Siphonsystem aus der Vergasungswirbelschicht abgeführt und der darunter
liegenden Verbrennungswirbelschicht zugeführt. In der stationären Verbrennungswirbelschicht
wird der Koks mit Luft fluidisiert und bei Temperaturen von
etwa 900 °C verbrannt. Zusätzlich werden geringe Mengen an Biomasse direkt in
die Verbrennungswirbelschicht gefördert, um Temperaturschwankungen zu vermindern
[72]. Der Transport der Wärme von der Verbrennungs‐ in die Vergasungswirbelschicht
erfolgt durch die mit reinem Natrium gefüllten Heatpipes. In
der Verbrennungszone wird das flüssige Natrium unter Wärmeaufnahme verdampft.
Der Natriumdampf steigt nach oben und kondensiert in der Vergasungszone
unter Wärmeabgabe. Das flüssige Natrium fließt dann wieder zurück in die Verbrennungszone,
sodass sich in den Heatpipes ein Kreislauf einstellt. Der Vorteil der
Heatpipes liegt darin, dass sie die Wärmeübertragung zwischen Verbrennungsund
Vergasungswirbelschicht ohne gleichzeitigen Stoffaustausch ermöglichen.
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