DBFZ Report Nr. 18 - Deutsches Biomasseforschungszentrum

Die kleintechnische Vergasung – Stand der Technik
• Oxidation
2C + O2 → 2CO
2H2 + O2 → 2H2O (g)
2CO + O2 → 2CO2
∆H0 = - 221,1 kJ/mol
∆H0 = - 483,6 kJ/mol
∆H0 = - 566,0 kJ/mol
Formel 1
Formel 2
Formel 3
Weitere Reaktionsschritte wie Koksumsetzung, Reformierung und Wasser-Gas-Shift (WGS)-Reaktion
bestimmen die finale Brenngaszusammensetzung:
• Koksumsetzung
C + H2O (g) → CO + H2
C + CO2 → 2CO
C + 2H2 → CH4
• Reformierung
CH4 + H2O (g) → CO + 3H2
• Wasser-Gas-Shift-Reaktion
CO + H2O → CO2 + H2
∆H0 = 131,3 kJ/mol
∆H0 = 172,5 kJ/mol
∆H0 = - 74,9 kJ/mol
∆H0 = 206,1 kJ/mol
∆H0 = - 41,2 kJ/mol
Formel 4
Formel 5
Formel 6
Formel 7
Formel 8
Die folgende Tabelle 3.2 zeigt den typischen Heizwert des Produktgases in Abhängigkeit des
eingesetzten Vergasungsmittels.
Tabelle 3.2 Heizwert des Produktgases in Abhängigkeit vom Vergasungsmittel (Basu 2010, S. 119).
Einheit
Vergasungsmittel
Luft Wasserdampf Sauerstoff
Heizwert MJ/m³ (i.N.) 4 - 7 10 - 18 12 - 28
3.3 Vergasungsreaktoren
Die Unterteilung der Reaktortypen für Biomassevergasung beruht u. a. auf das Partikelgrößen-
Verweilzeit-Verhalten. In der Reihe Festbettreaktor – Wirbelschichtreaktor – Flugstromreaktor sind eine
Abnahme der Feststoffverweilzeiten und damit die notwendige Verkleinerung der Partikelgröße zu
verzeichnen.
3.3.1 Festbettvergaser
In Festbettvergasern werden die Brennstoffe (< 51 mm Basu 2010, S. 168) in der Regel von oben
zugeführt, wohingegen das Vergasungsmittel entweder durch den Gitterrost von unten nach oben
durchströmt und das Produktgas von oben abgezogen wird (Gegenstrom) oder das Vergasungsmittel
durch eine Verengerung in der Mitte des Reaktors zugegeben wird und das Produktgas im unteren
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