DBFZ Report Nr. 18 - Deutsches Biomasseforschungszentrum
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Die kleintechnische Vergasung – Stand der Technik<br />
Reaktorbereich austritt (Gleichstrom). Prinzipiell bilden sich entlang der Reaktorhöhe Verteilungen von<br />
Konzentration und Temperatur heraus. Mangels genauer Kenntnis dieser Verteilungen geht man von<br />
vier Reaktionszonen (Trocknung, Pyrolyse, Reduktion und Oxidation) siehe Abbildung 3.2 aus.<br />
Trocknung<br />
Trocknung<br />
Pyrolyse<br />
Pyrolyse<br />
Reduktion<br />
Oxidation<br />
Rost<br />
Oxidation<br />
Reduktion<br />
Rost<br />
Brennstoff Produktgas Luft Asche<br />
Abbildung 3.2 Gegenstromvergaser (links) und Gleichstromvergaser (rechts) (veränderte Darstellung nach Basu 2010,<br />
S. 171 und 173).<br />
Beim Gegenstromvergaser trifft das Produktgas vor seinem Austritt auf den frisch zugefügten<br />
Brennstoff, wodurch der Wärmeübergang zwischen Produktgas und Brennstoffpartikeln sowie die<br />
Pyrolysereaktion stattfinden. Diese führt einerseits dazu, dass das Produktgas eine relativ niedrige<br />
Temperatur besitzt und demzufolge der thermische Wirkungsgrad des Prozesses steigt. Anderseits<br />
enthält das Produktgas eine erhebliche Menge an Teeren, welche eine große technische<br />
Herausforderung an die Gasreinigung stellen. Dennoch gibt es einige Anwendungen dieser Vergaserart<br />
in hohen Leistungsbereichen (siehe Abbildung 3.5), was auf die einfachen apparativen Ausführungen<br />
sowie die guten Möglichkeiten des Upscalings zurückzuführen ist. Als Beispiel ist der Harboøre-Vergaser<br />
(Dänemark) zu nennen, welcher von Babcock & Wilcox Vølund A/S im Jahr 1993 errichtet wurde und<br />
eine Feuerungswärmeleistung von 3,5 MW besitzt (Babcock & Wilcox Vølund 2013).<br />
In Gleichstromvergasern muss das Produktgas nach der Pyrolysezone durch eine heiße Oxidationszone<br />
strömen, wobei die Teere thermisch zerstört werden (Cracking) und dadurch ein deutlich teerärmeres<br />
Produktgas erzeugt wird. Eine Herausforderung dieser Vergaserbauart stellt die gleichmäßige Verteilung<br />
der Vergasungsmittel dar, welche durch die ungleichmäßige Form und Feuchtigkeit der Brennstoffe<br />
beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund ist die Anwendung des Gleichstromvergasers ausschließlich auf<br />
den kleinen Leistungsbereich beschränkt (siehe Abbildung 3.5) wobei der eingesetzte Brennstoff<br />
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