DBFZ Report Nr. 18 - Deutsches Biomasseforschungszentrum

Die kleintechnische Vergasung – Stand der Technik
Abscheidern und Filtern durchgeführt werden (Klemm 2012, S. 1445 ff.). Die Entfernung bzw. Umwandlung
von Teer ist besonders vielschichtig und kann durch verschiedene chemische Reaktionen realisiert
werden:
• Partielle Oxidation (unterstöchiometrische Sauerstoffzugabe),
• Reformierung (mit Hilfe von Wasserdampf oder CO2 zu H2 und CO konvertieren),
• Hydrierung (Sättigung der Moleküle, Spaltung und Entfernung der funktionellen Gruppen),
• Cracken (katalytische oder thermische Molekülspaltung).
Durch die o. g. Reaktionen wird der Teer in kleinere Spezies, idealerweise in CO, CO2, H2 und CH4,
umgewandelt, so dass der Energiegehalt des Teeres im Produktgas erhalten bleibt. Im Entwicklungsstadium
ist ein weiteres chemisches Verfahren, die Verwendung eines katalytisch aktiven Bettmaterials
in den Wirbelschichtreaktoren der Vergasung (Dolomit, Olivin, Kohle, etc.). Dennoch sind weitere
nachgeschaltete katalytische Betten oder Filter zur Teerentfernung notwendig. Beim rein thermischen
Cracken werden Temperaturen von bis zu 1150 °C benötigt. Dies übersteigt die Temperaturen der
Biomassevergasung und stellt somit einen energetischen Nachteil im Vergleich zu den anderen
Teerabscheidungsverfahren dar (Boerrigter et al. 2006).
Darüber hinaus gibt es neben den chemischen auch physikalische Verfahren zur Teerentfernung. Dabei
können Teere im gasförmigen Zustand an Ad- oder Absorptionsmittelgebunden und so vom Gas
abgetrennt werden oder durch mechanische Abscheider, bei denen Teer z. B. mittels Auswaschen mit
einem geeigneten Lösungsmittelabgetrennt werden. Diese sind meist mit einer Gaskühlung verbunden.
Organische Lösemittel, wie z. B. RME, können anschließend teilweise aufbereitet und zurückgeführt
oder unter bestimmten genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen thermisch verwertet werden. Durch
das Abkühlen des Prozessgases geht mit diesem Verfahren jedoch ein Wirkungsgradverlust einher.
Zudem ist der Einsatz von Lösemitteln ein weiterer Kostenfaktor und kann aufgrund des zusätzlichen
Hilfsenergiebedarfs und der thermischen Verwertung der Restlösungsmittel die Gesamtbilanz des
Systems verschlechtern. Derzeit kommerziell angeboten werden der RME-Wäscher von CTU (z. B. in
Güssing im Einsatz) sowie das OLGA-Reinigungsverfahren der Firma Dahlmann. Ein weiteres,
verbreitetes physikalisches Teerabtrennungsverfahren ist die Quenche, bei welcher in der Regel mit
Hilfe von Wasser die Teere aus dem Gasstrom abgetrennt werden. Diese Technologien und Verfahren
sind im Bereich der kleintechnischen Biomassevergasung nicht wirtschaftlich einsetzbar. Neben
Wäschern und Quenchen kommen auch mechanische Filter sowie Elektrofilter zur Abscheidung von
Teeren zum Einsatz (Klemm 2012, S. 1445 ff.).
3.4.2 Partikelentfernung
Partikel führen durch Agglomeration in den nachgeschalteten Komponenten zu erhöhtem Druckverlust.
Sie können durch mechanische und elektrostatische Abscheider, Filter und Wäscher vom Gas
abgetrennt werden (Klemm 2012, S. 1445 ff.). Die meist verbreitete Heißgasreinigungsmethode ist ein
zweistufiges Verfahren bestehend aus einem Zyklon und einem nachgeschaltetem Filterabscheider. Der
Filter besteht meist aus keramischen oder metallischen Werkstoffen, wie beispielsweise metallische
Filterkerzen. Eine Beschichtung der Filteraußenseite zur katalytischen Aktivierung für eine kombinierte
Partikel und Teerabtrennung befindet sich derzeit in der Entwicklung und Erprobung
(Quicker et al. 2004, S. 39 ff.).
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