biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

Zusammenfassend zeigt sich, dass zuverlässige Vorhersagen über die erreichbare Gasqualität
nur durch aufwändige Simulationen unter Berücksichtigung der Reaktionskinetik, der Stoffund
Wärmeübergänge, der Reaktorgeometrie und der Prozessführung erzielt werden können.
Schwerpunkt der zurzeit laufenden Forschungsarbeiten ist die Abbildung der bei der Pyrolyse
stattfindenden komplexen Reaktionen [27], [49].
Gasaufbereitung
Eine zentrale Herausforderung beim Betrieb der Vergasungsheizkraftwerke war in der Vergangenheit
die Entfernung der im Rohgas vorhandenen Teere. Daher findet sich in der Literatur eine
Vielzahl von Arbeiten, die sich mit der Teerproblematik beschäftigen.
Von Milne wurde die Zusammensetzung der im Rohgas vorhandenen Teere von über 100
Vergasungsreaktoren analysiert und beschrieben [52]. Im Tar-Protocol, einer europäischen
Richtlinie zur Bestimmung des Teergehaltes im Rohgas, wird definiert, dass Kohlenwasserstoffverbindungen
mit mehr als sechs Kohlenstoffatomen, die bei der thermochemischen Vergasung
von Biomasse entstehen, zu den Teeren zählen [54].
Einen umfassenden Überblick über die in realisierten Vergasungsheizkraftwerken eingesetzten
und die zurzeit angebotenen Aggregate zur Abscheidung von Teeren geben Bolhar-Nordenkampf
und Stevens [14], [67]. Es zeigt sich, dass bis 2005 nur Gaswäschen und Elektrofilter dauerhaft zur
Abscheidung von Teeren betrieben worden sind. Aggregate zum katalytischen oder thermischen
Cracken von im Rohgas vorhandenen Teeren wurden bis dahin nur kurzzeitig betrieben.
Die im Rohgas vorhandenen Teere können durch Abkühlung in einer wasserbetriebenen Wäsche
soweit abgeschieden werden, dass sie anschließend im Sättigungszustand vorliegen, wie von
Hofbauer, Sharan und Walker gezeigt wird [38], [61], [72]. Hofbauer beschreibt zusätzlich in
[39], dass im Gas vorhandene Teere in einer mit Lösungsmittel betriebenen Wäsche sogar bis
unter den Sättigungszustand abgesondert werden. Paasen zeigt, dass mit Elektrofiltern auch
bei unterschiedlichen Teerkonzentrationen im Rohgas hohe Teerabscheideraten erreicht werden
können [57].
Gasnutzung
Motoren zur Nutzung von heizwertarmen Gasen (Hu < 10 MJ/m 3 (i.N.)) werden bereits heute zur
Stromerzeugung aus Gruben-, Klär- und Deponiegas verwendet. Diese Schwachgasmotoren
eignen sich auch zur Stromerzeugung aus dem bei der thermochemischen Vergasung von fester
Biomasse erzeugten Gas. So werden von Wagner die in vier VHKW gewonnenen Erfahrungen
beim Betrieb der motorischen BHKW zusammengefasst [71]. Das in den Anlagen erzeugte
Reingas eignet sich hinsichtlich des Heizwertes, der Klopffestigkeit und der laminaren Flammengeschwindigkeit
zur Stromerzeugung in Gasmotoren. Als Schwierigkeiten traten die Abnahme
der Schmierölqualität und das Einhalten der zulässigen CO-Abgasemissionen auf.
Herdin zeigt, dass die Anforderungen an die Reingasqualität, die bei einer Stromerzeugung in
Gasturbinen, Gasmotoren und Brennstoffzellen eingehalten werden müssen, bei Brennstoffzellen
am höchsten und bei Gasmotoren am niedrigsten sind [36]. Der Wirkungsgradverlust, der
sich durch die magere Betriebsweise der Schwachgasmotoren zur Einhaltung der zulässigen
NO x-Emissionen ergibt, und das Wirkungsgradpotenzial, das zurzeit im Wesentlichen in der
5