biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

Hackern oder Schreddern.
4.2. VERGASUNGSREAKTOR
Findet die vollständige Trocknung der Biomasse im Vergasungsreaktor statt, muss die dafür
notwendige Wärme durch partielle Oxidation der Biomasse bereitgestellt werden. Gelingt es,
eine Vortrocknung der Biomasse in der Biomasseaufbereitung mit Abwärme aus dem VHKW zu
realisieren, kann teilweise auf die Oxidation von Biomasse zur Bereitstellung von Trocknungswärme
verzichtet werden.
Bei der Trocknung wird das in der porösen Struktur der Biomasse vorhandene freie und das in
der organischen Masse gebundene Wasser verdampft. Chemische Veränderungen des Biomassepartikels
finden während der Trocknung bei Temperaturen unter 470 K nicht statt. Es wird
lediglich die Struktur durch makro- und mikroskopische Risse verändert. Zur Trocknung wird die
Biomasse in Aggregaten mit und ohne Gutförderung belüftet oder von vorgewärmter Luft oder
Rauchgas durchströmt.
4.2 Vergasungsreaktor
Im Folgenden werden die bei der Vergasung fester Biomasse ablaufenden chemischen Reaktionen
und die unterschiedlichen Bauarten der Vergasungsreaktoren beschrieben. Da die im Rohgas
vorhandenen Teere in der Vergangenheit in einer Vielzahl von Anlagen den stabilen, dauerhaften
Betrieb verhinderten, wird auf die Teerbildungsmechanismen gesondert eingegangen.
Anschließend werden zur besseren Übersicht die wesentlichen Kennzahlen der unterschiedlichen
Vergasungsreaktorbauarten zusammenfassend dargestellt.
4.2.1 Chemische Vorgänge
Im Vergasungsreaktor findet die thermochemische Umwandlung der festen Biomasse in ein gasförmiges
Medium statt. Die Vergasung erfolgt bei unterstöchiometrischer Sauerstoffzufuhr (0 ≤
λ ≤ 1). Die dabei ablaufenden chemischen Vorgänge lassen sich in die drei Bereiche
• Pyrolyse,
• partielle Oxidation und
• Reduktion
unterteilen.
Pyrolyse
Bei der Pyrolyse werden die makromolekularen Bestandteile der Biomassepartikel unter
Luftabschluss bei Temperaturen von 470 K bis 850 K thermisch zerlegt. Dabei entstehen Gase
(z. B. H2O, CO2, CH4, H2), Dämpfe an organischen Kohlenwasserstoffverbindungen (z. B. Teere
und Aromaten) und Pyrolysekoks. Der Ablauf der Pyrolysereaktionen ist in hohem Maße von
der Temperatur, der Aufheizgeschwindigkeit und der Biomassezusammensetzung abhängig.
Oberhalb von ca. 550 K kommt es zur Bildung von Teeren. Unter Teeren werden gemäß dem
„Tar-Protocol“, einer europäischen Richtlinie zur Bestimmung von Teerkonzentrationen in einem
Gas, alle Kohlenwasserstoffverbindungen mit mehr als sechs Kohlenstoffatomen verstanden [54].
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