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KAPITEL 4. BESCHREIBUNG EINES VHKW Bei der Verbrennung von CO-haltigen Gasen entstehen aufgrund des Magerbetriebs und des damit unvollständigen Ausbrands hohe CO-Emissionen. Zur Einhaltung der in der TA-Luft vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte bedarf es daher einer katalytischen oder thermischen Abgasnachbehandlung. Der Investitionsaufwand für eine katalytische CO-Reduktion im Motorabgas mit Oxidationskatalysatoren ist geringer als der für eine thermische Abgasnachbehandlung. Allerdings kann die Reaktivität von Oxidationskatalysatoren durch Katalysatorengifte wie Schwefel- oder Schwermetallverbindungen massiv reduziert werden. Daher sollte die Summe der Schwermetallverbindungen im Motorabgas 0,5 mg/m 3 (i.N.) nicht überschreiten [71]. Da Schwefelwasserstoff im Reingas zusätzlich eine Reduktion des pH-Wertes des Motorenöls bewirkt und damit zu chemischer Korrosion im Motor führen kann [51], wird der Gehalt an Schwefelverbindungen im Reingas limitiert (Tabelle 4.2). 4.4 Gasaufbereitung In der Gasaufbereitung wird das Rohgas hinsichtlich der Anforderungen des BHKW konditioniert. Da von den Motorherstellern eine Reingastemperatur von 280 K bis 320 K gefordert wird, muss das Rohgas gekühlt werden. Bei einer Gaskühlung in einem Wärmetauscher kann die fühlbare Wärme des Rohgases genutzt werden. Allerdings kann es auf der Rohgasseite des Wärmetauschers zu Ablagerungen und Korrosion kommen, da die Aggregate zur Abscheidung der Verunreinigungen dem Wärmetauscher nachgeschaltet werden. Im Gegensatz zu solchen Rohgaskühlern sind Quenchen unempfindlich gegenüber Verunreinigungen. Allerdings wird beim Betrieb von Quenchen die fühlbare Wärme des Rohgases auf einem niedrigen Temperaturniveau aus dem Rohgas ausgekoppelt und muss daher an die Umgebung abgeführt werden. Zur Partikelentfernung können sowohl Zyklone, Gewebe- und Elektrofilter als auch Wäscher eingesetzt werden. Bei hohen Partikelbeladungen mit größeren Partikeln können Zyklone bei Temperaturen bis zu 1200 K eingesetzt werden. Mit Gewebefiltern können sehr feine Partikel mit einer Größe oberhalb 0,5µm aus dem Gas entfernt werden. Allerdings ist der Einsatz dieser Filter auf Temperaturen unterhalb von 520 K begrenzt. Zusätzlich zu Partikeln wird in einem nassen Elektrofilter auch Kondensat abgeschieden. Zur Partikelabscheidung in einem Wäscher muss die Gastemperatur unterhalb der Verdampfungstemperatur des Waschmediums liegen. Im Rohgas vorhandene Teere müssen vor einer motorischen Nutzung entweder in flüchtige Gaskomponenten aufgespalten oder aus dem Rohgas entfernt werden. Durch eine Erhitzung des teerhaltigen Rohgases auf über 1350 K zerfallen die Teere bei ausreichender Verweilzeit zu kurzen Kohlenwasserstoffen, die auch bei Umgebungszustand flüchtig sind [42]. Das Aufheizen des Rohgases ist jedoch mit einem zusätzlichen unerwünschten Energieaufwand verbunden. Soll das Rohgas nach dem Vergasungsreaktor nicht auf 1350 K erhitzt werden, können diese Zerfallsreaktionen durch den Einsatz von Katalysatoren auch bei Temperaturen von 1070 K bis 1170 K stattfinden. Allerdings steht der Nachweis der Funktionalität dieser Katalysatoren über viele 1000 Stunden noch aus. Zur Abscheidung der Teere aus dem Rohgas können Wäscher oder nasse Elektrofilter eingesetzt werden. Im Gegensatz zu wasserbetriebenen Wäschern werden mit ölbetriebenen Wäschern sehr hohe Abscheidegrade erreicht, da sich zusätzlich zu den physikalischen Wascheffekten die Teere im Öl lösen. Für eine Teerabscheidung in einem nassen Elektrofilter müssen die 20
4.4. GASAUFBEREITUNG Teere in kondensierter Form vorliegen. Folglich bedarf es einer vorherigen Kühlung des Rohgases. Aus 25 % bis 80 % des in der Biomasse gebundenen Stickstoffes entsteht im Vergasungsreaktor Ammoniak (NH3)[4]. Ammoniak kann in einer mit Wasser betriebenen Wäsche abgeschieden werden. Der im Rohgas vorhandene Schwefelwasserstoff (H2S) kann in einer basischen Wäsche aus dem Gas entfernt werden. Bei der Vergasung von unbelastetem, naturbelassenem Holz kann aufgrund der geringen Mengen an Schwefelverbindungen in der Biomasse und im Rohgas auf eine H2S-Abscheidung verzichtet werden. 21
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Anhang C Investitionsaufwand der op
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ANHANG C. INVESTITIONSAUFWAND DER O
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