Anlagensicherheit und Genehmigung von - NachhaltigWirtschaften.at

Leitfaden – Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen Technologien
Luft
Produktgas
Brennstoff
Asche
Trocknung
Pyrolyse
Oxidation
Reduktion
Abbildung 3-3: Prinzipdarstellung Gleichstromvergaser [2]
Bei Zuführung des Vergasungsmittels über radial angeordnete Düsen stellt sich das
Problem, eine genügende Eindringtiefe des Vergasungsmittelstroms in das
Brennstoffbett sicherzustellen. Sollte keine gleichmäßige Ausbildung der Oxidationszone
über den gesamten Querschnitt erfolgen, besteht Gefahr, dass Pyrolysedämpfe
mit dem Produktgas ausgetragen werden. Die zusätzliche Zufuhr von Vergasungsmittel
über ein zentrales Rohr kann helfen, eine gleichmäßige Verteilung der heißen
Bereiche über den gesamten Reaktorquerschnitt zu erzielen. Diese Problematik, ab
einer bestimmten Reaktorgröße gleichmäßige Reaktionsbedingungen sicherzustellen,
ist verantwortlich für die begrenzten Möglichkeiten des Upscaling von Gleichstromvergasern.
In [4] wird diesbezüglich eine Brennstoffwärmeleistung von 1 MWth
als Richtwert für die Obergrenze sinnvollen Upscalings einzelner Vergasungsreaktoren
angegeben. Eigene Untersuchungen [8] haben gezeigt, dass im Fall des
Upscalings eines Schachtreaktors mit absteigender Vergasung um den Faktor 2 die
Qualität der Luftversorgung um ca. 50% sinken kann, was zu einer entsprechenden
Verschlechterung der Produktgasqualität führt.
Abbildung 3-4: Ausbildung der Oxidationszonen vor den Lufteinlassöffnungen eines
Gleichstromvergasers [2]
Das Konstruktions- und Verfahrensprinzip von Gleichstromreaktoren macht diese
empfindlich gegenüber der Qualität des eingesetzten Brennstoffs. Vor allem dem
Wassergehalt des Brennstoffs ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Der
gesamte in der Trocknungszone freigesetzte Wasserdampf muss durch die
Brennstoffschüttung abtransportiert werden; d.h. neben der aufzubringenden
28 Institut für Wärmetechnik – TU Graz