Anlagensicherheit und Genehmigung von - NachhaltigWirtschaften.at

Leitfaden – Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen Technologien
3.3.3 Vergasung im Flugstrom
Bei der Vergasung im Flugstrom wird feinkörniger gemahlener Feststoff, die
Korngröße ist im Allgemeinen kleiner als 0,1 mm (10μm), mit dem Vergasungsmittel
durch den Reaktor getragen und dabei vergast. Als Vergasungsmittel kommen je
nach Vergasungsverfahren, auto- oder allotherm, Luft oder Sauerstoff in Frage. Die
Verweilzeit beträgt nur einige Sekunden, so dass die Vergasung schnell bei
Temperaturen zwischen 1200 und 1500°C erfolgen muss. Durch diese hohen
Temperaturen wird eine vollständige Umsetzung der aus der Pyrolyse des
Brennstoffs hervorgehenden Kohlenwasserstoffverbindungen sichergestellt. Die
Reaktivität des Brennstoffes bezüglich der heterogenen Gas-Feststoffreaktionen ist
von untergeordneter Bedeutung, da die Grenzfilmdiffusion die Geschwindigkeit des
Gesamtvorganges bestimmt. Pyrolyse und Vergasung laufen gleichzeitig ab. Die
Asche schmilzt auf und fällt nach entsprechender Kühlung als Schlacke an.
3.4 Gasreinigung – ein Überblick
Aus der Erfordernis der Erreichung gewisser Reingasqualitätsparameter des
erzeugten Produktgases für die nachfolgende Nutzung kommen in Biomassevergasungsanlagen
Anlagenteile zur Prozessgasreinigung zur Anwendung. Die derzeit
eingesetzten Gasreinigungssysteme basieren auf der Anwendung von adaptierten
Gasreinigungsverfahren aus der Prozessgasentstaubung und Prozessgaswäsche,
die im Zusammenwirken die Erfordernisse von Biomassevergasungsanlagen (Staub-
und Teerbeladung) erfüllen. Die Systeme werden entsprechend folgender Gesichtpunkte
unterschieden:
• abzureinigender Schadanteil im Prozessgas (Staub, Teer, Schwermetalle,
Alkali- oder Erdalkalimetalle, Permanentschadgas etc.)
• Betriebsmedien (trocken, nass, halbtrocken etc.)
• Abscheidemechanismen
• Betriebstemperaturen, -drücke
• Abscheideffizienz
Für Biomassevergasungsanlagen sind Systeme in der Anwendung welche entweder
eine getrennte oder eine 1-stufige Teer- und Partikelabscheidung vorsehen.
Hinsichtlich der Betriebstemperaturen wird bei der getrennten (2-stufigen) Partikel-
und Teerabscheidung die Abreinigung in getrennten Apparaten durchgeführt –
diesbezüglich werden die trockene Entstaubung und die nasse Gaswäsche
durchgeführt. Bei der Durchführung der getrennten Gasentstaubung und Teerwäsche
ist auf die Einhaltung gewisser Temperaturregime zur Verhinderung der Teerkondensation
zu achten – Je nach Vergasertyp und Betriebszustand sind unterschiedliche
Kondensationstemperaturen zu erwarten (zwischen 150 und 250°C).
Die einstufige Gasreinigung erfolgt mittels Lösungsmittel- bzw. Wasserquench zur
gemeinsamen Gaskühlung und Gasreinigung (Entstaubung und Teerwäsche). Die
Entstaubung durch Gaswäscheverfahren ist jedoch an gewisse Abscheideeffizienzen
gebunden (siehe Abbildung 3-8), die eine dauerhafte Funktion und Erreichung von
Motoreintrittsgrenzwerten schwierig zu realisieren ist. Darüber hinaus ergeben sich
erhöhte Anforderungen an die Waschmedienaufbereitung. Der Einteilung in Tabelle
33 Institut für Wärmetechnik – TU Graz