Anlagensicherheit und Genehmigung von - NachhaltigWirtschaften.at

Leitfaden – Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen Technologien
verbundenen Vergasungsreaktionen – Wasserdampf als Reaktionspartner
verbraucht (der Wasserumsatz liegt in einer Größenordnung von 0,05 bis 0,1 kg
Wasser pro kg trockenem Brennstoff). Der überschüssig eingetragene Wasserdampf
(aus dem Brennstoff bzw. dem Vergasungsmittel) wird naturgemäß mit dem
Produktgas ausgetragen und stellt je nach Partialdruck und Temperatur in den
nachfolgenden Prozessstufen der Gaskühlung und –reinigung die Basis für
Kondensatanfall dar. Je nach Konzept der Gaskühlung, -reinigung und Gemischkonditionierung
und deren Druck- und Temperaturführung, muss in diesen Prozessstufen
mit Kondensatanfall gerechnet werden. Die der Gaskühlung und –reinigung
anfallenden Kondensate fallen üblicherweise gemeinsam mit anderen z.B.
teerartigen Rückständen an und erhöhen damit die Abwasserentsorgungs- oder -
aufbereitungsfracht. Der Gasmotorbetrieb erfordert die Bereitstellung eines
kondensatfreien Treibgasgemisches um Beeinträchtigungen der Gemischregelstrecke,
der innermotorischen Verbrennung sowie der Abgasnachbehandlung hintanzuhalten.
Hinsichtlich des möglichen Kondensatanfalles können in der Gesamtanlage
folgende Prozessstufen relevant sein:
• Gaskühlung (je nach Wärmeaustauschmedien und deren Druck und Temperatur)
• Gasreinigung (Temperaturen, Drücke),
• Exponierte Rohrleitungen
• Gas-Fördereinheiten,
• Gasmotor
o Gasmischer des Motors, indem das Produktgas mit der entsprechenden
Menge mit Verbrennungsluft gemischt wird,
o Im Turbolader wird das Gas-Luftgemisch verdichtet und erwärmt sich
dabei
o Im Gemischkühler indem das verdichtete Treibgasgemisch abgekühlt
wird, um den Füllungsgrad des Motors zu erhöhen (Achtung Partialdruckproblematik
– Kondensatanfall!),
o Abgaswärmetauscher (hinsichtlich des bei der Umsetzung gebildeten
Wasserdampfs im Abgasstrom, Teillastproblematik)
• Grundsätzlich alle Prozessstufen bei instationären An- und Abfahrvorgängen
der Anlage
Sowohl bei der Gemischbildung im Gasmischer als auch bei der Abkühlung nach
dem Turbolader muss auch der Taupunkt des Gemisches beachtet werden. Die
Abkühlung darf, um Kondensation des Gemisches auszuschließen, nicht unter den
Taupunkt erfolgen. Abbildung 3-17 zeigt mögliche Kondensatanfallstellen in einer
Biomassevergasungsanlagen (je nach eingestelltem Temperatur- und Druckregime
und Anlagenkonfiguration).
46 Institut für Wärmetechnik – TU Graz