Analyse und Bewertung ausgewählter zukünftiger ...

Gasreinigung
KRAFTSTOFFOPTIONEN AUS FESTER BIOMASSE
Im Hinblick auf die nachfolgenden Prozesse (z. B. Standzeiten der Katalysatoren) müssen die
im Rohgas enthaltenen Schadkomponenten entfernt werden. Dabei werden sehr hohe Anforderungen
an die Gasreinheit gestellt. Diese implizieren große technische Herausforderungen
hinsichtlich der Gasreinigungstechnologien; während z. B. für die Kraftstoffsynthese Teergehalte
von bis zu 1 mg/m³N nicht überschritten werden dürfen, können selbige für eine gasmotorische
Nutzung bei etwa 50 mg/m³N liegen [20], [152]. Je nach Vergasungsverfahren
müssen die in Tabelle 2-7 dargestellten Schadstoffe teils nahezu vollständig aus dem Rohgas
entfernt werden.
Tabelle 2-7: Schadkomponenten im Rohgas, deren Schadwirkung, Schadgehalte und Anforderungen an
die Synthese [9], [18], [156], [206], [216], [286], [287]
Schadkomponente Schadwirkung
Typische
Schadgehalte
im Rohgas a,b
in mg/m³N
MindestanforderungenKS-Synthesen
a,c
in mg/m³N
Partikel (Staub, Asche, Bettmaterial) Abrasion, Verschmutzung < 10 5 < 0,02 – 0,5
Teere (kondensierbare KW) Ablagerungen, Verstopfung < 5 � 10 4 < 0,015 – 1 d
Stickstoffverbindungen (NH3, HCN) NOx-Emissionen < 1 600 < 0,1 – 0,8
Alkalien (Na-, K-Verbindungen) Heißgaskorrosion < 1,7 < 0,003 – 1
Schwefelverbindungen (H2S, COS, CS2) SOx-Emissionen,
Ablagerungen
< 170 < 0,1 – 1,5
Halogene (HCl, HCF) Säureangriff < 480 < 0,016 – 0,1
a Angaben sind als Anhaltswerte zu interpretieren und können in der Praxis stark variieren; b für Wirbelschicht- und Flugstromvergasung;
c hier aufgezeigt für unterschiedliche Kraftstoffsynthesen (z. B. FT, Methanol, SNG); d unterhalb des Kondensationspunktes
[18]
Die Gasreinigung erfolgt im Regelfall mehrstufig und hängt stark von den Eigenschaften der
jeweiligen Schadstoffkomponenten ab. Gasreinigungsverfahren können anhand der folgenden
Parameter charakterisiert werden.
Temperaturniveau. Mit Rücksichtnahme auf das Prozesswärmemanagement können sog. kalte
und heiße Gasreinigungsverfahren unterschieden werden [110], [286]. Während kalte Verfahren
(bis ca. 200 °C [156]) kommerziell verfügbare Standardtechnologien sind, ist die Implementierung
heißer Verfahren weitaus anspruchsvoller. Diese Verfahren sind aber bezogen
auf die Gesamtenergiebilanz vorteilhaft, da ein erneutes Aufheizen des gereinigten Gases für
Folgeprozesse (z. B. Konditionierung) entfällt.
Nasse oder trockene Verfahren. Zu den Nassreinigungsverfahren zählen Wäschen und Nasselektroabscheider.
Filternde Abscheider (z. B. Filter mit Filtermedien, Gewebefilter, Schüttschichtfilter)
und Fliehkraftabscheider (Zyklone) sind den trockenen Verfahren zuzuordnen
[286].
Ab- oder adsorptive Verfahren. Während absorptive Verfahren auf der Auswaschung der
Schadkomponenten in Reinigungsmedien (z. B. Wasser, organische oder ölhaltige Lösungsmittel)
basieren, werden selbige bei adsorptiven Verfahren an das Reinigungsmedium (z. B.
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