Analyse und Bewertung ausgewählter zukünftiger ...

KRAFTSTOFFOPTIONEN AUS FESTER BIOMASSE
(vorzugsweise auf der Basis von Nickel [108], [266]) arbeiten typischerweise bei Temperaturen
von etwa 200 bis 450 °C und Drücken zwischen 1 und 10 bar, was im Regelfall einer
vorherigen Kompression des Synthesegases bedarf [122], [300]. Durch ihre Anfälligkeit für
Deaktivierung durch Schwefelverbindungen (z. B. H2S, COS), Halogene und Rußablagerungen
stellen sie hohe Anforderungen an die Gasqualität (u. a. [108], [193]) und damit an die
vorangestellte Gasreinigung (Kapitel 2.3.2). Das für die Reaktionsführung der Methanisierung
erforderliche H2/CO-Verhältnis im Synthesegas von drei kann im Regelfall nur bedingt durch
die Vergasung mit H2OD als Vergasungsmittel bereitgestellt werden, so dass fehlendes H2
zulasten von CO mittels Shiftreaktion zuvor (Kapitel 2.3.2) oder im Prozess bereitgestellt
werden muss [266].
Die Methanisierung verläuft stark exotherm (ΔHR von -127 kJ/mol). Das macht eine Abfuhr
der entstehenden Reaktionswärme erforderlich. Dies kann – einen CO-Anteil im Synthesegas
von unter 10 Vol.% vorausgesetzt – einerseits durch Reihenschaltung mehrerer kommerziell
verfügbarer adiabater Festbett- bzw. Rohbündelreaktoren mit Zwischenkühlung erfolgen. Andererseits
eignet sich der Einsatz von technisch einfacheren jedoch noch im F&E-Stadium befindlichen
Wirbelschichtreaktoren mit integrierter Bettkühlung, der bei einem CO-Anteil im
Synthesegas von über 10 Vol.% ohne vorherige Stöchiometrieeinstellung von H2/CO eine
einfache Wärmeauskopplung auf einem hohen Temperaturniveau und damit eine nahezu
quasi isotherme Betriebsweise ermöglicht [3], [16], [248], [266].
Nach der Methanisierung liegt der CO2-Anteil im Produktgas bei bis zu 50 Vol.% bei einem
CH4-Anteil von ca. 40 Vol.% [248], [300].
Gasaufbereitung
Für die Bio-SNG-Einspeisung ins Erdgasnetz und Nutzung im Fahrzeug ist abschließend eine
Gasaufbereitung mittels CO2-Abscheidung, Gastrocknung sowie ggf. Zugabe von Flüssiggasen
(z. B. Propan) zur Einhaltung der brenntechnischen Eigenschaften (DVGW-Arbeitsblätter
[42], [43], DIN 51624 [45]) erforderlich. Zudem ist eine Gaskompression auf Einspeisedruck
notwendig, sofern diese nicht bereits in den vorangestellten Prozessschritten
erfolgte. Für die Gasaufbereitung gibt es eine Reihe kommerziell verfügbarer und gegenwärtig
insbesondere im Zusammenhang mit der Biogasaufbereitung erprobte Verfahren.
Einen Überblick gibt Tabelle 2-9 (vgl. auch Tabelle 2-8).
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