Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

9.1 Energetische Effizienz und Kosten des SCWO-Verfahrens
Tabelle 9.1: Der Studie von Klingler zugrunde gelegte Betriebsdaten [Kli-2001]. 1) Die Umgebungstemperatur
wurde mit 25 °C zu hoch gewählt. Für Mitteleuropa wären 15 °C realistischer. Dies sollte aber
bezüglich der Verfahrensmachbarkeit keinen wesentlichen Einfluss haben. 2) Prozessvariante 1 und 2 mit
komprimierter Luft und Prozessvariante 3 und 4 mit flüssigem Sauerstoff. 3) Luftverdichter mehrstufig und
zwischengekühlt: Luft tritt bei Prozessdesign mit 25 MPa mit 130 °C aus der letzten Verdichterstufe aus, bei
50 MPa mit 100 °C.
Energetische Betrachtung
Massenstrom 10 t h-1 organische Trockensubstanz 0,1 - 10 % (g g-1 )
Feedtemperatur1) 25 °C
Endgrädigkeit Eco-Wärmetauscher 20, 50, 100 und 200 °C
Reaktortemperatur 600 °C
Prozessdruck 25 und 50 MPa
Sauerstoffüberschuss 10 % (L L-1 )
Luftverdichter1,2) Tein
25 °C
Luftverdichter3) Taus
130 bzw. 100 °C
Sauerstofferhitzer2) Tein
-190 °C
Sauerstofferhitzer Taus
15 °C
Zuzuführende Energieströme haben positives Vorzeichen und abzuführende Energieströme
negatives Vorzeichen. Bei geringer Beladung des Zulaufs mit organischer Substanz wird eine
Zusatzbefeuerung des Reaktors mit Hilfsbrennstoff erforderlich. Für einen Betrieb des
Reaktors ohne Zusatzbefeuerung muss erfüllt sein:
˙Q ex � 0 (9.1)
mit ˙Q ex = aus dem Reaktor abzuführender bzw. zur Dampferzeugung genutzter Wärmestrom
in W
Eine „lokale“ Bilanzierung der Energieströme ergibt:
für verdichtete Luft
für flüssigen Sauerstoff
F
� ˙Q lok = ˙Q ex � ˙W V,el � ˙W P,el
S F
� ˙Q lok = ˙Q ex � ˙W P,el � ˙W P,el
(9.2)
(9.3)
187