Vergasungstechnik
Einen idealen Vergaser fur die unterschiedlichen vorhandenen Biomassefraktionen gibt es bisher noch nicht. Alle in der Vergangenheit entwickelten Vergasertypen zeigen bestimmte Vor — und Nachteile im Hinblick u. a. auf die zu vergasende Biomassen bzw. die gewunschte Gasqualitat.
Ausgehend von den im Kapitel 9.2 dargestellten Vergasungsreaktionen konnen technisch sinnvolle Vergasungsmittel abgeleitet werden. Im Wesentlichen dient das Vergasungsmittel dazu, den Kohlenstoff in der Biomasse bzw. in der Biomas — sekohle in ein Gas uberzufuhren. Tabelle 11.1 fasst die wichtigsten Vergasungsmittel — dies sind Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff — auf Basis der Gleichungen (9-12) bis (9-16) in Kapitel 9.2.2.3 zusammen. Wird demnach beispielsweise Luft als Vergasungsmittel verwendet, enthalt das Pro-
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Tabelle 11.1 Uberblick uber mogliche Vergasungsmittel
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Abb. 11.2 Vergleich unterschiedlicher Vergasungskonzepte in Bezug auf Vergasungsmit — tel und Art der Warmebereitstellung (Hu Heizwert des Produktgases) /11-67/
duktgas groBe Mengen an Stickstoff (ca. 50 bis 60 %), der als Inertgas nicht zum Heizwert beitragt.
Werden die technisch wichtigsten Vergasungsmittel fur die Vergasung von Biomasse mit der Art der Warmebereitstellung (Kapitel 9.2.2.3) verknupft, erge — ben sich die in Abb. 11.2 dargestellten Vergasungskonzepte. Dabei ist von den moglichen Sauerstofftragern im Vergasungsprozess Luft der am einfachsten zu handhabende und auch billigste. Luft hat allerdings den Nachteil, dass das Pro — duktgas durch den hohen Stickstoffgehalt stark verdunnt ist. Dieses Problem kann durch die Verwendung von Sauerstoff in einer Mischung mit Dampf vermieden werden; die Bereitstellung eines derartigen Vergasungsmittels ist aber ungleich teurer und daher i. Allg. nur fur GroBanlagen okonomisch darstellbar. Eine Alternative, um insbesondere im kleinen Leistungsbereich ein stickstofffreies Gas zu erhalten, ist die Verwendung von Wasserdampf fur die Vergasung. Von Nachteil ist hier, dass dabei jedoch die fur die endotherme Vergasung notwendige Energie extern zugefuhrt werden muss. Auch die Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) als Vergasungsmittel ist prinzipiell moglich, jedoch derzeit technisch nicht relevant.
Je nach AuslegungszielgroBe und den jeweiligen Randbedingungen wurden Vergasungskonzepte mit allen diskutierten Vergasungsmitteln realisiert. Tenden — ziell wird aber bei sehr kleinen KWK-Anlagen nahezu ausschlieBlich Luft einge — setzt. Andere Vergasungsmittel gewinnen erst bei groBeren thermischen Leistun — gen, die auch einen hoheren technischen Aufwand rechtfertigen, an Bedeutung.