Warmebereitstellung
Nutzungstechnik. Bei der ausschlieBlichen Warmebereitstellung wird das aus dem Vergasungsreaktor kommende Produktgas verbrannt und die dabei entstehen — de Warme zur stadtischen Warmeversorgung oder in industriellen Prozessen zur Deckung der Prozesswarmenachfrage eingesetzt. Dafur ist — aufgrund der ausschlieBlichen Verbrennung des Produktgases — i. Allg. keine aufwandige Gasreini — gung notwendig. Die zum Einsatz kommenden Brenner mussen allerdings an die Brenneigenschaften der meist aus einer Luftvergasung stammenden Schwachgase angepasst werden.
Bei der Verwendung des Produktgases zur stadtischen Warmeerzeugung dienen die aus der Gasverbrennung stammenden Heizgase meist in einem Kessel zur Warmwassererzeugung; dieses erwarmte Wasser kann dann z. B. in ein Nah — oder Fernwarmesystem verteilt werden.
Bei der industriellen Anwendung wird das aus der Biomassevergasung kom — mende Produktgas dann in praxisublichen ggf. an die Gaseigenschaften anzupas — senden industriellen Warmeerzeugern eingesetzt. Beispiele hierfur sind in der Zellstoff-, Papier — und Zementindustrie zu finden.
Anwendungsbeispiele. Im Folgenden werden zwei Beispiele zur Bereitstellung von Nahwarme und industrieller Warme erlautert.
Nahwarmebereitstellung. Vom Typ Bioneer wurden in der ersten Halfte der 1980er Jahre insgesamt neun kommerzielle Anlagen mit einer thermischen Leis — tung von je etwa 5 MW in Finnland und Schweden installiert; einzelne dieser An — lagen sind nach wie vor zur Bereitstellung von Nah — und Fernwarme in Betrieb.
Abb. 11.12 zeigt schematisch den grundsatzlichen Aufbau eines Bioneer-Ver — gasers. Aus einem uberdachten Brennstofflager wird der Brennstoff zum Kopf des Vergasers transportiert, wo er uber ein Beschickungssystem dem Reaktor zuge — fuhrt wird. Dabei handelt es sich um einen Gegenstromvergaser, der einen Dreh — rost besitzt. Luft, die als Vergasungsmittel dient, wird mittels Geblase angesaugt, befeuchtet und von unten dem Reaktor zugefuhrt. In der Schuttung bilden sich die verschiedenen Reaktionszonen aus (Kapitel 11.1.1.1). Der Brennstoff wandert damit von oben nach unten durch den Reaktor und wird dabei vergast. Das produ- zierte Gas tritt im oberen Bereich des Vergasungsreaktors aus. Ohne Gasreinigung bzw. Abkuhlung wird das Produktgas dem Brenner des Kessels zugefuhrt, wo heiBes Wasser erzeugt wird, das zur Versorgung eines Fernwarmenetzes dient. Aufgrund der ausschlieBlichen Warmebereitstellung verursacht der erhebliche Teergehalt des in Gegenstromvergasern produzierten Produktgases keine Proble — me. Die zuruckbleibende Asche wird am Boden des Vergasers ausgetragen und in einem Aschebunker gelagert.
Der Bioneer-Vergaser wird vollautomatisch und ublicherweise ohne Aufsicht betrieben. Die in Betrieb befindlichen Anlagen zeigen eine technische Verfugbar-
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Abb. 11.12 Aufbau eines Gegenstromvergasers zur Warmebereitstellung (Bioneer — Vergaser) /11-74/ |
keit von 95 bis 98 %. Die Vergaser weisen eine hohe Brennstoff-Flexibilitat auf; in den vorhandenen Anlagen wird aber meist Torf oder Altholz bis zu einem maximalen Wassergehalt von 45 % eingesetzt. Die besten Erfahrungen wurden mit stuckigem Brennstoff mit einem Feinanteil unter 30 Gew.-% gemacht.
Prozesswarmebereitstellung. Die Integration eines luftgeblasenen zirkulierenden Wirbelschichtvergasers in den Prozess der Zementklinkerherstellung ist ein Bei- spiel fur die Prozesswarmebereitstellung mithilfe der Biomassevergasung (Abb. 11.13).
Bei dieser Anlage werden die zerkleinerten biogenen Festbrennstoffe — meist kostengunstige Abfalle — in einer zirkulierenden Wirbelschicht (LeistungsgroBe bis zu 100 MW Brennstoffwarmeleistung) in ein niedrig kaloriges Gas uberfuhrt. Die fur die Vergasung eingesetzte Luft wird unter Abkuhlung der Asche vorgewarmt und uber den Verteilboden der Wirbelschicht dem Reaktor zugefuhrt. Das erzeugte Produktgas wird vor dem Zyklon zur Vorkalzinierung eingesetzt. Die Asche aus der Vergasung kann getrennt abgefuhrt werden. Stromerzeugung
Bei der Stromerzeugung aus Produktgas der Biomassevergasung kann zwischen Anlagen mit externer und interner Verbrennung unterschieden werden. Beide Op — tionen werden nachfolgend dargestellt.