Modellering af low-tar BIG processen

Resumé
I denne rapport bliver mulighederne for at integrere en biomasse drevet forgasser i et
kraftvarmeværk med Gasmotor, Gasturbine, eller Combined Cycle undersøgt, med
henblik på at kunne være konkurrencedygtig og udfordre konventionel teknik.
Der er en udvikling er i gang, hvor der arbejdes med at udvikle en low tar forgasser
der lader sig opskalere til storskala brug, LT-BIG. I rapporten præsenteres også en
modelformulering samt implementering af LT-BIG forgasseren.
For at løse ovenstående opgaver er simuleringsværktøjet DNA benyttet. I det omfang
det var nødvendigt, er DNA’s komponentbibliotek udvidet eller modificeret.
Resultaterne foreligger efterfølgende, idet de henviser til et biobrændsel med en LHV
på 19MJ/kg og 50% fugtindhold.
• Motoranlægget er svært at integrere med forgasseren, idet motoren slet ikke
kan nyttiggøre den varme produktgas. Dog kan røggassen fra motoren
benyttes til at tørre biobrændslet. En motor med en netto el-virkningsgrad på
40 % er beregnet til at kunne omdanne 38,5 % af energien i biobrændslet til
elektricitet.
• Gasturbine anlægget har gode muligheder for at integreres med en forgasser,
idet den varme produktgas f.eks. kan genbruges til at forvarme den rensede og
komprimerede gas, inden den introduceres i gasturbinen. En el-virkningsgrad
på 38% er beregnet.
• IGCC anlægget opnår en el-virkningsgrad på næsten 45%. Anlægget nyttiggør
det meste af energien fra den varme produkgas, og har en meget stabil
virkningsgrad ved varierende fugtindhold i brændslet.
Den udviklede LT-BIG modellen kan bl.a. bruges til udregning af luftbehov i
forgasser og partiel oxidations zonerne. I rapporten indgår bl.a. et større parameter og
følsomhedsstudie af LT-BIG modellen.
P.t. har der kun været sparsomme forsøg med et LT-BIG laboratorieanlæg, så
modellen er ikke eftervist, men forsøgene har bl.a. vist, at det er nødvendigt med luft
til forgasserzonen, hvilket modellen også forudsiger.
Arbejdet med modellerne har vist, at et springende punkt for god integrering af
forgasseren er nyttiggørelse af den termiske energi, som produktgassen besidder.
Enten ved at tilbageføre varmen til forgasseren, eller ved at udnytte den til
dampproduktion eller forvarmning/opvarmning af andre processer.
Et videre arbejde med modellerne og problemstillingerne foreligger umiddelbart, idet
økonomi og styringsstrategier samt potentialer kun er berørt sparsomt i rapporten.
LT-BIG modellen kan endvidere tilpasses, så snart der foreligger stabile forsøgsdata
fra laboratorieanlægget.
3