biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

KAPITEL 10. OPTIMIERTE VHKW
Anlagenbeschreibung
In Abbildung 10.2 ist das Fließbild eines optimierten Carbo-V-VHKW dargestellt, in welchem die
Vorwärmung der Vergasungsluft und die Trocknung der zugeführten 10 000 kg/h Holzhackschnitzel
mit der oben genannten Variante der Erdgasverbrennung vorgenommen wird. Die bei der
Verbrennung des Erdgases entstehenden heißen Rauchgase durchströmen den Luvo und werden
dabei auf 620 K abgekühlt. Anschließend wird dem Rauchgasstrom das in einem Dampferzeuger
bereits auf 450 K abgekühlte Motorabgas zugemischt. Im Trockner wird der Wassergehalt der
Hackschnitzel auf 17,5 % reduziert. Das abgekühlte Rauchgas verlässt den Trockner mit 393 K
und wird an die Umgebung abgeführt.
Die getrocknete Biomasse wird dem NTV über ein Schleusensystem zugeführt. Zusätzlich tritt
ein Teil der 770 K heißen und auf 5 bar verdichteten Vergasungsluft in den NTV ein. Das im NTV
entstehende Pyrolysegas wird in der Brennkammer des HTV verbrannt. Der im NTV erzeugte
Pyrolysekoks wird aufgemahlen, unterhalb der Brennkammer in den HTV eingeblasen und mit
dem heißen Gas aus der Brennkammer vergast. Die bei der Kühlung der Mäntel der Brennkammer
und des HTV abgeführte Kühlleistung wird zur Erzeugung von Sattdampf (4 bar, 417 K) genutzt.
Das im HTV erzeugte Rohgas verlässt den Vergasungsreaktor mit 1193 K und wird in der anschließenden
Gaskühlung auf 533 K abgekühlt. Die Wärme wird zur Erzeugung von überhitztem
Dampf bei 20 bar und 673 K genutzt.
Bei der Vergasung des aufgemahlenen Pyrolysekokses bleibt ein feiner, kohlenstoff- und aschehaltiger
Staub zurück, der mit dem Rohgas als Flugstaub aus dem HTV ausgetragen wird. Dieser
Flugstaub wird im Gewebefilter abgeschieden und zurück in die Brennkammer geführt. Dort wird
der im Flugstaub vorhandene Kohlenstoff aufoxidiert und die Asche, bedingt durch die hohen
Temperaturen, teilweise geschmolzen. Die flüssige Asche tropft aus der Brennkammer in ein am
HTV-Boden befindliches Wasserbad, erstarrt und wird als feste Schlacke abgezogen.
Nach der Entstaubung im Gewebefilter wird das Rohgas in einer Turbine, die den Verdichter
der Vergasungsluft antreibt, auf 1,1 bar entspannt. Anschließend durchströmt das 420 K heiße
Rohgas eine Gaswäsche, um die im Rohgas vorhandenen Schwefel- und Chlorverbindungen
abzuscheiden. Die in der Wäsche vom Rohgas abgegebene Wärme wird durch Kühlung des
Waschwassers an die Umgebung abgeführt.
Mit dem Reingas werden in den drei motorischen BHKW 7775,8 kWel Strom und 3499,1 kWth
Wärme erzeugt. Das die Motoren mit 730 K verlassende Abgas wird in einem Abhitzekessel
bei der Erzeugung von Dampf (20 bar, 673 K) auf 450 K abgekühlt. Anschließend wird die
Abgaswärme zur Trocknung der Holzhackschnitzel genutzt.
27,1 % der elektrischen Leistung werden in einer Dampfkraftanlage erzeugt. Um die Komplexität
und damit den Investitionsaufwand der Dampfkraftanlage gering zu halten, wird auf eine regenerative
Speisewasservorwärmung verzichtet und ein Kondensatordruck von 0,1 bar gewählt. Damit
wird in der Dampfkraftanlage, welcher 52,7 % der Biomasse- und Erdgasleistung als Wärme zugeführt
werden, eine elektrische Leistung von 2893,7 MWel mit einem auf die zugeführte Wärme
bezogenen elektrischen Bruttowirkungsgrad von 19,4 % erzeugt.
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