biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

10.2. OPTIMIERTE VERFAHRENSKONZEPTE
Daher kann die Baugröße im Vergleich zu einer von außen beheizten Schnecke, wie sie in
der Versuchsanlage vorhanden ist, vermindert werden.
• Das Reingas wird in einem auf Schwachgas optimierten motorischen BHKW zur gekoppelten
Strom- und Wärmeerzeugung verbrannt.
Anlagenbeschreibung
In Abbildung 10.3 ist das Fließbild eines energetisch und ökonomisch optimierten Viking-VHKW
dargestellt.
Die Trocknung der Biomasse findet in einer Schnecke statt, die im Gegenstrom zur Förderrichtung
der Biomasse von überhitztem Wasserdampf (1 bar, 520 K) direkt durchströmt wird. Bedingt
durch den Wärmebedarf für die Trocknung der Biomasse sinkt dabei die Dampftemperatur von
520 K auf 390 K ab. Der bei der Trocknung entstandene Wasserdampf wird mit der getrockneten
Biomasse in den hinteren Teil der Schnecke geführt. Der Dampfmassenstrom, der bei der
Trocknung der Biomasse abgekühlt ist, wird im mit Abgas beheizten Wärmetauscher WT4
wieder auf 520 K überhitzt und erneut der Schnecke zugeführt.
Im hinteren Teil der Schnecke findet die Pyrolyse der getrockneten Biomasse statt. Zur Deckung
des Wärmebedarfs der endothermen Pyrolysereaktionen durchströmt heißes Rohgas die Ummantelung
der Schnecke.
Das entstehende Pyrolysegas wird in der Brennkammer partiell oxidiert. Die dafür notwendige
Luft wird im Luvo auf 563 K erhitzt. Zur Erzeugung eines teerfreien Reingases wird die Brennkammer
bei einer Temperatur von 1370 K betrieben, sodass die im Pyrolysegas vorhandenen
Teere sicher aufgespalten werden.
Der Pyrolysekoks fällt aus der Pyrolyseschnecke durch die Brennkammer auf ein darunter
befindliches Koksbett. Das aus der Brennkammer austretende, 1370 K heiße Gas durchströmt das
Koksbett. Dabei finden endotherme Reduktionsreaktionen am festen Kohlenstoff des Koksbettes
statt, sodass die Gastemperatur bis auf die Rohgasaustrittstemperatur von 1070 K abnimmt.
Das aus dem Vergasungsreaktor austretende Rohgas wird beim Durchströmen des Mantels der
Pyrolyseschnecke von 1070 K auf 583 K, im Luvo auf 505 K und im Wärmetauschers WT1 auf
353 K abgekühlt und in einem Gewebefilter entstaubt. Nach einer weiteren Gaskühlung im WT2
auf 320 K, bei der ein Großteil des im Rohgas vorhandenen Wasserdampfes auskondensiert, wird
das Reingas im BHKW zur Strom- und Wärmeerzeugung verbrannt.
Das aus dem BHKW austretende Abgas wird zur Überhitzung des Dampfes, der zur Trocknung
der Biomasse verwendet wird, von 710 K auf 615 K abgekühlt. Im Wärmetauscher WT3 wird
Nutzwärme ausgekoppelt, sodass das Abgas die Anlage mit 393 K über den Kamin verlässt.
Kennzahlen des optimierten Viking-VHKW
In Tabelle 10.2 sind die wesentlichen Parameter und Kennzahlen eines optimierten Viking-
VHKW den bei der Begleitung des Betriebs der Viking-Versuchsanlage ermittelten Werten
gegenübergestellt.
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