biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

KAPITEL 10. OPTIMIERTE VHKW
der Vergasung von ηGas = 92,1 % erreicht. Dabei werden 73,2 % der Wärme des aus dem
Vergasungsreaktor austretenden Rohgases zum Beheizen der Pyrolyseschnecke und zur Vergasungsluftvorwärmung
verwendet und zurück in den Vergasungsreaktor geführt. - in der
Viking-Versuchsanlage sind dies nur 39,4 %.
Im optimierten Viking-VHKW sinkt bei der Nutzwärmeauskopplung im WT1 die Rohgastemperatur
auf 353 K. In der Versuchsanlage wird die Rohgaswärme nur bis zu einem Temperaturniveau
von 380 K genutzt. Daher sinkt der Verlust der Gasaufbereitung von θGA = 9,3 % in der Versuchsanlage
auf θGA = 5,3 % im optimierten Viking-VHKW.
Wie in Tabelle 10.2 dargestellt wird im optimierten Viking-VHKW eine Effizienz der Vergasung
von ɛGas = 100,9 % erreicht, die 7,6 %-Punkte höher als in der Versuchanlage liegt. Dies ist
auf den im optimierten VHKW zugrunde gelegten Wassergehalt von 40 %, der bei der Viking-
Versuchsanlage 34,3 % betrug (Anhang A.2), zurückzuführen. Da die Effizienz der Vergasung
das Verhältnis von Reingasleistung zur zugeführten Biomasseleistung darstellt und dabei die
ggf. zur Trocknung der Biomasse verwendete Wärmeleistung nicht berücksichtigt wird, steigt in
einem Viking-VHKW mit zunehmendem Wassergehalt der Biomasse die Effizienz der Vergasung.
Verfahrensvariationen
Der größte energetische Verlust entsteht beim Betrieb des optimierten Viking-VHKW durch die
Abgabe des 393 K heißen Abgases an die Umgebung. Da diese Temperatur einheitlich für alle
optimierten Vergasungsheizkraftwerke in Kapitel 10.1 festgelegt wird, ist eine Reduktion des
Abgasverlustes nicht möglich.
6,6 % der Biomasseleistung wird im Wärmetauscher WT2 an die Umgebung abgegeben.
Aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus ist eine wirtschaftliche Nutzung dieser Wärme nicht
möglich.
Somit besteht keine verfahrenstechnische Möglichkeit, die in der Anlage erreichten Wirkungsgrade
weiter anzuheben, sodass keine weiteren Verfahrensvariationen untersucht werden. Eine
Erhöhung des elektrischen Bruttowirkungsgrades und der Effizienz der Vergasung wäre nur durch
den Einsatz von Biomasse mit einem höheren Wassergehalt möglich. Dieses wird im Rahmen
dieser Arbeit jedoch nicht untersucht.
10.2.3 FICFB-Vergasungsheizkraftwerk
Beim FICFB-VHKW in Güssing handelt es sich um eine Demonstrationsanlage, welche mit einer
elektrischen Bruttoleistung von Pel,Brutto = 1673,7 kWel als Scale-up-Schritt vor dem Bau eines
wirtschaftlichen FICFB-VHKW dient. Bei der Errichtung eines energetisch und ökonomisch
optimierten FICFB-VHKW würden folgende Optimierungsmaßnahmen realisiert werden:
• Zur Reduktion des spezifischen Investitionsaufwandes wird die elektrische Bruttoleistung
auf ca. Pel,Brutto = 5 MW angehoben.
• Zur Anhebung der Effizienz der Vergasung wird Wärme, die aus dem Motorabgas des
BHKW ausgekoppelt wird, zur Trocknung der Biomasse auf einen Wassergehalt von 17,5 %
112