biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

10.2. OPTIMIERTE VERFAHRENSKONZEPTE
verwendet. Daher findet ein Teil der Trocknung der Biomasse nicht mehr im Vergasungsreaktor
statt, und es kann auf eine Verbrennung von Reingas in der Brennkammer zur Wärmebereitstellung
verzichtet werden.
• Da die Wärme, die aus dem Rohgas, aus dem Abgas des BHKW und aus dem aus der Brennkammer
austretenden Rauchgas ausgekoppelt wird, auf einem Temperaturniveau von bis zu
1120 K liegt, wird diese Wärme zur Stromerzeugung in einer ORC-Anlage (Organic Ranking
Cycle) genutzt. Die ORC-Anlage wird dabei im Gegendruckbetrieb gefahren, sodass
in der ORC-Anlage zusätzlich zur elektrischen Leistung Nutzwärme erzeugt wird.
Anlagenbeschreibung
Das Fließbild eines optimierten FICFB-VHKW ist in Abbildung 10.4 dargestellt. Auf eine
detaillierte Darstellung der anlageninternen Wärmeein- und -auskopplungen zur Erzeugung des
Vergasungsdampfes, zum Betrieb der ORC-Anlage und zur Nutzwärmeerzeugung wird verzichtet.
Der Wassergehalt der zugeführten Biomasse wird in einem Trockner, der von Abgas aus dem
BHKW durchströmt wird, von 40 % auf 17 % reduziert. Das Abgas kühlt dabei von 493 K auf
393 K ab und verlässt anschließend die Anlage über den Kamin.
Nach der Trocknung wird die Biomasse im FICFB-Vergasungsreaktor bei 1150 K mit 673 K
heißem Dampf vergast. Ein Teil des bei der Pyrolyse der Biomasse entstehenden Kokses
wird am Reaktorboden abgezogen und mit dem teerbeladenen RME aus der Rohgaswäsche in
der Brennkammer verbrannt. Dabei wird das Bettmaterial auf 1160 K erhitzt und erneut dem
Vergasungsreaktor zugeführt.
Das den Vergasungsreaktor mit 1120 K verlassende Rohgas durchströmt einen Dampferzeuger
mit Überhitzer, in dem 35,5 % des organischen Arbeitsmittels der ORC-Anlage verdampft und
überhitzt (573 K, 20 bar) werden. Dabei kühlt das Rohgas auf 423 K ab, sodass bereits ein Teil
der Teere in diesem Wärmetauscher kondensieren und mit dem Rohgasstrom mitgerissen werden.
Wie auch in der Demonstrationsanlage in Güssing wird das Rohgas in einem beschichteten,
zweistraßig ausgeführten Gewebefilter entstaubt. Während in einem Filter sowohl der im
Rohgas vorhandene Flugstaub als auch die durch die Rohgaskühlung kondensierten Teertropfen
abgeschieden werden, wird das zweite Filter gereinigt und erneut beschichtet. Der im Filter
abgeschiedene Flugstaub und Teer wird der Brennkammer zugeführt, sodass sowohl der im
Flugstaub vorhandene Restkohlenstoff als auch die Teere verbrannt werden.
Die nach dem Filter im Rohgas noch vorhandenen Teere werden in einer nachfolgenden, mit
RME betriebenen Wäsche soweit abgeschieden, dass der Partialdruck der im Gas verbleibenden
Teere unter dem Sättigungsdruck liegt. Dabei sinkt die Rohgastemperatur auf 316 K ab, sodass
auch ein Großteil des im Rohgas vorhandenen Wasserdampfes kondensiert. Allerdings ist der
Wasserdampfgehalt im Rohgas aufgrund der dem Vergasungsreaktor vorgeschalteten Trocknung
geringer als in der Demonstrationsanlage, sodass das Verhältnis von Kondensatmassenstrom
zu Biomassestrom von 36,0 % in der Demonstrationsanlage auf 27,7 % im optimierten FICFB-
VHKW sinkt. Das am Boden der Wäsche aufgefangene Kondensat wird in einen Beruhigungstank
geführt. Am Boden des Tanks wird eine Emulsion aus Wasser und Teerverbindungen abgezogen.
Die Emulsion wird mit Wärme aus dem Rauchgas der Brennkammer verdampft. 98 % des
Dampfes werden anschließend überhitzt und als Vergasungsdampf dem Vergasungsreaktor
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