biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

10.2. OPTIMIERTE VERFAHRENSKONZEPTE
zugeführt. Der verbleibende Wasserdampf wird in der Brennkammer entsorgt.
Am Kopf des Beruhigungstanks wird teerbeladenes RME abgezogen und in der Brennkammer
verbrannt. Das verbrauchte Waschmittel wird durch frisches RME ersetzt. Dabei wird das
Verhältnis von ersetztem RME zu zugeführter trockener Biomasse von 0,01 kgRME/kgBio, tr, das aus
den Messwerten der FICFB-Demonstrationsanlage bestimmt wurde, beibehalten, sodass dem
optimierten FICFB-VHKW kontinuierlich 34,1 kg/h RME zugeführt werden.
Das Reingas wird zur Stromerzeugung in zwei motorischen BHKW verbrannt, in denen eine
elektrische Leistung von insgesamt 4112,6 kWel erzeugt wird. Die dabei entstehenden Abgase
werden in einem Abhitzekessel, in dem das organische Arbeitsmittel der ORC-Anlage verdampft
und auf 573 K überhitzt wird, auf 493 K abgekühlt. Bei der anschließenden Trocknung der
Biomasse werden die Abgase weiter auf 393 K abgekühlt und verlassen die Anlage über den
Kamin.
In der im Gegendruck betriebenen ORC-Anlage wird der im Rohgas- und Abgas-Dampferzeuger
erzeugte Dampf des organischen Arbeitsmittels in einer Turbine entspannt. Neben der erzeugten
elektrischen Leistung werden in einem Heizkondensator 4201,7 kWth Nutzwärme bei einem
Kondensationsdruck von 1,1 bar erzeugt.
Kennzahlen des optimierten FICFB-VHKW
Die wesentlichen Parameter und Kennzahlen des optimierten FICFB-VHKW sind in Tabelle 10.3
jenen der FICFB-Demonstrationsanlage gegenübergestellt.
Das in Abbildung 10.4 dargestellte FICFB-VHKW erzeugt eine elektrische Bruttoleistung
von Pel = 5006,2 kWel, Brutto bei einem elektrischen Bruttowirkungsgrad von ηel,Brutto = 33,3 %.
Dabei werden 82,2 % der elektrischen Leistung im BHKW (4112,6 kWel) und 17,8 % in der
ORC-Anlage erzeugt (893,6 kWel). Zur Dampferzeugung für die ORC-Anlage werden bei der
Kühlung des Rohgases und der Motorabgase 5124,4 kW ausgekoppelt und der ORC-Anlage
zugeführt. Dies entspricht 34,1 % der Biomasse- und RME-Leistung. Die der ORC-Anlage
zugeführte Leistung wird zu 17,4 % in elektrische Leistung umgewandelt.
Aus der im Gegendruck betriebenen ORC-Anlage sowie durch Nutzung der Abwärme aus dem
Wasser- und Ölkühlkreislauf der BHKW (2467,6 kW) werden zusätzlich ˙ QN = 6669,3 kW Nutzwärme
erzeugt. Auf diese Weise erreicht das FICFB-VHKW einen Brennstoffausnutzungsgrad
von ω = 77,7 %. Bei der in Kapitel 10.1 beschriebenen schwankenden Nutzwärmeauskopplung
beträgt der gemittelte Brennstoffausnutzungsgrad ¯ω = 64,8 %.
Der Wirkungsgrad der Vergasung des optimierten FICFB-VHKW beträgt ηGas = 68,9 % und liegt
um 6,4 %-Punkte über dem Wirkungsgrad der Vergasung der FICFB-Demonstrationsanlage in
Güssing. Dies wird durch die Vortrocknung der Biomasse mit Abgaswärme aus dem BHKW
erreicht, durch welche der Wassergehalt der Biomasse auf 17,5 % sinkt. Daher wird weniger
Wasser im Vergasungsreaktor verdampft, sodass das Verhältnis von Rohgasmassenstrom zum
zugeführten Biomassemassenstrom von 118,1 % in der Demonstrationsanlage auf 92,7 % im
optimierten FICFB-VHKW sinkt. Durch den niedrigeren Wasserdampfgehalt im Rohgas und
den gleichzeitig gestiegenen Heizwert des Rohgases nimmt das Verhältnis von im Rohgas
gebundener Wärmeleistung zur gesamten Rohgasleistung ab. Daher wird ein höherer Anteil der
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