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KAPITEL 10. OPTIMIERTE VHKW Gegenstrom- Vergaser Biomasse 3400,0 kg/h 8972,2 kW Trocknung Pyrolyse Reduktion Oxidation Asche Luft Rohgas 356 K WT 1 Abwasser Gas 1581,9 kg/h Wasser Luft Rauchgas + Dampf Teer, > 10 C-Atomen Teer, < 10 C-Atomen Elektrofilter 310K 466 K, 3400,0 kg/h Tank Separator Verdampfer Luft 1070 K 1050 K Reaktor Kondensator Teertank Kessel Dampf und CO 2 � Q N Gaskühlung 310 K BHKW � Q = 595,5kW N P = 2506,5 kW el WT 2 WT 3 WT 4 WT 5 WT 6 393 K Abbildung 10.5: Fließbild eines optimierten Gegenstrom-VHKW 118 Q N � Q N � Q N
Kennzahlen des optimierten Gegenstrom-VHKW 10.2. OPTIMIERTE VERFAHRENSKONZEPTE Die wesentlichen Parameter und Kennzahlen des optimierten Gegenstrom-VHKW sind in Tabelle 10.4 den Werten der Versuchsanlage gegenübergestellt. Tabelle 10.4: Gemessene und berechnete Parameter und Kennzahlen der Demonstrationsanlage in Harbøore- und des optimierten Gegenstrom-VHKW Wert Demonstrationsanlage Optimiertes Gegenstrom-VHKW Biomassestrom 1350,1 kg/h 3400 kg/h Biomasseleistung 3326,3 kW 8972,2 kW Vergasungsluft 1094,4 kg/h 3400 kg/h Rohgasaustrittstemperatur 350 K 356 K Reingastemperatur 310 K 310 K Abwassermassenstrom 674,9 kg/h 1581,9 kg/h Teer 95,9 kg/h 232,4 kg/h Abgastemperatur n. Motor 740-760 K 680 K Rauchgastemperatur Schornstein 373 K 393 K Pel,Brutto 819,4 kW 2506,5 kW ˙QN 1736,6 kW 2879,4 kW ˙¯QN — 3439,5 kW ηel,Brutto = ¯ηel, Brutto 24,6 % 27,9 % ω 76,8 % 60,0 % ¯ω — 66,3 % σ 47,2 % 87,0 % ¯σ — 72,9 % ηGas 76,1 % 73,8 % ɛGas 77,4 % 75,4 % θGA 28,8 % 28,8 % Das optimierte Gegenstrom-VHKW erzeugt eine elektrische Bruttoleistung von Pel = 2506,5 kWel bei einem elektrischen Bruttowirkungsgrad von ηel,Brutto = 27,9 %. Die Anhebung des elektrischen Bruttowirkungsgrades um 3,3 %-Punkte gegenüber der Demonstrationsanlage (ηel,Brutto = 24,6 %) gelingt durch die Anhebung des elektrischen Wirkungsgrades der BHKW. So wurde in der Demonstrationsanlage in Harbøore ein elektrischer Wirkungsgrad der BHKW von nur 31,8 % gemessen, der durch den Teillastbetrieb der BHKW entstand. Bei der Stromerzeugung mit modernen Schwachgas-BHKW werden Wirkungsgrade von 37 % erreicht. Zusätzlich können 2879,4 kW als Nutzwärme ausgekoppelt werden. Die Vor- und Rücklauftemperatur der Fernwärmeauskopplung betrugen bei der Begleitung des Anlagenbetriebs des Gegenstrom-VHKW in Harbøore 318/343 K. Im optimierten Gegenstrom-VHKW beträgt das Temperaturniveau des Heizwassers 333/363 K, sodass die Rohgaswärme nicht zur Nutzwärmeerzeugung verwendet werden kann. Da zusätzlich die Temperatur im Kamin im Vergleich zu der Anlage in Harbøore von 373 K auf 393 K angehoben wird, sinkt der Brennstoffausnutzungsgrad auf ω = 60,0 %. Beim Betrieb des optimierten Gegenstrom-VHKW werden in der Gasaufbereitung kontinuierlich 232,4 kg/h Teer abgeschieden. Die Leistung der Teere mit mehr als zehn Kohlenstoffatomen, die 119
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Energetische, exergetische und öko
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Vorwort Die vorliegende Arbeit ents
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INHALTSVERZEICHNIS 9 Messungen an V
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FORMELZEICHEN UND INDIZES Lateinisc
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FORMELZEICHEN UND INDIZES N Nutzwä
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KAPITEL 1. EINLEITUNG wird bei klei
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Kapitel 2 Stand der Wissenschaft Da
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KAPITEL 2. STAND DER WISSENSCHAFT E
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Kapitel 3 Ziel der Arbeit Die vorli
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Kapitel 4 Beschreibung eines Vergas
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KAPITEL 4. BESCHREIBUNG EINES VHKW
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Kapitel 5 Stand der Technik 5.1 Üb
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KAPITEL 5. STAND DER TECHNIK über
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KAPITEL 11. BEWERTUNG DER OPTIMIERT
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KAPITEL 12. ZUSAMMENFASSUNG Anhebun
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ANHANG B. BIOMASSE-DAMPFHEIZKRAFTWE
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ANHANG C. INVESTITIONSAUFWAND DER O
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ANHANG D. SPEZIFISCHE EXERGIEKOSTEN
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LITERATURVERZEICHNIS [15] BOLHAR-NO
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LITERATURVERZEICHNIS [48] KWANT, K.
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Curriculum Vitae Persönliche Daten
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