biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)
biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)
biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
gewinnen insbesondere zweistufige Vergasungsreaktoren an Bedeutung.<br />
4.2. VERGASUNGSREAKTOR<br />
In einem ersten Reaktor wird die Biomasse getrocknet und pyrolysiert. Im nachfolgenden<br />
Reaktor wird das erzeugte, teerhaltige Pyrolysegas bei Temperaturen von mindestens 1350 K<br />
partiell oxidiert. Die dabei entstehenden heißen Gase werden an den festen, kohlenstoffhaltigen<br />
Pyrolyseprodukten reduziert. Diese Prozessführung ermöglicht die Erzeugung eines teerfreien<br />
Rohgases, da die bei der Pyrolyse entstandenen, aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen<br />
in der feststofffreien Brennkammer bei Temperaturen von über 1350 K vollständig thermisch<br />
aufgespalten werden.<br />
4.2.3 Teerbildung<br />
Da die Gasaufbereitung bei motorischer Gasnutzung auf die im Rohgas vorhandenen Teere<br />
und deren Konzentration abgestimmt werden muss, werden im Folgenden die im gesamten<br />
Vergasungsreaktor ablaufenden Teerbildungsmechanismen und die darauf einwirkenden Einflussgrößen<br />
beschrieben.<br />
Bei der Erhitzung der Biomasse bilden sich aus Cellulose und Lignin bei Temperaturen bis<br />
670 K primäre Teere. Dies sind im Wesentlichen Aldehyde, Alkohole, komplexe Phenole und<br />
Furane. Durch weiteres Erhitzen zerfallen diese Verbindungen zu phenolischen Etheren (770 K),<br />
heterozyklischen Etheren (970 K) und schließlich zu polyzyklischen, aromatischen Kohlenwasserstoffen<br />
(PAK, 1170 K) [52], [26]. Bei Temperaturen über 1350 K zerfallen die Teere bei<br />
ausreichender Verweilzeit zu kleinen Molekülen mit weniger als sechs C-Atomen.<br />
Der Teergehalt im Rohgas wird maßgeblich von der maximalen Temperatur, auf die das teerhaltige<br />
Gas erhitzt wird, bestimmt. Mit steigender Temperatur nimmt der Teergehalt ab. Der Zusammenhang<br />
zwischen dem in einer Wirbelschichtvergasungsanlage gemessenen Rohgas-Teergehalt<br />
und der Vergasungstemperatur ist in Abbildung 4.6 dargestellt. Unter Teer-II werden dabei alle<br />
Kohlenwasserstoffverbindungen verstanden, die bei Temperaturen oberhalb von 400 K bei Umgebungsdruck<br />
kondensieren. Kohlenwasserstoffe mit bis zu drei Benzolringen werden als Teer-I<br />
bezeichnet [24].<br />
Durch die Erhöhung der Vergasungstemperatur von 1020 K auf 1155 K kann der Gehalt an<br />
Teer-II-Verbindungen um 70 % reduziert werden (Abbildung 4.6). Zur Anhebung der Vergasungstemperatur<br />
wird vermehrt Luft in den Vergasungsreaktor gegeben (λ steigt). So wird mehr<br />
Biomasse im Vergasungsreaktor zu CO2 und H2O oxidiert, sodass mit steigender Temperatur<br />
im Reaktor der Heizwert Hu des erzeugten Gases sinkt. Da durch die Temperaturanhebung von<br />
1020 K auf 1050 K Teer-II-Verbindungen vermehrt aufgespalten werden, nimmt der Gehalt an<br />
Teer-I-Verbindungen zunächst zu. Erst bei einer weiteren Temperaturerhöhung überwiegen die<br />
Zerfallsreaktionen der Teer-I-Verbindungen gegenüber der Neubildung aus Teer-II-Verbindungen.<br />
Eine Temperaturerhöhung über 1150 K ist aufgrund der Ascheerweichungstemperatur im Wirbelschichtvergasungsreaktor<br />
nicht möglich. Der Einfluss des Luftverhältnisses, des Wassergehaltes<br />
der Biomasse, der Biomassezusammensetzung und des Einsatzes von Dampf als Vergasungsmedium<br />
auf den Teergehalt im Rohgas ist verglichen mit dem Einfluss der maximalen Temperatur<br />
gering [28], [76].<br />
15