biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

KAPITEL 4. BESCHREIBUNG EINES VHKW
Bei der Nutzung des Reingases in einer Gasturbine ist zwischen Anlagen mit atmosphärischen
und druckaufgeladenen Vergasungsreaktoren zu unterscheiden. Bei Vergasungsreaktoren mit
atmosphärischem Druck muss das Reingas auf den Brennkammerdruck der Gasturbine verdichtet
werden. Dabei kann es zur Kondensation bzw. Sublimation von Teerverbindungen kommen.
Folglich muss bei atmosphärischen Vergasungsreaktoren mit anschließender Gasnutzung in einer
Gasturbine genau geprüft werden, welche maximal zulässigen Teerkonzentrationen im Reingas
vorhanden sein dürfen.
Bei einer Vergasung unter Druck kann das erzeugte Rohgas, nach einer Entstaubung bei ca.
600 K, in der Brennkammer der Gasturbine verbrannt werden. Auf eine Teerabscheidung kann
dabei verzichtet werden, da die im Rohgas vorhandenen Teere in der Gasaufbereitung bei
ausreichend hoher Temperatur nicht kondensieren und daher in der Brennkammer mitverbrannt
werden können. Somit müssen bei dieser Prozessvariante keine Grenzwerte für maximal zulässige
Teerkonzentrationen eingehalten werden.
Um das erzeugte Reingas in einem BHKW mit Gasturbine zu nutzen, bedarf es einer Gasturbine
mit einer speziell auf die Eigenschaften des Reingases angepassten Brennkammer. Da bis 2005
nur sehr wenige Langzeiterfahrungen mit dem Betrieb von Biomassevergasungsanlagen mit
nachgeschalteter Gasturbine existierten und diese adaptierten Gasturbinen von den Herstellern bis
heute nicht serienmäßig angeboten werden, wird in dieser Arbeit die Stromerzeugung in BHKW
mit Gasturbine auch nicht näher betrachtet.
Am häufigsten werden motorische BHKW zur Verstromung des in Biomassevergasungsanlagen
erzeugten Reingases eingesetzt. Die BHKW sind komplett erhältliche, marktreife Module,
in denen das Reingas in turboaufgeladenen 4-Takt-Gas-Magermotoren verbrannt wird. Diese
Motoren zeichnen sich durch hohe spezifische Leistungen und Wirkungsgrade bis zu 40 %
aus. Sie sind mit einer Klopfregelung versehen und werden zur Einhaltung der zulässigen
NO x -Emissionen im Magerbetrieb gefahren.
Zur Nutzung des Reingases in Gasmotoren müssen die in Tabelle 4.2 aufgeführten Anforderungen
an die Gasqualität eingehalten werden.
Tabelle 4.2: Anforderungen an die Gasqualität bei einer Gasnutzung im Motor [23], [41], [59]
Parameter Bereich
Temperatur / Druck / K und mbar Ü 280-320 / 20-60
Heizwert / MJ/m3 (i.N.) > 2
Änderungsgeschwindigkeit Heizwert / %/min 8
Teergehalt / mg/m3 (i.N.) < 100
Staubgehalt / mg/m3 (i.N.)