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KAPITEL 9. MESSUNGEN AN VHKW
9.1 Anlagenbeschreibung und Versuchsdurchführung
Im Folgenden werden die Vergasungsheizkraftwerke, an denen Messungen durchgeführt wurden,
beschrieben. Auf Verfahrensdetails, welche die erzeugte Reingasqualität beeinflussen, wird
detailliert eingegangen.
Anschließend wird der Anlagenbetrieb, der in der jeweiligen Anlage während der Messkampagne
stattgefunden hat, beschrieben. Es wird gezeigt, ob die Vergasungsheizkraftwerke stabil betrieben
werden konnten oder welche Aggregate den kontinuierlichen Anlagenbetrieb verhinderten. So
kann fundiert beurteilt werden, ob sich die in der jeweiligen Anlage realisierte Technologie
in zukünftigen, optimierten Vergasungsheizkraftwerken für eine kontinuierliche Strom- und
Wärmeerzeugung eignet.
9.1.1 Carbo-V-Vergasungsheizkraftwerk in Freiberg, Deutschland
In Freiberg wird von der Firma Choren eine Pilotanlage mit integriertem, zweistufigen Vergasungsreaktor
betrieben. Die 1998 errichtete Anlage dient zum Erproben des Vergasungsreaktors
und der nachgeschalteten Gasaufbereitung. Im Vergasungsreaktor kann eine Biomasseleistung
von bis zu 1000 kW vergast werden. Es werden Versuche mit unterschiedlichen Einsatzmaterialien
(Holzhackschnitzel, Strohpellets, geschredderten Kunststoffteilen, Gummireifen) und
verschiedenen Vergasungsmedien (Luft, Sauerstoff) durchgeführt, um Auswirkungen auf die
Gasqualität und das Betriebsverhalten der unterschiedlichen Aggregate zu untersuchen.
Anlagenbeschreibung
Das Fließbild des zweistufigen Carbo-V-VHKW ist in Abbildung 9.1 dargestellt. Darin sind
einige, den geschlossenen Bilanzen zugehörige Massenströme, Temperaturen und Leistungen
eingetragen.
Die Biomasse wird aus dem Tagesbunker über ein Schleusensystem dem Niedertemperaturvergaser
(NTV) zugeführt, in dem die Resttrocknung und Pyrolyse bei einer Temperatur von ca. 770 K
stattfindet. Zur Deckung des Wärmebedarfs der endothermen Trocknungs- und Pyrolysereaktionen
wird ein Teil des erzeugten Biomassekokses mit elektrisch vorgewärmter Luft oxidiert. Im
NTV entsteht teerhaltiges Pyrolysegas und Pyrolysekoks. Das Pyrolysegas setzt sich aus dem bei
der Trocknung entstehenden Wasserdampf und den bei der Pyrolyse der Biomasse entstehenden
flüchtigen Verbindungen zusammen. Der Pyrolysekoks besteht aus festem Kohlenstoff und der
Asche der Biomasse.
Der erzeugte Pyrolysekoks wird am Boden des NTV abgezogen, gemahlen und in einem
Bunker zwischengespeichert. Das im NTV entstandene, teerhaltige Pyrolysegas wird ohne
weitere Abkühlung oder Aufbereitung in der Brennkammer des Hochtemperaturvergasers (HTV)
mit Luft oder Sauerstoff partiell oxidiert. Je nach Wahl des Oxidationsmediums werden in
der Brennkammer des HTV Temperaturen von 1400 K bis 1800 K erreicht. Der Mantel der
Brennkammer wird mit einem Thermoöl gekühlt. In die aus der Brennkammer austretenden
heißen Gase wird der im Bunker zwischengespeicherte Pyrolysekoks eingeblasen und es finden
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