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KAPITEL 9. MESSUNGEN AN VHKW
Die Holzhackschnitzel werden dem Vergasungsreaktor über Schnecken und Schleusen zugeführt.
Der Vergasungsreaktor besteht aus einer mit Motorabgas beheizten Schnecke und einem aufrecht
stehenden Festbettreaktor. In der beheizten Schnecke wird die Biomasse bei einer Temperatur von
bis zu 870 K getrocknet und pyrolysiert. Dafür wird ein Teil des Abgases, welches das BHKW
mit 870 K verlässt, im Wärmetauscher WT1 auf 900 K erhitzt. Dabei kühlt das Rohgas von
940 K auf 870 K ab. Das aufgeheizte Abgas durchströmt die Ummantelung der Pyrolyseschnecke
zur Deckung des Wärmebedarfs der endothermen Pyrolysereaktionen. Auf diese Weise wird
ein Teil der mit dem Rohgas aus dem Vergasungsreaktor ausgetragenen Wärme zurück in den
Vergasungsprozess geführt. Nach Durchströmen der Ummantelung der Pyrolyseschnecke wird
das Abgas mit dem nicht aufgeheizten Abgas vermischt und in der Ummantelung der Schnecke, in
welcher die Biomasse getrocknet wird, auf 570 K abgekühlt. Im anschließenden Wärmetauscher
WT4, in dem Nutzwärme ausgekoppelt wird, wird das gesamte Abgas auf 380 K abgekühlt und
verlässt die Anlage über den Kamin.
Das bei der Pyrolyse entstandene Gas wird in der Brennkammer mit vorgewärmter Luftbei
Temperaturen von 1300 K bis 1450 K partiell oxidiert. Bei der Aufheizung der Vergasungsluft auf
860 K im Luvo wird das Rohgas auf 690 K abgekühlt, sodass ein weiterer Teil der Rohgaswärme
zurück in den Vergasungsreaktor geführt wird.
Der bei der Pyrolyse erzeugte Koks fällt durch die Brennkammer und bildet ein darunter
liegendes Koksbett. Das bei der partiellen Verbrennung des Pyrolysegases entstandene heiße Gas
durchströmt dieses Koksbett. Dabei werden die Verbrennungsprodukte CO2 und H2O teilweise
am Kohlenstoff des Koksbettes reduziert. Bedingt durch diese endothermen Reduktionsreaktionen
sinkt die Temperatur mit abnehmender Betthöhe bis auf die Rohgasaustrittstemperatur von 940 K.
Das heiße Rohgas wird stromabwärts des WT1 und des Luvos in einem weiteren Wärmetauscher
(WT2), in dem Nutzwärme ausgekoppelt wird, auf 380 K abgekühlt. Der Flugstaub wird in einem
Gewebefilter abgeschieden. Anschließend wird das entstaubte Rohgas auf 320 K abgekühlt,
wobei ein Großteil des im Rohgas vorhandenen Wasserdampfes kondensiert. Die bei dieser
Rohgaskühlung anfallende Wärme wird an die Umgebung abgeführt.
Um Schwankungen in der Gaszusammensetzung auszugleichen, durchströmt das Reingas einen
ca. 3 m 3 großen Gaspuffer. Anschließend findet im nachgeschalteten, motorischen BHKW die
Verbrennung des Reingases zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung statt.
Versuchsdurchführung
Der Anlagenbetrieb wurde vom 07.04.2003 bis zum 11.04.2003 während eines 2000 Stunden-
Langzeitversuches begleitet. Ziel des Langzeitversuches war, das Vergasungsheizkraftwerk
unterbrechungsfrei mit unbehandelten Holzhackschnitzeln zu betreiben und auf diese Weise
die Betriebsstabilität nachzuweisen. Auch wurde erprobt, ob nach einer Betriebsdauer von
mehreren 1000 Stunden ein erhöhter Verschleiß oder sich langsam aufbauende Verschmutzungen
in den Aggregaten der Gasaufbereitung festzustellen sind. Des Weiteren wurde der Einfluss des
Luftüberschusses bei der Verbrennung des Reingases im Motor auf die Motorabgasemissionen
untersucht.
Das Viking-VHKW wurde während der Begleitung des Anlagenbetriebs stabil und vollautomatisch
betrieben. Nur am 08.04.2003 kam es um 6:00 Uhr morgens zu einer Unterbrechung
des kontinuierlichen Anlagenbetriebs, da ein gemäß Brennstoffspezifikation unzulässig großes
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