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9.2. VERSUCHSAUSWERTUNG
Anhebung des Vergasungsluftmassenstromes im Koksbett am Reaktorboden mehr CO2 durch die
vermehrt ablaufenden Oxidationsreaktionen bildete. Dieses strömte im Vergasungsreaktor nach
oben und wurde am festen Kohlenstoff des Pyrolysekokses zu CO reduziert (Boudouard-Reaktion
4.5, Kapitel 4.2.1).
Mit zunehmenden CO-Gehalt sanken der Gehalt an H2-, CO2- und CH4 im Reingas. Auch wenn
dieser Zusammenhang in Abbildung 9.13 nur unscharf zu erkennen ist, so ist dies im Wesentlichen
auf den größeren Anteil an N2 und CO im Reingas zurückzuführen. Die Verhältnisse
von erzeugtem H2-, CO2- und CH4-Massenstrom zum zugeführten Massenstrom der Biomasse
blieben in etwa konstant.
Aufbauend auf den Messwerten werden die Massen- und Energiebilanzen geschlossen. Bilanziert
wird über den Zeitraum vom 28.01.2004, 17:00 Uhr bis 29.01.2004, 10:00 Uhr, da in diesem
Zeitraum die Leistung des Vergasungsheizkraftwerkes etwas angehoben wurde. Die während der
Anlagenausfälle aufgenommenen Messwerte werden nicht bilanziert. Die geschlossenen Massenund
Energiebilanzen sind im Anhang A.4 aufgeführt.
9.2 Versuchsauswertung
Aufbauend auf den Messergebnissen werden die Massen- und Energiebilanzen geschlossen.
Dafür werden die verfahrenstechnischen Schaltungen der Vergasungsheizkraftwerke in dem
Simulationsprogramm Ebsilon Professional abgebildet. Auf eine ausführliche Programmbeschreibung
wird an dieser Stelle verzichtet und auf die Programmdokumentation in [62] verwiesen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Simulationsprogramm um ein Modul, in dem die in den
Vergasungsreaktoren ablaufenden Reaktionen energetisch bilanziert werden, erweitert, da sich
das im Simulationsprogramm vorhandene Vergasermodul nur für die energetische Simulation von
Flugstromvergasungsreaktoren, die bei Temperaturen von 1700 K und höher betrieben werden,
eignet. Das entwickelte Vergasermodul wird in Kapitel 9.2.1 kurz erläutert.
Die Validierung der Messdaten zum Schließen der Massen- und Energiebilanzen erfolgt mit Hilfe
des Simulationsprogrammes durch Minimierung der Summe der Abweichungen zwischen den
Messwerten und den validierten Daten. Mit den geschlossenen Bilanzen erfolgt die Auswertung
der Messergebnisse mit den in Kapitel 6 aufgeführten Kennzahlen. Anhand dieser Kennzahlen
wird gezeigt, welche Wirkungsgrade beim Betrieb der untersuchten Vergasungsheizkraftwerke
erreicht werden und in welchen Aggregaten hohe Verluste auftreten (Kapitel 9.2.2 und Kapitel
9.2.3).
Anschließend wird die gemessene Reingasqualität zur Beurteilung der Motortauglichkeit des
Reingases aufgeführt und diskutiert. Insbesondere der Teergehalt des Reingases wird detailliert
betrachtet (Kapitel 9.2.4).
Abschließend werden die gemessenen Emissionen aufgeführt und den gesetzlich zulässigen
Emissionsgrenzwerten gegenübergestellt (Kapitel 9.2.5). Denn nur bei Einhaltung der zulässigen
Grenzwerte dürfen die Vergasungsheizkraftwerke dauerhaft in Deutschland zur gekoppelten
Strom- und Wärmeerzeugung betrieben werden.
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