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9.2. VERSUCHSAUSWERTUNG
In der Rohgaswäsche des FICFB-VHKW nimmt die Rohgastemperatur von 435 K auf 318 K
ab, sodass eine Wärmeleistung von 757,4 kW ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird.
Da bei dieser Abkühlung Teere auskondensieren, wird die abgeführte Wärme nicht in einem
Rohrbündelwärmetauscher zur Nutzwärmeerzeugung ausgekoppelt.
Der höchste Brennstoffausnutzungsgrad von ω = 76,8 % wird im Gegenstrom-VHKW in Harbøore
erreicht. Die Nutzwärme wird beim Abkühlen des Rohgases auf 310 K und durch Nutzen der
Abwärme aus dem BHKW und der Abwasseraufbereitung erzeugt. Nicht berücksichtigt wird
dabei die Wärme, die durch die Verbrennung der aus dem Rohgas abgeschiedenen Teere mit
mehr als zehn Kohlenstoffatomen entsteht, da diese Teere entsprechend dem Nutzwärmebedarf
im Winter diskontinuierlich verbrannt werden. Beim Betrieb des Gegenstromvergasers werden
19,6 % der Biomasseleistung in Teeren gebunden. 54 % der in den Teeren gespeicherten chemischen
Energie sind in den Teeren mit mehr als zehn Kohlenstoffatomen, die im Teertank
gespeichert werden, zu finden. Bei einer kontinuierlichen Verbrennung dieser Teere würde der
Brennstoffausnutzungsgrad ω = 86,4 % betragen.
Im Gegenstrom-VHKW in Harbøore wird die Nutzwärme auf einem niedrigen Temperaturniveau
von 318/341 K ausgekoppelt. Im Vergleich dazu liegt die im FICFB-VHKW ausgekoppelte
Nutzwärme auf einem Temperaturniveau von 353/393 K. Mit einer Anhebung der Vor- und Rücklauftemperaturen
des Gegenstrom-VHKW würde weniger Nutzwärme im Rohgaswärmetauscher
WT1 erzeugt werden und daher der Brennstoffausnutzungsgrad sinken.
Wirkungsgrad der Vergasung
Der höchste Wirkungsgrad der Vergasung von ηGas = 83,2 % wird beim Betrieb des Viking-
VHKW erreicht. Durch die Rohgaskühlung von 940 K auf 690 K zur Vergasungsluftvorwärmung
und zur Aufheizung des Motorabgases, das zur Beheizung der Pyrolyseschnecke verwendet wird,
werden 39,4 % der Rohgaswärme zurück in den Vergasungsreaktor geführt. Eine Anhebung
des Wirkungsgrades der Vergasung gelingt, indem Rohgaswärme anstatt von Abgaswärme
zur Beheizung der Schnecke, in der die Pyrolysereaktionen und die Trocknung der Biomasse
stattfinden, verwendet wird.
Der Wirkungsgrad der Vergasung des Gegenstrom-VHKW beträgt ηGas = 76,1 %.Dabei werden
19,6 % der Biomasseleistung in den Teeren des Rohgases gebunden. Diese werden in der
Gasaufbereitung aus dem Rohgas abgeschieden und entweder zur Nutzwärmeerzeugung oder
in der Abwasseraufbereitung verbrannt. Zusätzlich entstehen Wärmeverluste an der Oberfläche
des Vergasungsreaktors, sodass weitere 4,0 % der Biomasseleistung nicht im Rohgas gebunden
werden. Gelänge es, die Teere, die zurzeit zur Nutzwärmeerzeugung im Winter verbrannt werden,
zurück in den Vergasungsreaktor zu führen und dort zu verbrennen, könnte der Wirkungsgrad der
Vergasung um 10,4 % angehoben werden. Da diese Möglichkeit der Prozessverbesserung jedoch
noch nicht erprobt worden ist, wird sie in dieser Arbeit nicht weiter berücksichtigt.
Beim Betrieb des FICFB-VHKW wird ein Wirkungsgrad der Vergasung von ηGas = 62,5 %
erreicht. Damit liegt er 13,6 %-Punkte bzw. 20,7 %-Punkte niedriger als der Wirkungsgrad der
Vergasung des Gegenstrom- bzw. des Viking-VHKW. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die
im WT1 aus dem Rohgas ausgekoppelte Wärme von 1161,8 kW (14,6 % der Biomasseleistung)
nicht zurück in den Vergasungsreaktor geführt sondern zur Nutzwärmeerzeugung verwendet
wird. Durch die autotherme Dampfvergasung und durch die Verwendung von Biomasse mit
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