biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

KAPITEL 9. MESSUNGEN AN VHKW
einem Wassergehalt von 30 % beträgt der Wasserdampfgehalt des Rohgases 38,5 %V ol.. 75,3 %
davon werden in der Rohgaswäsche kondensiert. Bei der Rückkühlung des Waschmediums
werden 757,4 kW Niedertemperaturwärme an die Umgebung abgegeben, sodass weitere 9,5 %
der Biomasseleistung nicht im Reingas gebunden werden. Des Weiteren entsteht bei der Wiederaufheizung
des Bettmaterials in der Brennkammer 1015 K heißes Rauchgas. Dieses wird bei der
Vergasungsdampferzeugung und zur Verbrennungsluftvorwärmung im Luvo auf 617 K abgekühlt.
Die verbleibende Rauchgaswärme (867,4 kW) wird zur Erzeugung von 473,4 kW Nutzwärme
verwendet, bevor sie die Anlage über den Kamin verlässt. Auf diese Weise werden weitere 10,9 %
der zugeführten Biomasseleistung nicht im Reingas gebunden. Infolge dieser Verluste erreicht das
FICFB-VHKW nur einen Wirkungsgrad der Vergasung von ηGas = 62,5 %. In einem zukünftigen,
energetisch optimierten FICFB-VHKW könnte der Wirkungsgrad der Vergasung durch eine
Trocknung der Biomasse mit Prozesswärme deutlich angehoben werden. Auf diese Weise würde
ein Teil der in der Anlage anfallenden Wärme zurück in den Vergasungsprozess geführt werden,
sodass weniger Koks in der Brennkammer zur Wiederaufheizung des Bettmaterials verbrannt
werden müsste.
Der niedrigste Wirkungsgrad der Vergasung wird mit ηGas = 48,7 % beim Betrieb des Carbo-
V-VHKW erreicht. Dieser niedrige Wert ist damit zu erklären, dass es sich bei der Anlage um
eine Versuchsanlage handelt, die betrieben wird, um die Auswirkungen unterschiedlicher Einsatzstoffe
und Betriebsparameter auf den Vergasungsreaktors zu erproben. Auf die Realisierung
wirkungsgradsteigernder Maßnahmen wurde bei der Errichtung der Anlage verzichtet. Daher
traten bei der Begleitung des Anlagenbetriebs Verluste auf, die in einer zukünftigen, energetisch
optimierten Anlage verhindert werden müssen:
• Die Brennkammer wurde bei 1720 K mit Sauerstoff als Oxidationsmedium betrieben.
Dementsprechend musste das Rohgas vor dem Verlassen des HTV von 1300 K auf 1070 K
gequencht werden, sodass 5,3 % der Biomasseleistung durch Kondensation des Quenchwassers
in der Gaswäsche an die Umgebung abgeführt wurden.
• Durch die hohe Brennkammertemperatur von 1720 K wurden bei der Kühlung des Brennkammermantels
56,9 kW bzw. 6,8 % der Biomasseleistung als Wärme an das Kühlwasser
übertragen und an die Umgebung abgeführt.
• Infolge der hohen Temperaturen in der Brennkammer und im HTV entstanden zusätzlich
Abstrahlverluste an der HTV-Reaktoroberfläche in Höhe von 5,4 % der Biomasseleistung.
• Während der Begleitung des Anlagenbetriebs wurden dem Koksbunker 33,0 kg/h (298,8 kW)
Pyrolysekoks aus dem NTV zugeführt, aber nur 25,3 kg/h (192,9 kW) für die Vergasung im
HTV entnommen, sodass 105,9 kW Pyrolysekoksleistung im Koksbunker verblieben und
somit quasi 12,7 % der Biomasseleistung als Pyrolysekoks aus dem Prozess ausgeschleust
wurden.
Durch den Betrieb der Brennkammer mit Luft als Oxidationsmedium und durch die Nutzung des
gesamten erzeugten Pyrolysekokses kann daher der Wirkungsgrad der Vergasung des Carbo-V-
VHKW deutlich erhöht werden.
Effizienz der Vergasung
Durch die Rückführung von Wärme aus der Funktionsgruppe der Stromerzeugung in die Funktionsgruppe
der Biomasseaufbereitung und der Vergasung gelingt es, eine Effizienz der Vergasung
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