biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

9.2. VERSUCHSAUSWERTUNG
ɛGas zu erreichen, die über dem Wirkungsgrad der Vergasung ηGas liegt. Neben der Beheizung
des Vergasungsreaktors oder der Vergasungsluftvorwärmung kann die Effizienz der Vergasung
insbesondere durch die Trocknung der Biomasse mit Motorabgaswärme angehoben werden.
Die höchste Effizienz der Vergasung von ɛGas = 93,3 % wird im Viking-VHKW erreicht, da
sowohl Rohgaswärme als auch Motorabgaswärme zum Beheizen der Schnecke, in der die
Pyrolysereaktionen und die Trocknung der Biomasse stattfinden, genutzt wird. Auf diese Weise
übersteigt die Effizienz der Vergasung mit ɛGas = 93,3 % den Wirkungsgrad der Vergasung ηGas
um 10,1 %-Punkte. Eine weitere Anhebung der Effizienz der Vergasung ist nur durch den Einsatz
von Biomasse mit einem höheren Wassergehalt als jenem der in der Versuchsanlage verwendeten
Biomasse möglich, da dann noch mehr Abgaswärme zurück in die Biomasseaufbereitung geführt
werden könnte.
Im Gegenstrom-VHKW werden 45,7 % der Vergasungsluft von 283 K auf 493 K mit 28,2 kW
Motorabgaswärme vorgewärmt, sodass die Effizienz der Vergasung mit ɛGas = 77,4 % um
1,3 %-Punkte höher als der Wirkungsgrad der Vergasung liegt.
Beim Carbo-V-VHKW und beim FICFB-VHKW wird keine zusätzliche Wärme aus dem BHKW
in den Vergasungsreaktor oder die Brennkammer eingekoppelt, sodass bei beiden Anlagen die
Effizienz der Vergasung dem Wirkungsgrad der Vergasung entspricht.
Verlust der Gasaufbereitung
In der Gasaufbereitung des Carbo-V-VHKW wird Rohgaswärme an die Umgebung abgeführt,
sodass 29,8 % der Rohgasleistung nicht genutzt werden (θGA = 29,8 %). Durch Verwendung
dieser Rohgaswärme zur Trocknung der Biomasse und/oder zur Vergasungsluftvorwärmung
könnte der Verlust der Gasaufbereitung deutlich gesenkt werden.
Da im Viking-VHKW 16,0 % der Rohgasleistung in Form von Wärme vorliegen und 39,6 %
dieser Wärme (4,8 kW) zur Motorabgasaufheizung im WT1 und zur Vergasungsluftvorwärmung
im Luvo genutzt und damit zurück in den Vergasungsreaktor geführt werden, beträgt der Verlust
der Gasaufbereitung nur θGA = 9,3 %. Eine weitere Reduktion des Verlustes der Gasaufbereitung
ist möglich, wenn ausschließlich Rohgaswärme zur Beheizung der Schnecke, in welcher die
Pyrolysereaktionen und die Trocknung der Biomasse stattfinden, verwendet wird. Allerdings
würde dies den Gesamtprozess nicht verbessern, da die in den Vergasungsreaktor und die
Biomasseaufbereitung zurückgeführte Leistung gleich bleibt.
Im FICFB-VHKW beträgt der Verlust der Gasaufbereitung θGA = 20,1 %, da mit dem teerbeladenen
Lösungsmittel und einem Teil des Reingases der Brennkammer des Vergasungsreaktors
1980,7 kW zugeführt werden. 84,0 % dieser Leistung werden zur Aufheizung des Bettmaterials
und zur Dampferzeugung für die Vergasung genutzt und zurück in den Vergasungsreaktor
geführt (Anhang A.3). 16 % werden im Wärmetauscher WT4 als Nutzwärme aus der Anlage
ausgekoppelt und nicht zurück in den Vergasungsreaktor geführt. Daher wird diese Wärme
bei der Berechnung des Verlustes der Gasaufbereitung nicht als Nutzen berücksichtigt. Bei der
Rückkühlung des Waschmittels werden 757,4 kW Wärme an die Umgebung abgeführt. Mit
der Rohgasleistung von 8495,0 kW und der Reingasleistung von 5122,2 kW berechnet sich der
Verlust der Gasaufbereitung zu θGA = 20,1 %. Durch Nutzung von Rohgaswärme zur Trocknung
87