Stickstoff-, Chlor- und Schwefelbilanzen über das Biomasse - Block - Heiz - Kraftwerk Güssing

Abstract

Das Biomasse Block Heiz Kraftwerk in Güssing erzeugt über die Wirbelschicht-Dampfvergasung ein hochkalorisches Gas, das für verschiedenste Anwendungen genutzt werden kann. Da im Brennstoff Stickstoff, Chlor und Schwefel vorhanden sind, werden aus diesen Elementen bei der Vergasung Verbindungen freigesetzt, die sowohl die Anlage schädigen, wie auch die weitere Nutzung des Produktgases einschränken können. Die Entstehungsmechanismen von gasförmigen Stickstoff-, Chlor- und Schwefelverbindungen bei der Vergasung von Biomasse mit Dampf in einer stationären Wirbelschicht sind bis zu diesem Zeitpunkt noch weitgehend unerforscht. Des Weiteren wurde bisher noch keine Beurteilung der bestehenden Gasreinigungsschritte im Biomasse Block Heiz Kraftwerk Güssing durchgeführt. Auch sind die Wege dieser Elemente innerhalb der Anlage völlig unbekannt.<br />Ziel dieser Arbeit ist es, alle Stoffströme im Biomasse Block Heiz Kraftwerk Güssing auf Stickstoff-, Chlor und Schwefel - Komponenten zu untersuchen und anhand dieser Ergebnisse eine Bilanz über das Kraftwerk zu erstellen. Für diese Aufgabe war es notwendig, Analysenverfahren zur Quantifizierung dieser Schadstoffe in den verschiedenen Prozessmedien zu entwickeln. Zusätzlich sollte eine Beurteilung der Produkt- und Rauchgasreinigung in Hinblick auf die Abscheidung dieser Elemente getroffen werden.<br />Diese Arbeit besteht aus fünf Teilen und ist in die Abschnitte A bis E gegliedert. Teil A gibt einen Überblick die Verfahren zur energetischen Biomassenutzung und stellt die thermische Gaserzeugung vor. Teil B geht sehr detailliert auf das Vergasungsverfahren des Biomasse Block Heiz Kraftwerks in Güssing ein und stellt die einzelnen Anlagenkomponenten vor. Die Teile C (Stickstoff), D (Chlor) und E (Schwefel) zeigen die Bilanzen über das Kraftwerk.<br />

The biomass based combined heat and power plant in Güssing produces by using a fluidised bed steam gasification a high calorific gas, usable for different applications. Wood chips are used as feedstock, which contain in minor quantities nitrogen, chlorine and sulphur as well. During the gasification process, these compounds are set free to the product gas, can damage downstream equipment and limit the further utilisation of the product gas. Until today the formation mechanisms of gaseous components from nitrogen, chlorine and sulphur by gasification of biomass with steam in a stationary fluidised bed have not been investigated in detail. Furthermore no assessment of the gas cleaning in the power plant Güssing has been made, therefore the pathes of these elements within the system are not yet known.<br />In this work the mass flows of the nitrogen, chlorine and sulphur components throughout the biomass gasification plant Güssing is investigated. On this basis a mass balance for the total system can be set up. For the quantification of these pollutants in different process streams it was necessary to develop analysis techniques. Additionally the separation efficiency of the gas cleaning for the product and the flue gas regarding these components were assed.<br />This work is structured into five separated sections, labeled A to E.<br />Section A gives an overview over the methods of energetic usage and the theromochemical conversion of biomass. Section B describes the gasification process of the biomass gasification plant in Güssing and the different system components. The following sections C, D and E show the balances for nitrogen, chlorine and sulphur.