Erste Versuche an einer druckaufgeladenen Biomasse - Vergasungsanlage mit einer stationären Wirbelschicht

Abstract

Gegenwärtig ist man sich sehr bewusst, dass der Mensch mit seinem Verbrauch an fossilen Brennstoffen eine der Hauptursachen des Klimawandels darstellt. Energiegewinnung aus Biomasse ist eine von mehreren Alternativen zu dem herkömmlichen Verarbeiten fossiler Brennstoffe.<br />Diese Diplomarbeit handelt von den ersten Versuchsreihen an einer Vergasungsanlage. Es ist dies ein Reaktor mit einer stationären Wirbelschicht, der druckbeladen betrieben werden kann. Weltweit gibt es mit solchen Biomasse - Vergasungsanlagen nur sehr wenige Erfahrungswerte. An dieser Anlage findet also Grundlagenforschung in diesem Bereich statt. Der erreichbare hohe Anteil an CO und H2 im Produktgas und das Faktum, dass dieses Gas bereits unter Druck steht, ermöglichen einige interessante Anwendungen: Herstellung von Synthesegas, Fischer- Tropsch- Synthese zur Herstellung flüssiger Brennstoffe, der Einsatz direkt in einer Gasturbine oder in einer Brennstoffzelle.<br />Bei den ersten Experimenten wurde als Vergasungsmedium Luft eingesetzt, in weiterer Folge sind auch reiner Sauerstoff und Wasserdampf als Medium eingeplant. Mittels Parameter - Variation wurden Daten erhoben und ausgewertet. Ziel ist es, ein optimales, kalorisch hochwertiges, stickstofffreies Produktgas zu erhalten, mit möglichst wenig ungewollten Nebenprodukten, wie Teeren. Des Weiteren wurden Erfahrungen mit der Alltagstauglichkeit der Apparatur gesammelt, um in Folge von Schwierigkeiten bei den Experimenten, den Reaktor selbst oder auch Arbeitsabläufe verbessern zu können. Der installierte Filter stellte sich als limitierender Faktor heraus. Auch die Druck- und die Temperaturregelung müssen noch optimiert werden. Das Biomasse- Transport- System ist im Zeitrahmen dieser Diplomarbeit schon verändert worden.<br />

These days there is conscience, that mankind with its use of fossil fuels is one of the main reasons for climate change. The use of biomass (renewable energy) is an alternative to fossil fuels.<br />This paper presents the analysis of the first experiments on a pressurized bubbling fluidized bed biomass gasification plant. Worldwide there are only a few of this kind of plant. Therefore the knowledge about this technology is little. Basic research is done in this scientific field with the help of this reactor.<br />The high content of CO and H2 as well as the pressure of the producer gas predestine it for the use as synthesis gas for chemical synthesis, to produce Fischer- Tropsch- fuels, to use it in a gas turbine or in a fuel cell.<br />During the experiments only air was used as gasification agent. In the future pure oxygen and hot steam will also be used as gasification agents. Process parameters were modified. Data of the content of the producer gas were evaluated. The aim of these experiments is to produce a gas, with a high caloric value, with low tar and poor in nitrogen. Furthermore experiences were made, in respect of the improvement of operational procedures and the improvement of installed equipment. The high temperature membrane metal filter was a limiting factor. As well the regulation of pressure and temperature has to be improved. The biomass feeding system has already been modified to avoid a blockage of the system.<br />