Untersuchung der Co-Vergasung von Weichholzpellets und Steinkohle in einem Zweibettwirbelschichtvergaser

Abstract

Ein z.B. möglicher Ansatz zur Minderung der CO2-Emissionen, der von der Wissenschaft verfolgt wird, stellt der vermehrte Einsatz von biogenen Brennstoffen dar. Der fossile Brennstoff Kohle ist noch in großer Menge und vor allem in Regionen, die als politisch unproblematischer gelten, verfügbar. Im Zuge des EU-Projektes FLEXGAS wurden dazu mit einer 100kWBWL Technikumsanlage an der TU Wien Versuche zur Co-Vergasung von festen biogenen und festen fossilen Brennstoffen bei Umgebungsbedingung durchgeführt. Diese Arbeit handelt zum Einem von einer Zusammenstellung der bereits eingesetzten Vergasertypen für biogene und fossile Brennstoffe und zum Andern von der Durchführung einer Variation der Brennstoffmischungen aus Weichholzpellets und Steinkohle. In der die Zweibett-Wirbelschicht-Vergasung realisiert wird, welche die Vorteile bietet wie z.B. nahezu stickstofffreies Produktgas, sehr geringen Teergehalt des Produktgases aufgrund des Einsatzes von Kohle als Brennstoff und Dampf als Vergasungsmittel sowie der Möglichkeit zur Verwendung eines Katalysator als Bettmaterial. Der Fokus dieser Arbeit richtet sich hauptsächlich auf die im Produktgas gemessenen Bestandteile CO, CO2, H2 und CH4 sowie des Teer-, Staub-, Ammoniak- und Schwefelwasserstoffgehaltes im Produktgas in Abhängigkeit der eingesetzten Brennstoffmischung. Aus den Versuchsergebnissen konnte eine signifikante Reduktion des Teergehaltes (<5g/Nm³) und des CO2-Gehaltes (<19Vol%,trocken) im Produktgas, mit sinkendem Biomasseanteil im zu vergasenden Einsatzstoff, festgestellt werden.<br />Diesen Vorteilen stehen die Nachteile wie Erhöhung des NH3- und H2S-Gehalts im Produktgas mit steigendem Kohleanteil gegenüber.<br />Hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten, wie der gekoppelten Wärme- und Stromerzeugung, der Wasserstoffherstellung, der Herstellung von synthetischem Erdgas, der Fischer-Tropsch-Synthese, der Herstellung weiterer flüssiger Brennstoffe usw. sind bezüglich der Produktgaszusammensetzung kaum Grenzen gesetzt.