Product gas cleaning for biomass gasification with focus on catalytic tar decomposition and operation of a downstream reformer

Abstract

Die Vergasung von Biomasse ist eine vielversprechende Technologie für die dezentrale Erzeugung von Wärme, Strom und Syntheseprodukten. Systeme zur Biomassevergasung müssen jedoch verbessert werden, um sie gegenüber anderen Kraftwerkstypen konkurrenzfähig zu machen. Die Gasreinigung nimmt hierbei eine Schlüsselrolle ein.<br />Zurzeit wird das Produktgas mittels Filter und Wäscher gereinigt. Da das Produktgas jedoch vor diesen Gasreinigungsschritten gekühlt werden muss, sind diese Systeme nicht energieezient.<br />Diese Arbeit zeigt Optionen zur Heiÿgasreinigung von Produktgas auf. Die Reduktion von Chlor-, Sticksto- und Schwefelverbindungen sowie Partikeln und Teeren ist hierbei berücksichtigt. Ein Kapitel befasst sich im Speziellen mit der gegenwärtigen Erforschung von Katalysatoren zur Spaltung von Teeren. Es wurden Versuche an einem dem Vergaser nachgeschalteten Teerreformer an dem Biomassekraftwerk Güssing, Österreich, durchgeführt. Ein Teilstrom des Produktgases wurde von dem Vergaser in den Teerreformer geleitet. In dem Reformer befanden sich zwei Lagen von Monolithen.<br />Die durchgeführten Tests zeigten vielversprechende Resultate für die weitere Erforschung eines solchen Gasreinigungssystems. Temperatursprünge während der Versuche führten jedoch zu thermischer Beanspruchung der Monolithen. Die Resultate werden präsentiert und diskutiert.<br />

Biomass gasification is a promising technology for dezentralized generation of heat, power and synthetic products. However, biomass gasification systems have to be improved to make them more competitive. Gas cleaning is one of the key areas in which an improvement has to be achieved. Currently, the product gas is cleaned with cold gas filters and scrubbers. Since the product gas has to be cooled down before gas cleaning, the energy eciency of these systems decreases.<br />This thesis reviews hot gas cleaning options to reduce impurities in the product gas.<br />The reduction of chlorine-, nitrogen- and sulfur compounds as well as particles and tars is considered. One chapter will specifically highlight the current research of catalysts for decomposition of tars. Experiments on a downstream tar reformer at the biomass gasification plant in Güssing, Austria, were carried out. A slip stream of product gas from the gasifier was transported into the reformer. Inside the reformer there were two layers of monoliths. The tests showed promising results for further investigations. However, sudden temperature changes during the experiments led to strain of the catalysts. The results are presented and discussed.