3.4 Vergasung Flashcards
Zählen Sie die wichtigsten Vergasungsreaktionen auf und geben Sie deren Reaktionsgleichung an. Unterteilen Sie die Reaktionen ferner in heterogene und homogene Reaktionen und geben Sie jeweils an, ob es sich um eine exo- oder endotherme Reaktion handelt. Heterogene Reaktionen (g und s):
Het. Wassergas-Reaktion (WGR): C + H2O (g) -> CO + H2 (endotherm=+) Boudouard-Reaktion: C + CO2 -> 2 CO (+)
Wasserstoffvergasung: C + 2 H2 -> CH4 (exotherm=-)
Homogene Reaktion (g und g):
Hom. WGR: CO + H2= (g) -> CO2 + H2 (-); CO + 3 H2 -> CH4 + H2O (g)
Erklären Sie den Unterschied zwischen autothermer und allothermer Vergasung.
Die Wärme wird bei autothermer Vergasung durch partielle Oxidation des Einsatzmaterials, wäh- rend der Vergasung, und bei allothermer Vergasung indirekt, beispielsweise über einen Wärme- übertrager, zugeführt.
Welche Hauptkomponenten kommen im Produktgas einer Vergasung vor und welche uner- wünschten Nebenprodukte treten auf
Hauptkomponenten: CO, H2, H2O, CH4, eventueell weiteren Kohlenwasserstoffen, CO2, N2 Unerwünschte Nebenprodukte/Verunreinigungen: Grob- und Feinpartikel, Alkalien, langkettigen Kohlenwasserstoff-(Teere), Schwefel- (H2S), Stickstoff- (NH3, HCN), Halogenverbindungen (HCl, HF) und Kohlenstoff-Sauerstoff-Schwefel-Verbindungen (COS)
Nennen Sie die 3 Grundtypen von Vergasungsreaktoren. Vergleichen Sie qualitativ Partikelgrößen und Strömungsgeschwindigkeiten der Reaktortypen.
Festbett-, Wirbelschicht- und Flugstromvergaser
(entsprechend der Feurungsvverfahren)
Nennen Sie verschiedene Verfahren zu Teerentfernung.
(Primärmaßnahme: Die Auswahl einer geeigneten Vergasungstechnologie kann den Teergehalt im Produktgas auf ein gewisses Maß reduzieren.)
Für Nutzung der Produktgase in Stromerzeugung und Syntheseanlagen ist meist auch eine se- kundäre Teerentfernung nötig: Physikalische Methoden wie Wäscher oder Elektroabscheider, thermische oder katalytische Teerentfernung
Nennen Sie Einflussfaktoren, mit denen die Produktgas-zusammensetzung des bei der Verga- sung entstehenden Produktgases beeinflusst werden können.
Art, Form (und Menge) des Vergasungsmittels (beziehungsweise des Brennstoffs), Vergasungs- temperatur, Druckverhältnisse im Reaktor, Anwesenheit eines Katalysators, Bauart des Verga- sungsreaktors
Nennen Sie verschiedene im Produktgas der Vergasung enthaltene unerwünschte Verunreini- gungen und deren negative Folgen.
Unerwünschte Nebenprodukte/Verunreinigungen: Grob- und Feinpartikel, Alkalien, langkettigen Kohlenwasserstoff-(Teere), Schwefel- (H2S), Stickstoff- (NH3, HCN), Halogenverbindungen (HCl, HF) und Kohlenstoff-Sauerstoff-Schwefel-Verbindungen (COS)
Folgen können sein: Erosionen, Korrosionen, Ablagerungen in nachgeschalteten Anlagenteilen und emissionsseitige Umweltbelastungen
Nennen Sie die Bestandteile des bei der Vergasung entstehenden Produktgases (zur Verstromung) und gehen Sie kurz auf deren Eigenschaften ein.
Hauptkomponenten: CO, H2, H2O, CH4, eventueell weiteren Kohlenwasserstoffen, CO2, N2 ->CO2 und N2 sind nicht brennbar und inert
Unerwünschte Nebenprodukte/Verunreinigungen: Grob- und Feinpartikel, Alkalien, langkettigen Kohlenwasserstoff-(Teere), Schwefel- (H2S), Stickstoff- (NH3, HCN), Halogenverbindungen (HCl, HF) und Kohlenstoff-Sauerstoff-Schwefel-Verbindungen (COS)-> Sollen durch Gasreini- gung möglichst entfernt werden.
Nennen Sie Vor- und Nachteile der Luft- und der Sauerstoffwasserdampfvergasung.
Vorteile Luftvergasung gegenüber der Sauerstoffvergasung:
Vergleichsweise günstiges Vergasungsmittel, auch für Kleinanlagen ökonomisch darstellbar ->Mittelhoher Heizwert, kein Stickstoffgehalt im Produktgas, hoher Gehalt an Wasserstoff Nachteile Luftvergasung gegenüber der Sauerstoffvergasung: Produktgas enthält ca. 55 % Stickstoff, ein nicht zum Heizwert beitragendes (inertes) Gas -> Niederer Heizwert und Wasser- stoffgehalt, hoher Stickstoffgehalt.
Vorteile beider Verfahren gegenüber der (allothermen) Wasserdampfvergasung: Für die en- dotherme Vergasung notwendige Energie entsteht intern.
