Vergasung Flashcards
Was sind die Inputs and Outputs bei der Biomasse Vergasung?
Biomasse + Vergasungsmittel —> Synthesegas + Wärme + Rückstände
Was ist die Reaktion für Biomasse Vergasung?
Biomasse + O2/ H2O —> CO + H2 + CH4 + CxHy + CO2 + H2O + (N2/ NH3) + Teere + Staub + Koks (Asche + C_fix)
Was sind die Gründe für Einsatz von Biomassevergasung mit KWK?
◼ Nutzung von erneuerbaren Energien
◼ Dezentral: Reduktion Transportkosten + Wertschöpfung vor Ort
◼ Reduktion Verbrauchskosten für Wärme und Strom
◼ Gasförmiger Sekundärenergieträger, z.B. für Kraftstoffherstellung
Was sind die Vorteile von Vergasung gegenüber Verbrennungssystemen in niedrigem Leistungsbereich
◼ Hohe elektrische Leistungsausbeuten bei geringer thermischer Leistung (anfallende Wärmemenge)
◼ Hohe spezifische Kosten von Verbrennung + Dampfkraftprozess
Was sind die Wege Wärme für die Vergasung bereitzustellen?
- Autotherm: Teiloxidation des Brennstoffs (z.B durch Luft/ Sauerstoff)
- Allotherm: Beheizung über Wärmeträger, Dampf, etc. (Wand allein nicht ausreichend) (z.B. durch Wasserdampf und CO2)
Was ist der Temperaturbereich für Vergasung?
700-1000 C
Was sind die H_u, N2-Gehalt und H2-Gehalt im Produkt durch autotherme Luftvergasung?
H_u: niedrig
N2: hoch
H2: niedrig
Was sind die H_u, N2-Gehalt und H2-Gehalt im Produkt durch autotherme Luft- und Dampfvergasung?
H_u: mittel
N2: null
H2: hoch
Was sind die H_u, N2-Gehalt und H2-Gehalt im Produkt durch allotherme Dampfvergasung?
H_u: mittel
N2: null
H2: hoch
Was sind die H_u, N2-Gehalt und H2-Gehalt im Produkt durch allotherme CO2-vergasung?
H_u: mittel
N2: null
H2: mittel
Wie ist der Gleichgewicht der Boudouard und Heterogene Wassergas-Reaktionen von Temp. abhängig?
Je höher die Temp., desto mehr Produktseite, weil die Reaktionen Endotherm sind
Wie ist der Gleichgewicht der Boudouard und Heterogene Wassergas-Reaktionen von Druck abhängig?
Je höher die Druck, desto langsamer ist das Prozess, weil die Produktseite ein höheres Volumen von Gas haben, und ein höheres Druck wirkt gegen die Volumenerhöhung
Wie ist der Gleichgewicht der Methan und Homogen Wassergas-Reaktionen von Temp. abhängig?
Je höher die Temp., desto weniger Produkt, weil die Reaktionen exotherm sind.
Wie ist der Gleichgewicht der Methan-Reaktion von Druck abhängig?
Je höher die Druck, desto schneller kann man das Produkt gewinnen
Arten von Festbettvergaser?
◼ Gleichstrom
◼ Gegenstrom
◼ Doppelfeuer
◼ Gestuft
Arten von Wirbelschichtvergaser?
◼ Stationär
◼ Zirkulierend
Arten von sonstigen Vergasern?
◼ Drehrohr
◼ Schneckenrohr
◼ Verfahrenskombinationen
Wie funktioniert der Gleichstromvergaser?
Brennstoff kommt von oben. Oxidationszone ist in der Mitte, wo Vergasungsmittel eingegeben wird. Brenngas verlässt von unten, nachdem es die Koks reduziert. Wenige Chance von Teere, weil das Pyrolysegas durch die Oxidationszone geht, wo es gebracht werden kann.
Wie funktioniert der Gegenstromvergaser?
Brennstoff von oben und Vergasungsmittel von unter. Oxidationszone ist in der unteren Seite und das Brenngas verlässt von oben. Probleme mit Teere, weil das Pyrolysegas nicht durch eine heiße Zone geht, und deshalb kann später in der Leitung kondensieren.
Wie funktioniert Doppelfeuervergaser?
Luft und Brennstoff von oben. Aber auch Luftzonen unten und in der Mitte, Produktgas verlässt von zwischen diesen Zonen.
Wie funktioniert stationärer Wirbelschichtvergaser?
Vergasungsmittel von unten und Brennstoff von der Seite. Dort sind sie gewirbelt und das Brenngas verlässt von oben, nach dem Freiraum.
Wie funktioniert zirkulierender Wirbelschichtvergaser?
Vergasungsmittel von unten und Brennstoff von der Seite. Sie sind im ganzen Vergaser gewirbelt und das Brenngas verlässt oben und der Brennstoff kommt zurück unten durch die Rückfuhrleitung.
Wie funktioniert Flugstromvergaser?
Vergasungsmittel und Brennstoff sind von oben geführt und direkt durch Brenner vergast. Brenngas verlässt unten an der Seite und Asche fällt unten.
Nachteil von Wirbelschicht gegenüber Festbett?
Viel mehr Staub besonder bei Luftvergasung, aber immer noch viel bei Dampfvergasung
Warum gibt es wenig Teereprobleme bei Dampfvergasung?
Teere können mit Dampf gecrackt werden
Wie vergleichen die Brennstoffpartikelgröße bei unterschiedlichen Vergasern?
Groß bei Festbett (5-200/ 20-200 mm)
Mittel bei Wirbelschicht (1-50/ 1-10 mm)
Klein bei Flugstromvergaser (< 1 mm)
Reaktionstemperatur für Festbettvergaser?
Bis 1100 C
Reaktionstemperatur für Wirbelschichtvergaser?
Bis 950 C
Reaktionstemperatur für Flugstromvergaser?
Über 1200 C
Was ist die Prozesskette für Biomassevergasung?
◼ Brennstofflager, -aufbereitung und Förderung
◼ Gaserzeuger (Reaktor)
◼ Gasaufbereitung (Reinigung und Kühlung)
◼ Gasnutzung (Verbrennungsmotor, Gasturbine, Synthese)
◼ Abgasnachbehandlung
Was sind die trockene Verfahren für Partikelabscheidung?
Trockene Verfahren (Gewebefilter, Zyklon, Elektrofilter, Filterkerzen)
◼ Heißgas (Kerzen, Zyklone)
◼ Kaltgas (Gewebefilter)
Was sind die nasse Verfahren für Partikelabscheidung?
Nasse Verfahren (Wasser oder organisches Lösungsmittel)
◼ Temperaturunabhängig, simultane Gaskühlung
Was sind die Methoden für Teerabscheidung?
◼ Abscheidung meist gemeinsam mit Partikeln
◼ Nassverfahren: Kondensation und Austrag über Waschflüssigkeit
◼ Trocken: Teere lagern sich an Partikel an, Abscheidung im Filterkuchen eines Gewebefilters
Wie wird die Kühlung für das Brenngas gemacht?
◼ Wärmetauscher
- Gas-Gas: Trocknung
- Gas-Wasser: Nutzwärmeauskopplung
Wie groß sind die Biomassevergaseranlages üblicherweise?
Meist kleinanlagen, also 10-1000 kW Bereich. Das Problem mit Großanlagen sind, dass sie nicht wirtschaftlich sind.
Was sind die Prozessschritte einem Burkhardt Vergaser?
Pelletsilo
Siebung und Zuführung
Vergaser (Bewegbett; Luft im Gleichstrom; Brennstoff läuft gegengravimetrisch)
Wärmeübertrager
Gewebefilter
Gaskühler
Zündstrahlmotor
Abgaskühler
Abgasreinigung
Schornstein/ Fackel
Welche Brennstoff wird normalerweise in diesen Vergaseranlagen benutzt?
Holzhackschnitzel, aber Burkhardt Vergaser nutzt Holzpellets, was teurer aber sicherer sind.
Was soll im Reaktor bzgl. Luft Verteilung beachtet werden?
◼ Gleichmäßige Luftverteilung
◼ Homogene Temepraturverteilung
◼ Düsenanordnung und Geometrie
Wie funktioniert ein gestuftes Verfahren?
◼ Räumliche Trennung von Pyrolyse, Oxidation und Reduktion
◼ Pyrolysezone: mit indirekter Beheizung mit Produktgas
