Experimentelle Untersuchung und Prozess-Simulation der AER-Biomassevergasung zur Erzeugung eines regenerativen Erdgassubstitutes

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Beschreibung

Die Biomasse ist die einzige regenerative Energie, die Kohlenstoff enthält. Daher kommt der effizienten Konversion von Biomasse in kohlenstoffhaltige Sekundär- / Endenergieträger eine besondere Bedeutung zu.
Im Fokus der Arbeit stand die Weiterentwicklung der Wasserdampfbiomasse¬vergasung in einem Zweibettwirbelschichtreaktor nach dem „Absorption Enhanced Reforming“ Verfahren (AER) für die Erzeugung von kohlenstoff¬haltigem Erdgassubstitut. Zu diesem Zweck erfolgten experimentelle Unter¬suchungen im Labormaßstab bei AER-spezifischen Prozessbedingungen (z.B. Temperatur < 750 °C, Kalziumoxid-basiertes Bettmaterial) in einer stationären Wirbelschicht zur Ermittlung des Biomasseumsatzverhaltens sowie in einem Zweibettwirbelschichtreaktor zur Einstellung der Stöchiometrie des AER-Produktgases. Unter Einbeziehung der experimentellen Daten wurden Prozess-Simulationen zur Erzeugung von Erdgassubstitut mittels AER-Biomasse¬vergasung erstellt.
Die experimentellen und simulierten Ergebnisse zeigen, dass der Biomasse-umsatz, die AER-Produktgasstöchiometrie und die AER-spezifischen Prozess¬bedingungen für eine effiziente Erzeugung von Erdgassubstitut ( ≈ 65 %) aufeinander abgestimmt werden können. Der Ertrag an Erdgassubstitut kann sogar um den Faktor drei erhöht werden, wenn zusätzlich Elektrolysewasserstoff aus erneuerbarem Strom bei der AER-Biomassevergasung eingekoppelt wird.