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Holzvergaser
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Biomassevergasung ist der Prozess, bei dem Biomasse mit Hilfe eines Vergasungs- oder Oxidationsmittels (meist Luft, Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf) durch eine Verschwelung in ein Produkt- oder Brenngas umgewandelt wird. Da sowohl historisch, als auch aktuell, vor allem Holz als Biomasse zum Einsatz kommt, spricht man in der Regel auch von Holzvergasung.
Über die Vergasung kann die als Festbrennstoff vorliegende Biomasse in einen gasförmigen Sekundärbrennstoff umgewandelt werden, der in verschiedenen Nutzungsoptionen wie bsp. der Erzeugung von Wärme und Strom ( Kraft-Wärme-Koppelung ) oder als Kraft- und Treibstoff (Brenngas) oder für die Nutzung als Synthesegas für die chemische Synthese effizienter eingesetzt werden kann. Analoge Verfahren existieren auch für andere Festbrennstoffe, speziell für die Vergasung von Kohle (Kohlevergasung).
Letztlich geht jedem Verbrennungsprozess von Biomasse ein Vergasungsprozess voraus, da nicht diese selbst, sondern grundsätzlich nur die aus der Biomasse austretenden Gase brennbar sind.
Gammel Engineering hat das modular aufgebaute, hocheffiziente, brennstoffflexible Kombi Power System® entwickelt, das von ReGaWatt als Schlüsselfertige Lösung errichtet wird. Dabei wird bei dem Anlagentyp "Biomasse" ein Gegenstrom-Holzvergaser mit nachgeschalteter Brennkammer und extern befeuerter Gasturbine oder Gasreinigung und Verbrennungsmotor eingesetzt. Die Energieanlagen sind ausbaubar bis zum Gas und Dampf- ( GuD ) oder Gas und ORC ( GuORC ) Heizkraftwerk und liefern neben Strom aus naturbelassener Biomasse Wärme in Form von Warm- oder Heißwasser, Dampf, Heißluft oder Thermoöl.
Die Vergasung von Biomasse setzt nach der Trocknung bei Temperaturen von 150 °C ein, wobei erst Wasserdampf und Sauerstoff austreten. Bei höheren Temperaturen werden die Festbestandteile der Biomasse, vor allem das Lignin und die Cellulose, vergast. Dieses Gas entzündet sich, sobald Sekundärluft zugeführt wird, der Flammpunkt liegt bei 230 bis 280 °C.
Bei der technischen Biomassevergasung handelt es sich um eine Teilverbrennung mit Hilfe eines Vergasungs- oder Oxidationsmittels (meist Luft, Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf) ohne Entzündung bei Temperaturen von 700 bis 900 °C, bei der diese nicht wie bei der Verbrennung zu Kohlendioxid (CO2) sondern im Wesentlichen zu Kohlenmonoxid (CO) oxidiert wird. Weitere Komponenten des entstehenden Gases sind Wasserstoff (H2), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Wasserdampf (H2O) sowie abhängig von der eingesetzten Biomasse und vom Vergasungsverfahren eine Reihe von organischen Substanzen in unterschiedlicher Konzentration. Als fester Rückstand bleibt Asche und abhängig von der Vergasungsqualität Reste von Holzkohle. Bei Temperaturabsenkung des Prozessgases kondensiert der Wasserdampf, gemischt mit organischen Bestandteilen, zu einem Teer bzw. zu einem organisch belasteten Holzgaskondensat.
Das brennbare Produktgas kann in einem anschließenden Prozess durch eine Verbrennung (Brenngas) oder eine chemische Synthese (Synthesegas) unter Abgabe von Energie (exothermer Prozess) weiter oxidiert werden. Erfolgt die Vergasung mit Luft, so wird das dadurch mit Stickstoff verdünnte Produktgas häufig auch als Schwachgas (LCV, Low Calorific Value Gas) bezeichnet.
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Die Hydrothermale Vergasung stellt einen Sonderfall der Biomassevergasung dar, bei der nasse Biomasse zu Wasserstoff und Methan umgesetzt werden soll. Die Biokonversion erfolgt bei Temperaturen von 400 bis 700 °C und Drücken von 200 bis 300 bar durch die Reaktion mit überkritischem Wasser, wodurch eine nahezu vollständige Umsetzung der organischen Bestandteile der Biomasse erreicht wird.
Quellen
Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Biomassevergasung
http://de.wikipedia.org/wiki/Hydrothermale_Karbonisierung