Experimentelle und simulative Untersuchung der Wasserdampfvergasung von Klärschlamm und weiteren biogenen Brennstoffen

Abstract

Die allotherme Zweibett-Wirbelschichtwasserdampfvergasung ist ein thermochemisches Konversionsverfahren zur Umwandlung eines festen Brennstoffes in ein wasserstoffreiches und hochqualitatives Produktgas. In dieser Arbeit wird mittels experimenteller und simulativer Methoden der Einfluss verschiedener kostengünstiger biogener Brennstoffe wie Klärschlamm, Rinder- und Schweinegülle sowie Holzpellets auf den Vergasungsprozess untersucht. Die experimentellen Untersuchungen haben gezeigt, dass die Wasserdampfvergasung dieser biogenen Brennstoffe möglich ist: Die Untersuchungen zeigten, dass eine hohe Produktgasausbeute erreicht werden kann. Ebenso zeigte sich, dass sich die Zusammensetzung des Produktgases zwischen den verschiedenen Brennstoffen nur leicht unterscheidet. Zu berücksichtigen ist allerdings eine deutlich erhöhte Konzentration an Begleitgasen wie Teere, NH3, H2S oder HCl im Produktgas bei der Vergasung von biogenen Brennstoffen. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen wurde ein Prozessmodell der Wasserdampfvergasung von Klärschlamm erstellt. Mittels der Prozesssimulation konnten Kaltgaswirkungsgrade von nahezu 70 % berechnet werden.