DE3517187A1

DE3517187A1 - Beseitigung des kondensats aus vergasungsprozessen von biomassen

Info

Publication number: DE3517187A1
Application number: DE19853517187
Authority: DE
Inventors: Johannes 5000 Köln Ferges
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Ferges Johannes 5060 Bergisch Gladbach De
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1986-11-13

Description

Beseitigung des Kondensats aus Vergasungsprozessen von
Biomassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung des oei der Vergasung von Biomasse anfallenden Kondensats in Verbindung mit einem vom Prozeßgas angetriebenen Gasmotor.
Es ist bekannt, durch Vergasung Energie aus Biomasse wie Holz, landwirtschaftlichen Abfällen, Rückständen aus der Lebensmittelindustrie und ähnlichem zu gewinnen. Das Prozeßgas wird häufig am Ort der Entstehung als Kraftstoff für einen Gasmotor, der einen Generator antreibt, verwendet. Es kann damit eine netzunabhängige Elektrizitätsversorgung erreicht werden. Ein solcher Prozeß ist beispielsweise in einen Prospekt der KHD Humboldt Wedag AG, Energie aus Biomasse durch KHD-Holzgas-Kraftaniage, beschrieben.
Bei der Vergasung fällt ein Kondensat an, das neben Wasser auch Phenole, Kressole und Teeröle enthält. Es muß aus dem Prozeßgas entfernt werden, und die umweltgerechte Aufarbeitung oder Vernichtung dieses Kondensats ist bis jetzt ein Hauptkriterium, ob eine Vergasungsanlage wirtschaftlich betrieben werden Kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bei der Vergasung von Biomasse anfallende Kondensat umweltgerecht und kostengünstig aufzuarbeiten.
Die Aufgabe wird bei einem solchen Prozeß, bei dem das Prozeßgas als Kraftstoff für einen Gasmotor verwendet wird, dadurch gelöst, daß das Kondensat in die heißen Abgase des Gasmotors eingesprüht und dieses Gemisch durch eine Katalysatorkammer geführt wird.
Die vorgeschlagene Art der Vernichtuny des Kondensats pat optimal in den Umwandlungsprozeu der Biomasse in elektrische Energie. Besonders geeignet ist es bei der Holzvergasung.
Das Abgas aus einem Gasmotor hat eine Temperatur um 500 bis 600 DC. Die Betriebstemperatur der Katalysatoren zur Spaltung und Oxidation insbesondere der aromatischen Ver#indungen beträgt etwa 400 OC, Die im Abgas des Gasmotors sonst nicht mehr genutzte enthaltene Wärme reicht gewöhnlich voll aus, das gesamte Kondensat auf mindestens 400 0C vorzuwärmen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Menge des eingesprühten Kondensats so zu begrenzen, dad die Temperatur des Abgases in der Katalysatorkammer nicht unter einen Mindestwert, vorzugsweise nicht unter 400 OC, abfällt. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Anfahren oder bei Störungen eine zu große Kondensatmenge das Abgas so weit abkühlt, daß die Wirksamkeit des Katalysators beeintrachtigt wird.
Eine Gasanlage in Verbindung mit einem Gasmotor ist in der Zeichnung dargestellt und das Verfahren daran beispielhaft weiter erläutert. In fast allen Biomassen, auch in Holz, ist so viel Feuchtigkeit enthalten, dald das im Vergasungsreaktor 1 erzeugte Rohgas nicht direkt einem Gasmotor 2 zugeführt werden kann, sondern eine Gasreinigung 3 erforderlich ist. Dabei werden auch schwere Kohlenwasserstoffe, insbesondere Phenole, Kressole und Teeröle, abgeschieden. Sie werden gemäß der Erfindung in die heißen Abgase 4 aus dem Gasmotor 2 in eine Mischkammer 5 eingedüst. Die Motorabgase haben eine Temperatur von 500 bis 600 OC, In der mit Katalysator gefüllten Reaktionskammer 6 werden die schweren Kohlenwasserstoffe in leichte ungefährliche Stoffe gespalten und/oder mit dem Restsauerstoff oxidiert, vorausgesetzt, daß die Temperatur in der Katalysatorkammer nicht unter 400 0C absinkt. Zu diesem Zweck ist in der Anlage eine Steuereinrichtung 8 vorgesehen. Zeigt der Temperaturfühler 7 eine zu niedrige Temperatur an, wird die eingesprühte Kondensatmenge verringert. Ein eventuell benötigter Zwischenspeicher ist nicht eingezeichnet; auch bei feuchtem Holz reicht die zur Verfügung stehende Wärmemenge im Mittel aus, um die Minsesttemperatur in der Reaktionskammer 6 zu gewährleisten, zumal aus der katalytischen Nachbehandlung zusätzlich Wärme anfällt.
Beispielsweise werden bei der Vergasung von 1 kg Holz mit einer Feuchte von 20 % (bezogen auf Trockenbasis) 2,4 Nm3 Gas erzeugt und 218 g Wasser freigesetzt. Ein Nm3 Gas enthält somit 90,8 Gramm Wasser. Nach der Gasreinigung bleiben in dem Prozeßgas bei 30 0C 34,8 g Wasser im Gas gelöst. Die restliche Menge von 56 g Wasser fällt als Kondensat an.
Eine Vergasung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Biomassen mit einem Feuchtegehalt bis zu 40 S ist ohne weiteres möglich.
Pro 1 Nm3 Prozeßgas werden beim Betrieb eines Gasmotors 3 1,8 Nm3 Abgas erzeugt. Das Abgas hat eine Temperatur von 550 OC. Werden in 1 Nm3 Abgas 31,1 g Kondensat von 30 0C eingespritzt oder verdampft, wird die Temperatur aes Abgases auf 474 0C erniedrigt.
Diese Temperatur liegt im Arbeitsbereich des Katalysators, so daß alle Kohlenwasserstoffe zusammen mit dem Restsauerstoffgehalt des Abgases oxidiert werden. Bei dieser Nachbehandlung wird noch einmal Wärme frei. Die Abbauprodukte sind C02 und H20. Der Abbau erfolgt zu mehr als 9S %.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Beseitigung des bei der Vergasung von Biomasse anfallenden Kondensats in Verbindung mit einem vom Prozeßgas angetriebenen Gasmotor, oadurcn geKennzeichnet, daß das Kondensat in die heißen Abgase des Gasmotors eingesprüht und dieses Gemisch durch eine Katalysator-Kammer geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des eingesprühten Kondensats so begrenzt wird, daß die Temperatur des Gasgemisches in der Katalysatorkammer nicht unter einen Mindestwert, Vorzugsweise nicht unter 400 OC, abfällt.