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

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 Wasserdampfbiomassevergasung in einem Zweibettwirbelschichtreaktor nach dem „Absorption Enhanced Reforming“ Verfahren (AER) für die Erzeugung von kohlenstoffhaltigem Erdgassubstitut. Zu diesem Zweck erfolgten experimentelle Untersuchungen 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-Biomassevergasung erstellt. Die experimentellen und simulierten Ergebnisse zeigen, dass der Biomasse-umsatz, die AER-Produktgasstöchiometrie und die AER-spezifischen Prozessbedingungen 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.