Titelaufnahme

Titel
Konzeption, Planung, Konstruktion und Aufbau einer druckaufgeladenen Versuchsanlage zur Biomassevergasung / Richard Werner Zweiler
VerfasserZweiler, Richard Werner
Begutachter / BegutachterinHofbauer, Hermann ; Werner, Andreas
Erschienen2005
Umfang209 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2005
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Biomassevergasung / Druckwirbelschichtfeuerung / Versuchsanlage
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-18829 Persistent Identifier (URN)
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Konzeption, Planung, Konstruktion und Aufbau einer druckaufgeladenen Versuchsanlage zur Biomassevergasung [6.04 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschreibt im Detail die gesamte Planung, Konzeption, Konstruktion, den Aufbau und die Inbetriebnahme einer druckaufgeladenen Wirbelschichtversuchsanlage zur Vergasung fester Brennstoffe. Dabei steht ein weiter Betriebsbereich und die Flexibilität bei zukünftigen Erweiterungen im Vordergrund, um bestehende Vergasungsmodelle zu erweitern und zu validieren, den Einfluss des Druckes auf den Prozess zu untersuchen und verschiedene Bettmaterialien, Brennstoffe, Vergasungsmedien und Anwendungen zu testen.

Der Vergasungsreaktor kann bei Temperaturen zwischen 600C und 900C, sowie Überdrücken von bis zu 10 bar betrieben werden. Durch eine elektrische Heizung kann die Biomasse sowohl auto- als auch allotherm vergast werden. Die thermische Brennstoff-Wärmeleistung bei diesem maximalen Betriebsdruck beträgt 50 kW. Der Volumenstrom an erzeugtem Produktgas liegt zwischen 5 und 15 Bm/h, die Geschwindigkeiten sind bei allen Betriebsdrücken gleich. Deshalb verhält sich die Leistung des Reaktors proportional zum Druck und entspricht bei atmosphärischem Druck ca. 5 kW. Die Vergasungsmedien Dampf, Luft und zusätzliches Gas, wie Sauerstoff können gemeinsam mit Stickstoff gemischt als Fluidisierung der Wirbelschicht in die Anlage geleitet werden. Die Schlüsseltechnologien der druckaufgeladenen Vergasung, wie Brennstoffförderung und Hochtemperaturfilter werden in dieser Arbeit diskutiert. Die Komponenten der Gaserzeugungsstrecke (Vorwärm-Wirbelschicht, Vergasungs-Wirbelschicht, Beheizung, Zyklon und Hochtemperatur-Membranfilter) befinden sich in einem Druckbehälter, der genügend Raum für Wartungsarbeiten und zukünftige Erweiterungen bietet, sowie mit den erforderlichen Durchführungen für den Einbau künftiger Komponenten ausgestattet ist. Das erzeugte Produktgas steht an einem gekühlten Flansch bei Temperaturen von bis zu 500C zur Verfügung.

Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte plangemäß.

Zusammenfassung (Englisch)

The present work describes in detail the design, engineering and start up of a pressurised gasification facility. A summary of the performance of the facility and the units is shown.

The detailed engineering of the PRU in combination with the experience in installation of gasification facilities lead to a smooth start up.

The PRU is able to perform, due to the electrical heating of the reactor, allothermic as well as autothermic pressurised gasification and experiments at atmospheric pressure. Therefore, the influence of pressure to gasification of biomass with the up to now sparely published agents steam, steam/O2 has to be investigated. The generated data from the operation of the PRU will be the basis for the evaluation of the most promising technologies and applications for pressurised biomass gasification. The units of these further processes can be tested at the PRU.

The realised PRU provides a producer gas from biomass gasification with temperatures up to 500C, pressures up to 10 bar with reference to atmospheric pressure and is able to perform gasification of wood chips and other fuels with the gasification agents steam, air and oxygen.

Nitrogen and other fluids can also be used to fluidise the bubbling fluidised bed, which can be operated at temperatures from 600C to 900C. The producer gas volume flow range is from 5 to 15 m/h, this means a thermal fuel power of 50 kW at the highest operation pressure of 10 bar. To maintain constant fluidisation conditions the thermal power during operation at atmospheric pressure is 5 kW and is proportional to the pressure. After a cyclone the particles are separated in a metallic high temperature membrane filter. The pre-heated fluidised bed, the reactor fluidised bed, the heating for these parts, the cyclone and the filter are situated in a pressure vessel, with a volume of 3.5 m.