Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Vergasung von Biomassen mit anschlie\u00dfender Nutzung des Gases in einem Gasmotor oder einer Gasturbine bietet die M\u00f6glichkeit einer dezentralen, weitgehend CO2-neutralen Energieversorgung. Als ein Haupthindernis hat sich dabei immer wieder der Teergehalt im erzeugten Gas erwiesen. Werden die Teere nicht vollst\u00e4ndig entfernt, kommt es zu starken Verschmutzungen. Trotz der Relevanz des Sachverhalts existieren bislang weder eine einheitliche Definition der Teere noch standardisierte Messverfahren zur Bestimmung des Teergehalts. Die bestehenden Methoden sind sehr zeitaufwendig und erlauben keine kontinuierliche \u00dcberwachung der Gasqualit\u00e4t. Von Seiten der Entwickler von Vergasern als auch von potentiellen Anlagenbetreibern besteht starkes Interesse an einem einfachen und schnellen Messverfahren.
\nUnter anderem in Zusammenhang mit einem von der DBU gef\u00f6rderten Projekt (AZ 09294) wurde am IVD ein Verfahren zur quasikontinuierlichen online-Messung des Teergehalts entwickelt. In der ersten Phase dieses Projektes soll das Verfahren, ausgehend vom derzeitigen Stand, weiterentwickelt werden. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit mit der Firma Ratfisch. Insbesondere soll die Leistungsf\u00e4higkeit erh\u00f6ht und die erzielbare Genauigkeit aufgezeigt werden. In der zweiten Projektphase soll dann ein Prototyp gebaut werden. Vergleichsmessungen mit anderen Verfahren sollen die Anwendbarkeit des Verfahrens nachweisen. In der dritten Projektphase sollen mit dem entwickelten Teermessger\u00e4t Messungen an unterschiedlichen Vergasern (Festbett, Wirbelschicht, Druckvergaser, Laboranlagen, Gro\u00dfanlagen) durchgef\u00fchrt werden. Diese Messungen erm\u00f6glichen erstmals den Vergleich der erzielbaren Gasqualit\u00e4t unterschiedlicher Anlagen. Die Zielwerte f\u00fcr das Messverfahren im Einzelnen sind:
\n–\tNachweisgrenze Teergehalt < 20 mg\/m\u00b3,\n-\teinfache Kalibrierung,\n-\tVergleichbarkeit der Ergebnisse mit etablierten Messverfahren,\n-\thohe Wiederholbarkeit,-\tDauereinsatz (mehrere Stunden kontinuierlich),\n-\ttragbarer Prototyp f\u00fcr Feldeinsatz.\n\n\nDarstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Arbeiten lassen sich in drei Phasen einteilen:\t\t\nPhase I: \tVerfahrensentwicklung und Optimierung\nPhase II:\tBau und Erprobung eines Prototypen (zusammen mit der Firma Ratfisch), Vergleichsmessungen\t\t\nPhase III:\tMessungen an verschiedenen Anlagen\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nDas Messprinzip des im Rahmen dieses Projekts entwickelten Analyseger\u00e4ts beruht auf dem Vergleich des Teergehaltes im Produktgas mit dem Gas, aus dem die Teere entfernt werden. Drei identische Probenvolumen werden gleichzeitig mit hei\u00dfem Gas bef\u00fcllt. Mit Hochtemperatur-Schaltventilen werden die Probenschleifen in den Gasweg zum Detektor gebracht. Das Gas aus den Probenvolumen 1 bis 3 wird nacheinander zum Detektor geleitet. Das Gas aus Probenvolumen 1 wird direkt zum Detektor (FID) geleitet, das Gas aus Probenvolumen 2 und 3 wird \u00fcber Filter gef\u00fchrt, auf dem die kondensierbaren und die aromatischen Kohlenwasserstoffe abgeschieden werden. Das Detektorsignal wird \u00fcber den gesamten Zeitraum aufgezeichnet und f\u00fcr die Probenschlaufen getrennt integriert. Die Anordnung, bis auf die Kon-densationsstrecke, ist auf 300\u00b0C beheizt. Ansteuerung der Ventile, Datenaufzeichnung und -auswertung erfolgt mittels einer speziell entwickelten Software und PC. \nDas Ger\u00e4t verf\u00fcgt \u00fcber drei Messbereiche (100\/50\/10g (gesamt C)\/m\u00b3), die Nachwei\u00dfgrenze wurde mit 0,2% vom Maximalwert ermittelt. Im kleinsten Messbereich ergibt sich damit ein Nachwei\u00dfgrenze von ca. 20mg\/m\u00b3. \nDie Kalibrierung erfolgt mit Kohlenwasserstoff\/Stickstoff-Gasgemischen (\u00fcblicherweise 5% Methan in N2) \u00fcber 2 separate Kalibriergaseing\u00e4nge am Ger\u00e4t.\nEs wurden Vergleichsmessungen mit anderen Verfahren (nasschemisch, Absorption (SPA), etc.) durchgef\u00fchrt. Eine direkte qualitative Vergleichbarkeit verschiedener Methoden ist nur bei konstanten Betriebsbedingungen der Anlagen gegeben.\nMit einem Prototyp des Ger\u00e4ts wurden bereits mehrere Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Betriebsparameter auf die Teerentstehung bei unterschiedlichen Vergasertypen durchgef\u00fchrt, zus\u00e4tzlich wurden dabei verschiedene katalytisch (d.h. teermindernd) wirkende Bettmaterialien untersucht. Teergehalte zwischen 200 und 30.000 mg\/m\u00b3 wurden zuverl\u00e4ssig und wiederholbar gemessen. Die Software erlaubt eine Messdauer \u00fcber mehrere Stunden ohne Eingriff am Ger\u00e4t.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nPr\u00e4sentationen:\n-\tPr\u00e4sentation auf der 1st World Conference and Exhibition on Biomass for Energy and Industry in Sevilla, Spain. 5-9 June 2000: The Continous Tar Analyser - A Suitible Tool for the Development of Gasifiers and Gas Cleaning Systems\n-\tPosterpr\u00e4sentation auf der ACHEMA, Mai 2000\n-\tMessestand auf dem 3. Internationalen Fachsymposium Entwicklungsstand der Holzvergaser-Technik und Motorische Verbrennung von Holzgas, 14.12.2001\nBezugsm\u00f6glichkeit:\nDer Teeranalysator wird als 19-Einschubger\u00e4t von der Firma Ratfisch hergestellt und zum Erwerb angeboten.\n\n\nFazit\n\nDer experimentelle Aufbau des entwickelten Analysesystems ist einfach und die Wiederholbarkeit ist zuverl\u00e4ssig. Das Teermesssystem hat sich in diversen Messkampagnen an unterschiedlichen Vergasern als einsatzf\u00e4higes und vielseitiges Werkzeug erwiesen. F\u00fcr die kommerzielle Verbreitung, besonders unter Ber\u00fccksichtigung des Einsatzes an kleineren Anlagen, sollten jedoch die Herstellungskosten reduziert werden.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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