Temperatur am Gasausgang des Vergasers und Nutzung der spezifischen Wärme
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Frage: Wie hoch ist die Temperatur des Gases, das bei der Fluidisierbett-Gasifizierung sowie der Strömungsbett-Gasifizierung von schwachwertigem Kohle – wie z. B. Braunkohle – am Ausgang des Gasifizierers liegt? 2. Wie wird die spezifische Wärme des hochtemperierten Kohlenmonoxids genutzt, das aus dem Vergasungsofen austritt? Vielen Dank an alle.
Kurze Erklärung: In bereits errichteten Industrieanlagen gibt es zwei gängige Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus hochtemperaturigem Synthesegas (1300–1500 Grad). Das eine Verfahren ist das sogenannte „Waste-Boiler-Verfahren“, das durch die Shell-Dry-Coal-Powder-Gasifizierungsanlagen repräsentiert wird. Das andere Verfahren ist das sogenannte „Quenching-Verfahren“, das durch die GE-Water-Coal-Slurry-Gasifizierungsanlagen vertreten wird. Der sogenannte Abwärmerückgewinnungsprozess bezeichnet einen Prozess, bei dem mithilfe von Wärmetauschergeräten – also Abwärmeturbinen – die Wärme des hochtemperierten Synthesegas direkt zurückgewonnen wird, wodurch Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck erzeugt wird. Der Prozess der Abkühlung beinhaltet, dass das hochtemperierte Synthesegas zunächst mit Wasser auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird. Anschließend wird die latente Wärme des abgekühlten Synthesegases mithilfe von Wärmetauschergeräten zurückgewonnen. Dadurch entsteht Dampf bei niedrigerer Temperatur und geringerem Druck. Der Einsatz dieses Dampfs ist nicht so weit verbreitet wie der von Dampf bei hohen Temperaturen und hohem Druck; daher ist auch sein Nutzen relativ gering.
Die Ausgangstemperatur des Fluidisierbett-Gasifizierers liegt in der Regel bei 1000 °C. Nach der Trennung im Wirbelstromtrenner gelangt das Gas in den Wärmerückgewinnungskessel, wo die spezifische Wärme zurückgewonnen wird. Anschließend entsteht durch den Dampfkessel Mittel- und Niedrigdruckdampf, der weiter genutzt werden kann. Die Ausgangstemperatur im Brennraum des Gasstrahlgasifierers liegt bei über 1200 °C. Die Wärmerückgewinnung erfolgt hauptsächlich durch den Abwärmeträgerprozess sowie den Kühlprozess – wobei es sowohl Gasifierer mit wassergekühlten Wänden als auch solche mit feuerfesten Ziegeln gibt. Im Abwärmeträgerprozess findet der Wärmetausch über die wassergekühlten Wände sowie über Abwärmeträgerboiler statt; anschließend wird das Dampf-Wasser-Gemisch getrennt, um mitteldruckigen Dampf zur weiteren Nutzung zu gewinnen ； Bei der Herstellung des letzteren hochtemperierten Synthesegas wird nach der Kühlung mit Wasser die meiste Wärmeenergie vom gekühlten Wasser aufgenommen. Das unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende, gekühlte Aschewasser ermöglicht es durch Destillation, Dampf sowie Kondensat zurückzugewinnen.