BMWK-Forschungsvorhaben im Rahmen des Verbundvorhabens VERENA „Vergasungsprozesse mit integrierter Überschussstromeinbindung zur flexiblen Stromerzeugung und Herstellung synthetischer Energieträger aus Reststoffen”

Abstract

identifiziert. Zentrale Bestandteile waren theoretische und experimentelle Analysen relevanter Schädigungsmechanismen, insbesondere Korrosion, Erosion und Verschmutzung durch Ascheablagerungen. Die experimentellen Untersuchungen gliederten sich auf in Vergasungsversuche in einer Pilotanlage unter realen Prozessbedingungen und Langzeituntersuchungen unter Laborbedingungen. Die gewonnenen Erkenntnisse flossen in Methoden ein, um die werkstoffspezifische Eignung unter realen Einsatzbedingungen zu bewerten. Die Ergebnisse aus den Korrosions- und Erosionsversuchen zeigen aber auch, dass die Art und das Ausmaß der Werkstoffschädigungen vom Einsatzstoff der Reststoffvergasung abhängig ist. Für neue Einsatzstoffe ist deshalb eine sorgfältige Analyse unter Zuhilfenahme der erarbeitenden Untersuchungsmethoden notwendig, um eine Aussage über die Zuverlässigkeit der Werkstoffe zu erhalten. Zudem wurden CFD-Untersuchungen zur strömungstechnischen Auslegung der Synthesegaszuführung mit dem Ziel durchgeführt, eine gleichmäßige Anströmung für den Synthesegaskühler zu erhalten. Unter der Randbedingung einer kommerziellen Anlage wurden verschiedene Geometrien für den Zuströmbereich zum Synthesegaskühler untersucht mit dem Ergebnis lokaler Verbesserungen im Vergleich zur Ursprungsgeometrie. Allerdings konnte eine global gleichmäßige Anströmung nicht erreicht werden. In Kooperation mit den Projektpartnern wurde das Prozess-Layout für eine kommerzielle Großanlage auf Basis des Chemical Loopings definiert. Eine Rohgas-Abhitzestrecke sowie Luftvorwärmer wurden dafür konzipiert, um eine optimale Wärmerückgewinnung und -integration zu erreichen. Die Werkstoffauswahl für die verschiedenen Apparate erfolgte nach den erreichten werkstofftechnischen Ergebnissen. Die Investitionskosten dieser Apparate fanden danach Eingang in die kommerzielle Bewertung der Großanlage.