Spurenstoffe bei der Vergasung
Unter Spurenstoffen werden chemische Verbindungen und Elemente verstanden, die quantitativ nur in sehr geringem Maße vorhanden sind. Genaue Definitionen dafür liegen nicht vor. In der Literatur werden dafür aber in aller Regel nur Substanzen berücksichtigt, die massenbezogen oder volumenbezogen deutlich unterhalb von 1 Prozent auftreten.
Häufig auftretende Spurenstoffe bei der Vergasung
Folgende Spurenstoffe können bei Vergasungsprozessen auftreten:
- Stäube
- Verkohlungsprodukte, Teer, phenolhaltiges Gaswasser
- Kohlenstoff
- Sauerstoff
- Cyanverbindungen
- Stickoxide
- Schwefelwasserstoff, Kohlenoxidsulfid, organische Schwefelverbindungen
- Ammoniak
- Alkalimetalle
- Halogene
In Tabelle 1 sind exemplarisch typische Verunreinigungen in einem Synthesegas aus der Biomassevergasung angegeben:
Verunreinigungen | Einheit | Spannweite |
---|---|---|
Partikel | g/Nm³ | 10-100 |
Teere (inkl. Benzol, Toluol, Xylol) | g/Nm³ | 2-20 |
Ammoniak | ppm | 200-2.000 |
Blausäure | ppm | 10-100 |
Schwefelwasserstoff | ppm | 50-100 |
Kohlenoxidsulfid | ppm | 2-10 |
Halogene | ppm | 0-300 |
Alkalimetalle | ppm | 0,5-5 |
Bedeutung von Spurenstoffen aus der Vergasung
Die meisten der erwähnten Spurenstoffe stellen Verunreinigungen für nachfolgende Syntheseschritte dar. Viele Spurenstoffe beeinflussen die Standzeiten der zur Synthese erforderlichen Prozessschritte. Insbesondere die zur Synthese vielfältig eingesetzten katalytischen Prozesse werden durch unerwünschte Anbackungen oder chemische Blockaden beeinträchtigt. In Tabelle 2 sind exemplarisch Reinheitsanforderungen an die Synthesegase für verschiedene Anwendungen aufgeführt:
Verunreinigungen | Einheit | Gasturbine | Kraftstoffsynthese (Methanol) | Brennstoffzelle (Typ: MCFC) |
---|---|---|---|---|
Partikel | mg/Nm3 | <1 | <0,2 | <10 |
Teere | mg/Nm3 | <5 | <1 | <0,1 |
Alkalimetalle | mg/Nm3 | <0,2 | <0,2 | <0,1 |
NH3 | mg/Nm3 | <0,1 | (<1 Vol. Prozent) | |
H2S, COS | mg/Nm3 | <1 | <0,1 | <0,1 |
Halogene | mg/Nm3 | <1 | <0,1 | <0,1 |
Englische Übersetzung(en):
trace substances in gasification
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