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:

Tab. 1: typische Verunreinigungen in einem Synthesegas aus der Biomassevergasung (Ermittelt bei verschiedenen Verfahren, daher erfolgt hier die Angabe in Spannweiten)
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:

Tab. 2: Exemplarische Reinheitsanforderungen an Synthesegase für verschiedene Anwendungen
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