DE10303486A1 - Extracting electrical energy from automatic thermal degassing of material containing carbon involves using fuel cell module cathode gas and/or process gas produced from cathode gas as vaporization gas - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus der autothermen Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material, bei dem gasförmige Vergasungsprodukte einem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul anodenseitig als Brennstoff zugeführt werden und dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul Oxidatorgas kathodenseitig zugeführt wird.The invention relates to a method for the generation of electrical energy from autothermal gasification of carbonaceous material, in which gaseous gasification products High-temperature fuel cell module on the anode side as fuel supplied and the high temperature fuel cell module Oxidator gas supplied on the cathode side becomes.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie aus der autothermen Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material, umfassend einen Vergasungsreaktor und ein Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul, welchem gasförmige Vergasungsprodukte anodenseitig als Brennstoff zuführbar sind und Oxidatorgas kathodenseitig zuführbar ist.The invention further relates to a Plant for the production of electrical energy from autothermal gasification of carbonaceous material comprising a gasification reactor and a high temperature fuel cell module, which gaseous gasification products can be supplied as fuel on the anode side are and oxidizer gas can be supplied on the cathode side.
Über die Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material wie Biomasse, Kohle, Biogenen Abfallstoffen oder kohlenstoffhaltigen Reststoffen läßt sich Brennstoff für Hochtemperatur-Brennstoffzellen aus regenerativen Primärenergieträgern herstellen. Da bei Hochtemperatur-Brennstoffzellen das Problem der Kohlenmonoxid-Vergiftung des Elektrolyten nicht auftritt, muß keine CO-Feinreinigung des gasförmigen Brennstoffs durchgeführt werden; es läßt sich dann elektrischer Strom aus kohlenstoffhaltigen Materialien mit hohem Wirkungsgrad herstellen, wobei die Stromerzeugung insbesondere dezentral durchführbar ist.about the gasification of carbonaceous material such as biomass, coal, Biogenic waste materials or carbon-containing residues can be used as fuel for high temperature fuel cells Manufacture from regenerative primary energy sources. Because with high temperature fuel cells the problem of carbon monoxide poisoning of the electrolyte does not occur, no CO fine cleaning of the gaseous Fuel performed become; it can then be electrical Electricity from carbonaceous materials with high efficiency produce, the power generation being particularly decentralized.
Aus der WO 02/065564 A2 ist es im Zusammenhang mit allothermer Vergasung bekannt, Anodenrestgas in einen Vergasungsreaktor einzukoppeln.From WO 02/065564 A2 it is in Relation to allothermal gasification known, residual anode gas in to couple a gasification reactor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Anlage so zu verbessern, daß sich ein hoher Wirkungsgrad bezüglich der Stromerzeugung ergibt.The invention has for its object that the method mentioned at the beginning and the system mentioned at the beginning to improve that a high efficiency regarding of electricity generation.
Bei dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Vergasungsmittel für die autotherme Vergasung Kathodengas des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls und/oder mittels Kathodengas hergestelltes Prozeßgas eingesetzt wird.With the procedure mentioned at the beginning this object is achieved according to the invention solved, that as Gasifying agent for the autothermal gasification cathode gas of the high-temperature fuel cell module and / or process gas produced by means of cathode gas is used.
Kathodengas, welches bei der katalytischen Verbrennung des Brennstoffs in dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nicht verbraucht wird, enthält Sauerstoff und weist die Prozeßtemperatur der Brennstoffzelle auf. Beispielsweise liegt der Temperaturbereich bei MCFC-Systemen bei ca. 650 °C und bei SOFC-Systemen zwischen 750 °C und 1000 °C. Durch Einsatz dieses heißen Kathodengases als Vergasungsmittel für die autotherme Vergasung in dem Vergasungsreaktor erreicht man erhöhte elektrische Wirkungsgrade, die um 20 % und mehr über denjenigen liegen, wenn Luft direkt als Vergasungsmittel verwendet wird.Cathode gas, which is used in catalytic combustion of the fuel in the high temperature fuel cell module is consumed contains Oxygen and shows the process temperature the fuel cell. For example, the temperature range is for MCFC systems at approx. 650 ° C and in SOFC systems between 750 ° C and 1000 ° C. By using this hot cathode gas as a gasifier for the autothermal gasification in the gasification reactor achieves increased electrical efficiencies, which by 20% and more those lie when air is used directly as a gasifying agent becomes.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich damit bei gleichem Eintrag an kohlenstoffhaltigem Material eine höhere elektrische Leistung gewinnen bzw. zur Gewinnung der gleichen elektrischen Leistung mit Verwendung von Kathodengas als Vergasungsmittel kann eine geringere Masse an kohlenstoffhaltigem Material eingesetzt werden.By the method according to the invention let yourself thus with the same entry of carbon-containing material higher Gain electrical power or to obtain the same electrical Performance using cathode gas as a gasifying agent can a lower mass of carbonaceous material is used become.
Das Gleiche gilt für Prozeßgas, welches mittels Kathodengas und insbesondere mittels thermischer Verbrennung von Anodenrestgas und Kathodengas hergestellt wird. Dieses Prozeßgas befindet sich auf einem hohen Temperaturniveau und enthält Sauerstoff, da die Brennstoffzelle im Luftüberschuß betrieben wird. Dadurch kann das Prozeßgas optimal als Vergasungsmittel für die partielle Oxidation von kohlenstoffhaltigem Material in einem Vergasungsreaktor dienen, um so wiederum die Wärme für die Vergasung bereitzustellen.The same applies to process gas, which by means of cathode gas and in particular by means of thermal combustion of residual anode gas and cathode gas. This process gas is located at a high temperature level and contains oxygen since the fuel cell operated in excess air becomes. This allows the process gas ideal as a gasifying agent for the partial oxidation of carbonaceous material in one Gasification reactor serve, in turn to provide the heat for the gasification.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf verhältnismäßig einfache Weise realisieren. Insbesondere läßt sich eine elektrische Leistungssteigerung erreichen, ohne daß Hochtemperaturwärmeübertrager oder dergleichen vorgesehen werden müssen.The process according to the invention can be carried out relatively simple Realize wisely. In particular, an electrical power increase can be achieved reach without high temperature heat exchanger or the like must be provided.
Vorteilhafterweise wird als Quelle für Vergasungsmittel das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul eingesetzt. Dieses kann dabei als direkte Quelle wirken, indem (nicht verbrauchtes) Kathodengas abgezweigt wird und in den Vergasungsreaktor eingekoppelt wird, oder indem mittels Kathodengas Prozeßgas erzeugt wird, welches dann in den Vergasungsreaktor eingekoppelt wird. (Im letzteren Fall stellt dann eine Konversionsvorrichtung, in welcher durch Verbrennung von Anodenrestgas mit Kathodengas das Prozeßgas hergestellt wird, die direkte Quelle für das Vergasungsmittel dar und das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul als Quelle des Kathodengases ist eine indirekte Quelle für das Vergasungsmittel.)Advantageously, as a source for gasifying agents the high temperature fuel cell module used. This can act as a direct source by (not used) cathode gas is branched off and coupled into the gasification reactor is, or by generating process gas by means of cathode gas, which is then coupled into the gasification reactor. (In the latter case then a conversion device in which by combustion of Anode residual gas with cathode gas is the process gas that is produced direct source for represents the gasification agent and the high temperature fuel cell module as the source of the Cathode gas is an indirect source of the gasifying agent.)
Es kann vorgesehen sein, daß dem als Vergasungsmittel eingesetzten Kathodengas oder Prozeßgas Luft zugemischt wird. Dadurch läßt sich der Sauerstoffgehalt des Vergasungsmittels erhöhen. Die Luft wird dabei mit einem Gas auf einem hohen Temperaturniveau gemischt, so daß das resultierende Vergasungsmittel einen hohen Sauerstoffgehalt auf hoher Arbeitstemperatur aufweist. Dadurch wiederum läßt sich die autotherme Vergasung des kohlenstoffhaltigen Materials auf effektive Weise durchführen.It can be provided that the as Gasification agent used cathode gas or process gas air is admixed. This allows increase the oxygen content of the gasification agent. The air comes with it mixed with a gas at a high temperature level so that the resulting Gasifying agent has a high oxygen content at a high working temperature having. This in turn can the autothermal gasification of the carbonaceous material to effective Perform wise.
Alternativ ist es auch möglich, wenn als Vergasungsmittel ausschließlich Kathodengas und/oder mittels Kathodengas hergestelltes Prozeßgas eingesetzt wird. Durch das sich auf einem hohen Temperaturniveau befindliche Vergasungsmittel läßt sich effektiv Wärme für die autotherme Vergasung des kohlenstoffhaltigen Materials erzeugen, wobei der konstruktive Aufwand zur Durchführung des Verfahrens minimiert ist.Alternatively, it is also possible if only cathode gas and / or process gas produced by means of cathode gas is used as the gasification agent. Due to the gasification agent being at a high temperature level, ef fectively generate heat for the autothermal gasification of the carbonaceous material, the design effort for carrying out the method being minimized.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Teilstrom an Kathodengas ausgangsseitig einer Kathode des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls abgezweigt. Während ein zweiter Teilstrom einer Konversionsvorrichtung zuführbar ist, um über thermische Verbrennung von Anodenrestgas ein heißes Prozeßgas zu erzeugen, läßt sich dieser Teilstrom einem Vergasungsreaktor zuführen, um diesem wiederum Kathodengas als Vergasungsmittel bereitzustellen.In a first embodiment is a partial stream of cathode gas on the output side of a cathode High-temperature fuel cell module branched. During a second partial stream can be fed to a conversion device, um over Thermal combustion of residual anode gas can produce a hot process gas feed this partial stream to a gasification reactor, in turn to this cathode gas to provide as a gasifying agent.
Insbesondere wird ein Teilstrom an Kathodengas in einen Vergasungsreaktor eingekoppelt. Dadurch wird ein heißes Oxidatorgas bereitgestellt, um eine partielle Oxidation des kohlenstoffhaltigen Materials zu bewirken, um so wiederum die für die Vergasung nötige thermische Energie bereitzustellen.In particular, a partial stream is on Cathode gas coupled into a gasification reactor. This will a hot one Oxidizer gas is provided to partially oxidize the carbonaceous material to effect, in turn, the thermal necessary for gasification To provide energy.
Es kann vorgesehen sein, daß ein Teilstrom an Kathodengas einer Konversionsvorrichtung vorgeschaltet abgezweigt wird. Dieser Teilstrom läßt sich als Vergasungsmittelteilstrom zur partiellen Oxidation von kohlenstoffhaltigem Material nutzen. Der weitere Teilstrom läßt sich der Konversionsvorrichtung zuführen, um ein heißes Prozeßgas zu erzeugen, dessen Energieinhalt wiederum ausgenutzt werden kann.It can be provided that a partial flow Cathode gas branched upstream of a conversion device becomes. This partial flow can be as a gasification partial flow for the partial oxidation of carbonaceous Use material. The further partial flow can be the conversion device respectively, a hot one process gas to generate, whose energy content can in turn be exploited.
Insbesondere ist es vorgesehen, daß Anodenrestgas und Kathodengas einer Konversionsvorrichtung zugeführt werden. Das Anodenrestgas ist Brennstoff, welcher in dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nicht katalytisch verbrannt wurde. Das Kathodengas ist nicht verbrauchtes Oxidatorgas. In der Konversionsvorrichtung läßt sich der unverbrauchte Brennstoff mit dem Kathodengas als Oxidator chemisch umwandeln und insbesondere thermisch verbrennen, um so ein heißes Prozeßgas zu erzeugen.In particular, it is provided that residual anode gas and cathode gas are supplied to a conversion device. The residual anode gas is fuel which is in the high temperature fuel cell module has not been burned catalytically. The cathode gas is not used up Oxidizer. The unused fuel can be in the conversion device chemically convert with the cathode gas as an oxidizer and in particular thermally burn to such a hot Process gas too produce.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, daß Prozeßgas, welches in der Konversionsvorrichtung gebildet wird, als Vergasungsmittel eingesetzt wird. Dieses Prozeßgas enthält Sauerstoff, da Hochtemperatur-Brennstoffzellen üblicherweise im Sauerstoffüberschuß betrieben werden. Das heiße Prozeßgas mit Sauerstoffüberschuß läßt sich dann als Vergasungsmittel einsetzen, um so wiederum eine autotherme Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material in einem Vergasungsreaktor bewirken zu können.In a second embodiment it is provided that process gas, which is formed in the conversion device, as a gasifying agent is used. This process gas contains oxygen, because high-temperature fuel cells usually operate in excess of oxygen become. The hot process gas with excess oxygen then use it as a gasifying agent, so that in turn an autothermal Gasification of carbonaceous material in a gasification reactor to be able to.
Insbesondere wird dabei ein Teilstrom an Prozeßgas, welches in der Konversionsvorrichtung gebildet wird, abgezweigt. Dieser Teilstrom läßt sich in einen Vergasungsreaktor einkoppeln. Ein weiterer Teilstrom an Prozeßgas läßt sich abführen, um dessen Energieinhalt zu nutzen.In particular, it becomes a partial flow of process gas, which is formed in the conversion device. This partial flow can be in couple a gasification reactor. Another partial flow of process gas can be dissipate, to use its energy content.
Es kann vorgesehen sein, daß dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul zugeführtes Oxidatorgas vorgewärmt wird, um eine optimierte katalytische Verbrennung zu erreichen.It can be provided that the high-temperature fuel cell module supplied Preheated oxidizer gas to achieve an optimized catalytic combustion.
Der verfahrenstechnische Aufwand läßt sich gering halten, wenn Kathodengas und/oder Prozeßgas ohne Durchlaufen eines Wärmetauschers in einen Vergasungsreaktor eingekoppelt werden. Da das Kathodengas von einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle stammt, befindet sich dieses auf einem hohen Temperaturniveau. Das Prozeßgas stammt von einer Konversionsvorrichtung, so daß es ebenfalls auf einem hohen Temperaturniveau liegt. Für einen Wärmetauschprozeß müßte ein Hochtemperaturwärmetauscher vorgesehen werden. Dieser läßt sich üblicherweise höchstens mehrstufig realisieren, so daß damit entsprechende Wärmeverluste einhergehen bei entsprechend aufwendigem Aufbau. Durch die erfindungsgemäße Lösung der Verwendung von Kathodengas und/oder Prozeßgas als Vergasungsmittel kann auf einen solchen Hochtemperaturwärmetauscher verzichtet werden, wobei sich aber hohe Wirkungsgrade erreichen lassen und heißes Prozeßgas auskoppelbar ist.The procedural effort can be low hold when cathode gas and / or process gas without going through a heat exchanger be coupled into a gasification reactor. Because the cathode gas is from a high-temperature fuel cell at a high temperature level. The process gas comes from a conversion device, so that it is also at a high temperature level. For one Heat exchange process would have to High temperature heat exchanger be provided. This can usually be done at the most realize in several stages, so that corresponding heat losses go hand in hand with a correspondingly complex structure. By the solution of the invention Use of cathode gas and / or process gas as a gasifying agent can such a high-temperature heat exchanger can be dispensed with, but high efficiencies can be achieved and hot process gas can be extracted is.
Die oben genannte Aufgabe wird bei der eingangs genannten Anlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Abzweigungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher ein Teilstrom an Kathodengas und/oder ein Teilstrom an Prozeßgas, welches mittels Kathodengas erzeugt ist, zur Einkopplung in den Vergasungsreaktor als Vergasungsmittel abzweigbar ist.The above task is at the system mentioned at the outset solved in that at least a branching device is provided, by means of which a Partial stream of cathode gas and / or a partial stream of process gas, which is generated by means of cathode gas, for coupling into the gasification reactor can be branched off as a gasifying agent.
Über die Abzweigungsvorrichtung oder Abzweigungsvorrichtungen läßt sich ein Teilstrom an Kathodengas und/oder Prozeßgas erzeugen, welcher dann als Vergasungsmittelteilstrom in den Vergasungsreaktor einkoppelbar ist.about the branching device or branching devices can be generate a partial flow of cathode gas and / or process gas, which then can be coupled into the gasification reactor as a gasification partial stream is.
Die erfindungsgemäße Anlage weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile auf.The system according to the invention already has described in connection with the inventive method Advantages on.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Further advantageous configurations the system according to the invention were also already in connection with the method according to the invention explained.
Insbesondere ist dabei die mindestens eine Abzweigungsvorrichtung einer Kathode des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls bezogen auf die Strömungsrichtung des Oxidatorgases nachgeschaltet, um so unverbrauchtes Oxidatorgas (Kathodengas) direkt oder indirekt als Vergasungsmittel einsetzen zu können.In particular, the minimum a branching device of a cathode of the high-temperature fuel cell module based on the flow direction of the oxidizer gas downstream, so as to unused oxidizer gas Use (cathode gas) directly or indirectly as a gasifying agent to be able to.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Abzweigungsvorrichtung an einen Eingang des Vergasungsreaktor für Vergasungsmittel gekoppelt ist. Es läßt sich dann Kathodengas und/oder Prozeßgas als Vergasungsmittel einkoppeln.Cheap it is when the at least one branching device to a Gasification reactor input for Gasifying agent is coupled. It can then be cathode gas and / or process gas couple as a gasifying agent.
Um den Sauerstoffgehalt im Vergasungsmittel, welches in den Vergasungsreaktor eingekoppelt wird, erhöhen zu können, ist es vorteilhaft, wenn eine Einkopplungsvorrichtung in einer Zuführungsleitung für Kathodengas oder Prozeßgas zum Vergasungsreaktor vorgesehen ist. An dieser Einkopplungsvorrichtung läßt sich beispielsweise Luft oder reiner Sauerstoff dem Kathodengas bzw. Prozeßgas zumischen, welches in den Vergasungsreaktor eingekoppelt wird. Die Zumischung erfolgt dabei auf einem hohen Temperaturniveau, so daß das Vergasungsmittel als Mischung von Kathodengas und Luft bzw. Prozeßgas und Luft auf einem hohen Temperaturniveau liegt und gleichzeitig einen hohen Sauerstoffgehalt aufweist.In order to be able to increase the oxygen content in the gasification medium which is coupled into the gasification reactor, it is advantageous if a coupling device is provided in a supply line for cathode gas or process gas to the gasification reactor. At this coupling Direction, for example, air or pure oxygen can be added to the cathode gas or process gas, which is coupled into the gasification reactor. The admixture takes place at a high temperature level, so that the gasification agent as a mixture of cathode gas and air or process gas and air is at a high temperature level and at the same time has a high oxygen content.
Alternativ kann das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul die einzige Vergasungsmittelquelle – direkt oder indirekt – für das Vergasungsmittel sein. Es läßt sich dann bei minimiertem konstruktivem Aufwand heißes Vergasungsmittel in den Vergasungsreaktor einkoppeln, um eine autotherme Vergasung des kohlenstoffhaltigen Materials zu bewirken.Alternatively, the high temperature fuel cell module the only source of gasification agent - directly or indirectly - for the gasification agent his. It can be then hot gasifying agent in the with minimal design effort Coupling the gasification reactor to autothermal gasification of the carbonaceous Material.
Günstig ist es, wenn eine Konversionsvorrichtung vorgesehen ist, in welcher ein Prozeßgas mittels Anodenrestgas und Kathodengas erzeugbar ist, wobei das Kathodengas als Oxidatorgas wirkt. Dadurch läßt sich der gasförmige Brennstoff, welcher in dem Vergasungsreaktor erzeugt wurde und in dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul nicht vollständig katalytisch umgesetzt wurde, vollständig nutzen, indem eben ein Konversionsvorgang wie beispielsweise ein Nachbrennervorgang durchgeführt wird, um das Anodenrestgas vollständig zu verbrennen. Es entsteht dann wiederum heißes Prozeßgas, dessen Energieinhalt nutzbar ist.Cheap it is when a conversion device is provided in which a process gas by means of Anode residual gas and cathode gas can be generated, the cathode gas acts as an oxidizer gas. This allows the gaseous Fuel generated in the gasification reactor and in the high-temperature fuel cell module is not completely catalytic has been implemented completely use a conversion process such as a Afterburner process is carried out around the anode residual gas completely to burn. Hot process gas, its energy content, is then generated is usable.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Abzweigungsvorrichtung der Konversionsvorrichtung vorgeschaltet. Es läßt sich dann ein Teilstrom an Kathodengas dem Vergasungsreaktor zuführen.In a first embodiment is a branching device upstream of the conversion device. It can be then feed a partial stream of cathode gas to the gasification reactor.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches alternativ zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist oder mit diesem kombinierbar ist, ist eine Abzweigungsvorrichtung der Konversionsvorrichtung nachgeschaltet. Es läßt sich dann heißes Prozeßgas, welches in der Konversionsvorrichtung erzeugt wurde, dem Vergasungsreaktor als Vergasungsmittel zuführen.In a second embodiment, which is alternative to the first embodiment or with can be combined, is a branching device of the conversion device downstream. It can be then hot Process gas, which was generated in the conversion device, the gasification reactor as a gasifying agent.
Insbesondere ist dabei mittels der Abzweigungsvorrichtung Prozeßgas in den Vergasungsreaktor einkoppelbar.In particular, the Process gas branching device can be coupled into the gasification reactor.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments serves in connection with the drawing to explain the invention in more detail. Show it:
Eine Anlage zur Gewinnung elektrischer
Energie aus der autothermen Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material,
die aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist in
Das kohlenstoffhaltige Material wird
in dem Vergasungsreaktor
Der Sauerstoff wird bei der autothermen
Vergasung insbesondere als Luftsauerstoff eingebracht. Dazu weist
der Vergasungsreaktor
Der Vergasungsreaktor
Die gasförmigen Verbrennungsprodukte
der Vergasung des kohlenstoffhaltigen Materials in dem Vergasungsreaktor
Die gasförmigen Vergasungsprodukte der Vergasung
des kohlenstoffhaltigen Materials in dem Vergasungsreaktor
Zwischen den Vergasungsreaktor
An dem Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul
Es ist aus dem Stand der Technik
bekannt, nicht verbranntes Anodenrestgas einer Konversionsvorrichtung
In dem Nachbrenner
Bei einem Biomasseeintrag von 1,0
kmol/h ergibt sich rechnerisch, wenn man einen 82-% Brennstoffumsatz
und einen elektrischen Wirkungsgrad von 53 % des Hochtemperatur-Brennstoffzellenmoduls
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, daß Kathodengas,
das heißt
Oxidatorgas nach Durchströmen
der Kathode
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
welches in
Erfindungsgemäß ist eine Abzweigungsvorrichtung
Über
die Abzweigungsvorrichtung
Ein zweiter Eingang
Bei einer Variante dieses Ausführungsbeispiels
sitzt in einer Zuführungsleitung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung
elektrischer Energie aus der autothermen Vergasung von kohlenstoffhaltigem
Material funktioniert wie folgt: Die gasförmigen Vergasungsprodukte werden
nach Reinigung in der Gasreinigungsvorrichtung
Nicht-verbranntes Anodenrestgas wird
dem Nachbrenner
Ein weiterer Teilstrom des Kathodengases wird
als Vergasungsmittel in den Vergasungsreaktor
Beispielrechnungen ergaben, daß bei einem Biomasseintrag
von 1,0 kmol/h eine elektrische Ausgangsleistung von 293 kW erreichbar
ist, wenn bei einem Brennstoffumsatz von 82 % in der Hochtemperatur-Brennstoffzelle
Darüber hinaus hat das Prozeßgas, welches an
dem Ausgang
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anlage,
welches in
Gleiche Bauteile wie bei der Anlage
An das Hochtemperatur-Brennstoffzellenmodul
Der Ausgang
An einem zweiten Ausgang
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß heißes Prozeßgas, welches
von dem Nachbrenner
Das Prozeßgas, welches vom Nachbrenner
Bei einem Biomasseeintrag von 1,0
kmol/h ergibt sich eine elektrische Ausgangsleistung von 297 kW,
wenn wiederum ein 82-% Brennstoffumsatz mit einem elektrischen Wirkungsgrad
von 53 % für die
Brennstoffzelle
Bei einer Variante einer Ausführungsform sitzt
in einer Leitung
Durch die erfindungsgemäße Lösung der partiellen
Rückführung von
Kathodengas – entweder direkt
durch Einkopplung eines Teilstroms an Kathodengas in den Vergasungsreaktor
Insbesondere läßt sich ein hoher Wirkungsgrad
erreichen, ohne daß Vergasungsmittel
zur Einkopplung in den Vergasungsreaktor
Durch die erfindungsgemäße Lösung läßt sich somit unter geringem Aufwand der Wirkungsgrad erhöhen.The solution according to the invention can be used thus increase the efficiency with little effort.
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