Allotherm oder autotherm vergasen?
Diese beiden komplizierten Begriffe bezeichnen nichts anderes als die Art der Wärmezufuhr zum Vergaser.
Entweder wird ein Teil der Biomasse verbrannt, um die notwendige Temperatur für die Vergasung zu erreichen – in diesem Fall spricht man von autothermer Vergasung.
Wenn die gesamte Wärme, die für das Vergasen notwendig ist, dagegen von außen kommt, heißt das in der technischen Fachsprache allotherme Vergasung.
Bei Holzvergaserkesseln im Haushalt greift man praktisch ausschließlich auf autotherme Vergasung zurück – ein Teil des Holzes wird erst verbrannt, danach wird der Rest des Holzes vergast. Nur bei Herstellung von Prozessgas greift man gelegentlich auf allotherme Vergasung zurück, weil dadurch Gas mit deutlich höherem Energiegehalt (12.000 kJ/m³ statt lediglich 8.500 kJ/m³ bei der autothermen Vergasung) entsteht.
Beim Holzvergaserkessel im Haushalt geht es aber weniger um den Energiegehalt des Gases selbst, sondern vor allem um die Wirkungsgraderhöhung, die erreicht wird, wenn Holz und Holzgas zeitlich und räumlich getrennt voneinander verbrannt werden. Gegenüber dem alleinigen Verbrennen von Holz ist der Wirkungsgrad dann um etwas mehr als die Hälfte höher.
Vergaseraufbau
Holzvergaser können einen unterschiedlichen technischen Aufbau haben. Den einfachsten Aufbau hat ein Festbettvergaser. Wirbelschicht- und Flugstromvergaser sind komplizierter aufgebaut und dementsprechend auch seltener anzutreffen.
Festbettvergaser
Die Brennstoffe liegen hier wie auf einem normalen Ofen auf einem Gitterrost. Das Holz verbrennt langsam und erzeugt damit die notwendige Wärme für den Prozess.
Mittels eines Gebläses wird die Luft nun durch das verbrennende Holz nach oben gesaugt und oberhalb des Holzes abgesaugt Durch den Luftabschluss beginnen die Holzschichten zu verschwelen. Das bei diesem Verfahren entstehende Holzgas hat einen sehr hohen Wasserdampfgehalt,und eine hohe Menge an organischen Bestandteilen dafür aber eine sehr niedrige Temperatur von nur etwa 100 °C. Zur Herstellung des Holzgaskondensats ist also nur eine geringe Abkühlung notwendig.
Alternativ dazu kann die Luft auch innerhalb der Verbrennungszone abgesaugt werden. Hier erhält man sehr viel heißere, dafür aber auch sehr viel reinere Gase mit weniger organischen Bestandteilen. Der pH-Wert des Holzgaskondensats liegt hier eher im basischen Bereich.
Da sich beim ersten Verfahren die Abluft in entgegengesetzter Richtung zum absinkenden Holz bewegt, heißt diese Verfahrensart auch Gegenstromvergasung, im zweiten Fall spricht man technisch von Gleichstromvergasung.
Wirbelschichtvergaser
Das ist die bevorzugte Technologie, die bei Holzgaskraftwerken zum Einsatz kommt. Das Holz muss hier fein gemahlen und mit Sand vermengt werden. Die Wärme entsteht durch eine Wirbelschichtbefeuerung, in der Regel also allotherm. Hier hat das entstehende Gas die höchste Temperatur bei allen Vergasern, nämlich rund 900 °C.
Flugstromvergaser
Beim Flugstromvergaser geschieht das Vergasen sehr schnell und in einer Gaswolke. Die Brennstoffe müssen dafür als Staub in die Brennkammer geblasen werden, wo sie sehr schnell vergasen.
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