Die Erfindung betrifft eine Bioenergieanlage, insbesondere ein Biomassekraftwerk. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Bioenergieanlage, insbesondere eines Biomassekraftwerks, ein Abgasnachbehandlungssystem für eine Bioenergieanlage, insbesondere ein Biomassekraftwerk, ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines einer Bioenergieanlage, insbesondere eines Biomassekraftwerks, sowie die Verwendung eines Wäscherkondensats einer Bioenergieanlage, insbesondere eines Biomassekraftwerks, zur Abgasreinigung.

Die Biomassevergasung bietet eine sehr effiziente Möglichkeit zur energetischen Nutzung und/oder Verstromung von Biomasseressourcen. Beispielsweise kann Holz vergast werden, und aus dem so erzeugten Gasstrom mittels Verbrennung elektrischer Strom hergestellt werden. Dafür kann als Vergaser beispielsweise die sogenannte Schwebebettreaktortechnologie eingesetzt werden. Zur Wirkungsgradsteigerung kann eine Abgaskondensation vorgesehen sein.

Beispielsweise ist aus der DE 35 09 782 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung und Kühlung von aus Verbrennungs-, Heizungs- oder chemischen Prozessen anfallenden Abgasen bekannt.

In der DE 39 24 723 C2 ist eine Energieumwandlungseinrichtung mit einer Wirbelkammerbefeuerung beschrieben.

Die DE 39 41 431 Al beschreibt ein Verfahren und eine Anlage zur Deponiegas- und Sickerwasserentsorgung. Dabei wird Restdampf einem Verdampfer und einem Trockner zugeführt und Sickerwasser durch Umkehrosmose gereinigt, wobei dem entstehenden Konzentrat in dem Verdampfer weiter Wasser entzogen wird.

Aus der WO 2008/110383 A2 ist ein Vergaser bekannt, wobei der Inhalt dieses Dokuments hier durch Referenz mit aufgenommen sein soll.

Problematisch bei der Abgaskondensation sind hohe Taupunkttemperaturen und schwefelhaltige Komponenten im Abgas. Eine hohe Abgastemperatur von beispielsweise l80°C bis 200°C führt zu einem beträchtlichen Energieverlust, welcher den Wirkungsgrad senkt. Die schwefelhaltigen Komponenten können umweltschädlich sein und zudem Teile eines Biomassekraftwerks beschädigen, beispielsweise durch Korrosion. Durch eine Abgaskondensation kann eine zusätzliche Abscheidung von Luftschadstoffen, wie SOx und NOx, erreicht werden, welche sich dann beispielsweise in einem Abgaskondensat wiederfinden. Üblicherweise wird dieses Kondensat in ein Abwassemetz eingeleitet, wodurch diese Stoffe ohne weitere Nutzung entsorgt werden und das Abwasser belastet wird. Gegebenenfalls ist deswegen eine zusätzliche Nachbehandlung notwendig, insbesondere um jeweilige Umweltvorschriften einhalten zu können.

Eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Wirkungsgrad von Biomassekraftwerken zu steigern. Eine solche Steigerung kann dabei sowohl den elektrischen Wirkungsgrad betreffen als auch alternativ oder zusätzlich eine Erhöhung von einer Ausbeute von Nutzstoffen zusätzlich zu einer Gewinnung von Wärme und/oder Energie.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands eines unabhängigen Patentanspruchs auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der jeweiligen Gegenstände der anderen unabhängigen Patentansprüche anzusehen sind.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Bioenergieanlage, insbesondere ein Biomassekraftwerk. Die Bioenergieanlage kann eine Gaserzeugungseinrichtung umfassen, welche zum Erzeugen eines brennbaren Gasstroms aus einer Biomasse ausgebildet ist. Im Rahmen dieses Dokuments wird der Einfachheit halber die Bioenergieanlage auch als Biomassekraft bezeichnet, wobei diese nicht auf die Ausgestaltung als Kraftwerk beschränkt sein muss. Das Biomassekraftwerk kann insbesondere eine Vergasereinrichtung als Gaserzeugungseinrichtung umfassen, welche zum Erzeugen eines brennbaren Gasstroms aus einer Biomasse ausgebildet ist, insbesondere mittels eines Vergasungsprozesses. Die Gaserzeugungseinrichtung wird im Rahmen auch der Einfachheit halber als Vergasereinrichtung bezeichnet, wobei diese nicht auf die Gaserzeugung mittels eines Vergasungsprozesses beschränkt sein muss, beispielsweise kann das brennbare Gas auch durch einen Vergärungsprozess erzeugt werden. Das Biomassekraftwerk kann weiterhin einen Gaswäscher umfassen, welcher zur Ausscheidung eines Wäscherkondensats aus dem Gasstrom ausgebildet ist. Zusätzlich kann das Biomassekraftwerk eine Verbrennungsvorrichtung umfassen, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine, welche zum Verbrennen des Gasstromes ausgebildet ist. Insbesondere wird dadurch Energie und ein Abgasstrom, vorzugsweise ein Rauchgasstrom, erzeugt. Zudem kann das Biomassekraftwerk einen Abgaskondensator aufweisen, welcher zur Ausscheidung eines Abgaskondensats aus dem Abgasstrom ausgebildet ist. Das Biomassekraftwerk kann dabei dazu ausgebildet sein, mindestens einen Teil des Wäscherkondensats mit wenigstens einem Teil des Abgaskondensats zum Erzeugen eines Mixkondensats zu vermischen. Alternativ oder zusätzlich kann das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet sein, wenigstens einen Teil des Wäscherkondensats dem Abgaskondensator als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats zuzuführen.

Der Gaswäscher kann als Kondensationskühler und/oder Gaswaschkondensationskühler ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Gaswäscher zur Abkühlung des Gasstroms ausgebildet sein, um so den Wirkungsgrad erhöhen zu können. Insbesondere kann der Gaswäscher dabei dazu ausgebildet sein, die dem Gasstrom durch Abkühlung entzogene thermische Energie als Nutzenergie zur Verfügung zu stellen, zum Beispiel zum Erzeugen elektrischer Energie oder zum Aufheizen anderer Prozessbereiche des Biomassekraftwerks.

Der Abgaskondensator kann zur Abkühlung des Abgasstroms und/oder als Abgaskondensationskühler ausgebildet sein, um ebenfalls den Wirkungsgrad des Biomassekraftwerks erhöhen zu können. Analog zum Gaswäscher kann durch Kühlung entzogene thermische Energie des Abgases dabei durch den Abgaskondensator bzw. Abgaskondensationskühler zur weiteren Nutzung zur Verfügung gestellt werden.

Jeweilige Fluidströme des Biomassekraftwerks können brennbare Gasströme und/oder Abgasströme, sowie optional darin getragene Festkörper, wie beispielsweise Ruß und Asche, umfassen. Der brennbare Gasstrom und/oder der Abgasstrom können dabei jeweilige Fluidströme vor und/oder nach der Abscheidung jeweiliger Stoffe bezeichnen, beispielsweise vor und/oder nach der Abscheidung von Kondensaten und/oder Feststoffen.

Im Kontext dieser Beschreibung können sich die Begriffe„vor“ und „hinter“ auf den Energiebereitstellungsprozess beziehen. Beispielsweise kann eine vor einer ersten Vorrichtung angeordnete andere zweite Vorrichtung dahingehend verstanden werden, dass ein Fluidstrom, welcher fluidische, gasförmige und/oder feste Bestandteile umfassen kann (beispielsweise der Gasstrom), diese zweite Vorrichtung erst passiert, bevor dieser zu der ersten Vorrichtung gelangt. Auch der Ausdruck„dann“ kann im Kontext dieser Beschreibung nicht nur eine zeitliche Reihenfolge bezeichnen, sondern alternativ oder zusätzlich auch eine Bedeutung im Sinne einer Prozessrichtung des Biomassekraftwerks haben, ähnlich wie„vor“ oder„hinter“. Jeweilige Prozessströme jeweiliger Prozessfluide des Biomassekraftwerks, wie Gasstrom und Abgasstrom, können kontinuierlich oder intermittierend sein.

Das Biomassekraftwerk kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass Biomasse zunächst in einer Vergasereinrichtung wenigstens teilweise in einen Gasstrom gewandelt wird. Dieser Gasstrom wird in dem Gaswäscher unter Ausscheidung von Wäscherkondensat gereinigt. Der von dem Wäscherkondensat getrennte Gasstrom wird dann in der Verbrennungsvorrichtung zu Energie und Abgas umgewandelt. Das Abgas kann in dem Abgaskondensator dann ebenfalls gereinigt werden, wobei als Nebenprodukt dann das Abgaskondensat auftritt und anschließend der gereinigte Abgasstrom beispielsweise in die Umwelt abgelassen wird.

Das Biomassekraftwerk, insbesondere der Abgaskondensator, kann dazu ausgebildet sein, dass Wäscherkondensat in den Abgasstrom zum Fördern oder Verändern der Ausscheidung des Abgaskondensats einzuleiten. Dafür kann beispielweise das Wäscherkondensat in den Abgasstrom eingesprüht werden. Dadurch kann eine Ausscheidung des Abgaskondensats gefordert werden, wobei weniger Zusatzstoffe oder gar keine Zusatzstoffe extern zugeführt werden müssen. Beispielweise kann im besten Falle auf ein Einsprühen einer Seifenlösung zum Auswaschen des Abgaskondensats und/oder zum Auslösen der im Abgaskondensat aus dem Abgasstrom gereinigten Bestandteile aus dem Abgasstrom verzichtet werden. Dadurch ist der Energiegewinnungsprozess besonders effizient.

Zudem kann so eine jeweilige verbliebene thermische Energie aus dem Abgasstrom leicht zurückgewonnen werden. Außerdem kann der Abgasstrom so entfeuchtet werden. Gleichzeitig werden so jeweilige Schadstoffe aus dem Abgasstrom besonders gut ausgewaschen, so dass insbesondere jeweilige Teile des Biomassekraftwerks, wie beispielsweise der Abgaskondensator, weniger oder gar nicht durch das Abgaskondensat angegriffen werden. Die Korrosion des Abgaskondensators durch das Wäscherkondensat kann so verringert oder verhindert werden, insbesondere durch das schnelle Ausspülen des Abgaskondensats aufgrund der Mengenerhöhung durch Zufuhren des Wäscherkondensats in den Abgaskondensator und/oder durch Veränderung, insbesondere Erhöhung, des pH-Werts des Abgaskondensats zu einem neutraleren Bereich.

Das Biomassekraftwerk erzeugt dahingehend Energie, als dass Energie im Sinne einer Umwandlung und/oder Nutzbarmachung erzeugt wird. Beispielsweise wird die inhärent in einem Holz gespeicherte Energie in Form von elektrischer Energie und Wärme zur Verfügung gestellt. Der brennbare Gasstrom kann beispielsweise als Schwachgas, Synthesegas und/oder Holzgas bezeichnet werden, insbesondere abhängig von dem genauen Verwertungs- bzw. Umwandlungsprozess, welcher in dem Biomassekraftwerk stattfindet. Ein Biomassekraftwerk, welches ausschließlich oder zusätzlich zur elektrischen Energie Heizwärme zur Verfügung stellt, kann beispielsweise auch als Biomasseheizkraftwerk bezeichnet werden. Das Biomassekraftwerk kann beispielsweise aber auch mechanische Kraft zur Verfügung stellen, wobei das Biomassekraftwerk auch als Gasgenerator oder Gastherme ausgebildet sein kann.

Der Abgasstrom kann auch gasförmige Verbrennungsprodukte und Verunreinigungen enthalten, insbesondere Schwefeloxide und Stickoxide (SO _x und NO _x ). Erfmdungsgemäß kann jedoch der Anteil dieser Verunreinigungen, insbesondere von SO _x und NO _x reduziert werden. Jeweilige Schwefeloxide und Stickoxide (SO _x und NO _x ) können dem Abgasstrom durch den Abgaskondensator vollständig oder teilweise entzogen werden, wobei diese dann vorzugsweise in dem Abgaskondensat gebunden sind. Der Abgasstrom kann auch als Rauchgas ausgebildet sein, indem ein Abgas Bestandteil ist. Abgas kann im vorliegenden Fall also auch synonym für flüchtige Verbrennungsprodukte verwendet werden.

In dieser Beschreibung wird der Einfachheit halber von Wäscherkondensat und/oder Abgaskondensat gesprochen, wobei jeweils auch nur ein Teil des Wäscherkondensats und/oder wenigstens ein Teil des Abgaskondensats gemeint sein kann. In den jeweiligen Prozessschritten muss also nicht zwangsläufig das gesamte Wäscherkondensat und/oder gesamte Abgaskondensat genutzt werden. Es kann auch jeweils immer nur ein Teil eines Prozessfluids Verwendung finden.

Das Vermischen kann bei dem Biomassekraftwerk kontinuierlich und/oder intermittierend erfolgen, wobei auch jeweilige feste, flüssige und/oder gasförmige Phasen miteinander vermischt werden können. Das Mischen des Abgaskondensats und des Wäscherkondensats kann in einem separaten Raum und/oder in einer separaten Vorrichtung erfolgen, oder aber auch in dem Abgaskondensator selbst und/oder bevorzugt in dem Gaswäscher. Bevorzugt erfolgt das Mischen beim Durchlaufen jeweiliger Prozessfluide durch den Abgaskondensator und/oder den Gaswäscher, insbesondere in einem Sumpf des Abgaskondensators, wobei der Abgaskondensator auch als Abgaswäscher bezeichnet werden kann.

Ausscheidung im Rahmen dieser Anmeldung kann insbesondere eine positive Beeinflussung der Abtrennung von Stoffen aus einem gasförmigen Prozessfluid wie einem Kondensat bezeichnen, insbesondere in eine flüssige Phase. Beispielsweise kann das Wäscherkondensat im Abgaskondensator zur Abkühlung des Abgasstroms genutzt werden und dabei die Abscheidung bzw. Ausscheidung von Stoffen in flüssiger Form aus dem Abgasstrom begünstigen oder erst ermöglichen. Das Wäscherkondensat fungiert dann als Kühlstrom. Ebenso kann das Abgaskondensat eine solche Rolle im Gaswäscher einnehmen. So auskondensierte Fluide können aus dem Gaswäscher und/oder Abgaskondensator beispielsweise durch einen Sumpf mit Überlauf oder gesteuerte Ventile aus dem Gaswäscher bzw. Abgaskondensator ausgeschleust werden. Eine Ausscheidung kann mit oder ohne die Hilfe von zusätzlichen Flüssigkeiten erfolgen, wie beispielsweise einer Waschflüssigkeit wie Wasser oder eine Seifenlösung. Bevorzugt erfolgt eine Ausscheidung des Abgaskondensats und/oder des Wäscherkondensats mittels Kondensation, insbesondere unter Zuhilfenahme zusätzlicher Kondensate und/oder Flüssigkeiten. Die Ausscheidung kann aber auch mittels eines Filters, Osmose, mechanischer Vorrichtungen wie ein Gatter und/der anderen Methoden erfolgen. Das Fördern der Ausscheidung mittels dem Wäscherkondensat bzw. Gaskondensat kann hier beispielsweise durch ein Spülen jeweiliger Filter oder anderer mechanischer Vorrichtungen erfolgen und/oder auch durch den Abtransport abgeschiedener Stoffe.

Es kann auch ausschließlich Wäscherkondensat mit dem Abgaskondensat gemischt werden, um so das Mixkondensat zu erzeugen, ohne dass das Wäscherkondensat dem Abgaskondensator als eine Art Waschflüssigkeit zugeführt wird. Dann kann beispielsweise zum Schutz des Abgaskondensators eine andere Waschflüssigkeit zugefuhrt werden. Dadurch kann auch der Abgasstrom abgekühlt werden, um so den Wirkungsgrad des Biomassekraftwerks zu erhöhen.

Jeweilige Kondensate und/oder Waschflüssigkeiten können kontinuierlich und/oder intermittierend zugeführt werden, insbesondere mittels Einsprühens. Nach der Ausscheidung des Wäscherkondensats und/oder Abgaskondensats kann eine weitere Filterung und/oder Reinigung erfolgen, beispielsweise durch Abtrennen zusätzlicher Waschflüssigkeiten und/oder Feststoffe.

Die Ausscheidung bzw. Abscheidung und/oder eine jeweilige Abkühlung können gemeinsam erfolgen, insbesondere einstufig, oder auch im Wesentlichen nacheinander und/oder mehrstufig. Das Biomassekraftwerk kann jeweilige Messsensorik und Steuerungsvorrichtungen umfassen, insbesondere zum Schalten und/oder Steuern der jeweiligen Fluidströme und/oder Vorrichtungen. Insbesondere kann das Biomassekraftwerk jeweilige Sensoren und/oder Steuerungsvorrichtungen umfassen, um die Ausscheidung des Wäscherkondensats, die Ausscheidung des Abgaskondensats und/oder deren Vermischung miteinander zu kontrollieren. Vorzugsweise sind der Gaswäscher und/oder der Abgaskondensator als Umlaufwärmetauscher, Wäscherkolonne bzw. Umlaufkühlerwäschekolonne ausgebildet, wobei sowohl der Gaswäscher als auch der Abgaskondensator dann als Kondensator bezeichnet werden kann. Eine Kühlflüssigkeit wird dabei in einem weitestgehend geschlossenen Kreislauf durch den Gaswäscher und/oder Abgaskondensator geschleust, um die Ausscheidung zu fördern. Durch den geschlossenen Kreislauf kann eine Aufkonzentration in den jeweiligen ausgeschiedenen Phasen erreicht werden. Je nach Vorrichtung und Prozessgestaltung kann das Abgaskondensat, Wäscherkondensat und/oder Mixkondensat bei Erreichen einer bestimmten Stoffkonzentration intermittierend oder kontinuierlich aus dem jeweiligen Kondensator ausgeschleust werden, beispielsweise mittels Ventile. Entsprechend können auch jeweils das Wäscherkondensat und/oder das Abgaskondensat dem jeweiligen Kondensator kontinuierlich oder intermittierend zugeführt werden. Jeweilige Mengen können dabei, wie vorstehend geschildert, gesteuert werden. Vorzugsweise wird dabei sowohl ein stabiles Stoffkonzentrationsniveau als auch eine stabile Stoffmenge in dem jeweiligen Kondensator innerhalb vorgegebener Grenzwerte eingestellt, um einen stabilen Ausscheidungsprozess und konstante Stoffzusammensetzungen in den jeweiligen Prozessfluiden zu erreichen. Jeweilige Teile des Kraftwerks, insbesondere jeweilige Kondensatoren, können eine Kammer mit wenigstens einem Eingang und mit wenigstens einem Ausgang aufweisen. Durch den Eingang werden jeweilige vorhergehende Prozessfluide dem jeweiligen Teil zugeiuhrt und über den Ausgang werden jeweilige Prozessfluide aus dem jeweiligen Teil wieder ausgeführt. Beispielsweise kann der brennbare Gasstrom über einen Eingang in den Gaswäscher gelangen und der gereinigte bzw. gewaschene Gasstrom wieder über einen Ausgang verlassen. Zusätzlich kann der Gaswäscher einen zweiten Ausgang umfassen, aus welchem das aus dem Gasstrom ausgeschiedene Wäscherkondensat ausgeleitet wird.

Der Erfindung liegt als eine Idee zugrunde, sowohl das Abgaskondensat als auch das Wäscherkondensat zu nutzen, statt diese aufwendig zu entsorgen. Insbesondere kann das Wäscherkondensat genutzt werden, um den Abgaskondensator zu schützen und eine Ausscheidung des Abgaskondensats zu befördern. Dadurch kann zum einen der Wirkungsgrad gesteigert werden und zum anderen das Biomassekraftwerk besonders umweltfreundlich sein, insbesondere durch die Vermeidung von Ableiten von Schadstoffen in die Umwelt.

Zudem kann das Abgaskondensat wertvolle Pflanzennährstoffe enthalten, insbesondere in der Form Stickstoffen, welche sonst verloren gehen. Auch das Wäscherkondensat kann ammoniumhaltige Verbindungen enthalten, welche sonst ebenfalls verloren gehen. Durch ein Mischen des Abgaskondensats und des Wäscherkondensats kann ein Mixkondensat erzeugt werden, welches jeweilige Pflanzennährstoffe enthält. Ebenso kann ein Abgaskondensat erzeugt werden, welches jeweilige Pflanzennährstoffe enthält, wenn das Wäscherkondensat als Waschflüssigkeit dem Abgaskondensator zugeführt wird. Diese Pflanzennährstoffe können dann aus dem Prozess ausgeschieden werden und stehen zur weiteren Verwendung, beispielsweise zum Düngen von Nutzpflanzen zur Verfügung.

Eine weitere Idee ist, das Wäscherkondensat zur Pufferung des Abgaskondensat des Biomassekraftwerks zu nutzen, insbesondere also, um dessen üblicherweise sauren pH-Wert zu erhöhen. Dadurch ist das Abgaskondensat weniger korrosiv und jeweilige Wandungen des Abgaskondensators und/oder jeweiliger Fluidleitungen können aus weniger korrosionsbeständigen und damit günstigeren Material gebildet werden. Zudem ennöglicht dieses Vermischen bzw. dieses Verändern des pH-Werts eine leichtere Einhaltung jeweiliger Grenzwerte, wie diese beispielsweise durch die AEV in Deutschland vorgegeben werden. Das normalerweise sauren Abgaskondensat kann wenigstens teilweise bis vollständig durch ein leicht basisches Wäscherkondensat neutralisiert werden. So können jeweilige Stoffe beispielweise in ein Abwassemetz eingespeist werden, ohne dass dabei jeweilige Grenzwerte überschritten werden, jeweilige Teile des Abwassemetzes beschädigt werden und/oder eine Umweltbelastung droht. Auf eine Beimengung beispielsweise von Harnstoff zur Verbesserung der Abgasreinigung kann so gegebenenfalls verzichtet werden, so dass zusätzliche Kosten durch diese Einsatzstoffe verhindert oder zumindest reduziert werden können.

Zudem ermöglicht die Abgaskondensation eine Nutzung der latenten Wärme in dem Abgas, welche andernfalls verloren geht. Ein beträchtlicher Anteil der sensiblen Wänneleistung kann beispielsweise durch die Abkühlung des Abgases von ca. 200°C bis zum Wassertaupunkt bei ca. 43 °C erreicht werden. Mit einer weiteren Abkühlung kann die rückgewonnene Wärmeleistung aus dem Abgas durch die latente Wärme noch annähernd verdoppelt werden. Im Bereich der latenten Wärme zeigen schon geringe Änderungen der Abgasaustrittstemperatur einen sehr großen Einfluss auf die rückgewonnene Wärmeleistung. Durch die Abgaskondensation kann bereits ein Wärmeleistungszuwachs von 10 bis 15% für eine beträchtliche Effizienzsteigerung sorgen. Durch Nutzung des Wäscherkondensats kann der Einsatz zusätzlicher Prozessfluide reduziert oder sogar gänzlich unnötig werden. Dadurch wird ein in sich geschlossener, hocheffizienter Energieumwandlungsprozess zur Verfügung gestellt. Durch die Erzeugung jeweiliger Düngerstoffe kann zudem ein in sich geschlossener Nährstoffkreislauf gebildet werden, welcher sowohl hinsichtlich Effizienz als auch einer jeweiligen Umweltbelastung enorme Vorteile bietet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerkes ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk eine dem Abgaskondensator und dem Gaswäscher nachgeschaltete Mischvorrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Teil des Wäscherkondensats mit wenigstens einem Teil des Abgaskondensats zu vermischen. Dadurch kann eine besonders einfache und effiziente Vermischung sichergestellt werden. Zudem ermöglicht die Mischvorrichtung, jeweilige Mengenanteile und/oder Mischprozesse so zu steuern, dass das Mischkondensat gewünschte Eigenschaften erhält. Insbesondere kann so sichergestellt werden, dass ein besonders hoher Anteil an Stoffverbindungen erzeugt wird, welcher als Dünger nutzbar ist und zudem ein gewünschter pH-Wert des Mischkondensats genauer eingestellt werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Teil des Abgaskondensats dem Gaswäscher als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Wäscherkondensats zuzufiihren. Auch dadurch kann gegebenenfalls hier ein Mixkondensat bzw. Wäscherkondensat mit den oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften erzeugt werden. Insbesondere kann das Wäscherkondensat so als Düngemittel geeignete StoffVerbindungen aufweisen. Zudem kann verhindert werden, dass es in dem Gaswäscher stark basische Kondensate über einen längeren Zeitraum vorhanden sind, welche diesen gegebenenfalls beschädigen könnten. Insbesondere kann so das Wäscherkondensat auch Eigenschaften des oben beschriebenen Mixkondensats haben, insbesondere im Wesentlichen pH -neutral sein und Stickstoffverbindungen, insbesondere als Düngemittel, aufweisen. Zudem kann das Abgaskondensat in dem Gaswäscher eine verbesserte Reinigung des brennbaren Gasstroms von dem Wäscherkondensat bzw. den darin enthaltenen Stoffen bewirken. Das Zufuhren von wenigstens einem Teil des Abgaskondensats zu dem Gaswäscher als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Wäscherkondensats kann alternativ oder zusätzlich zu dem Vermischen wenigstens eines Teils des Wäscherkondensats mit einem Teil des Abgaskondensats zum Erzeugen eines Mixkondensats und/oder zu dem Zufuhren eines Teils des Wäscherkondensats zu dem Abgaskondensator als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats erfolgen.

Der Abgaskondensator und der Gaswäscher können auch durch einen gemeinsamen Umlaufkondensator gebildet werden, insbesondere einen zweistufigen Umlaufkondensator. Dann kann insbesondere die aus dem Gaswäscher austretende Flüssigkeit in den Abgaskondensator eingeleitet werden und die aus dem Abgaskondensator austretende Flüssigkeit wieder in den Gaswäscher. Dabei kann dann Flüssigkeit aus dem gemeinsamen Kreislauf entnommen werden, um so ein Mixkondensat zu erhalten. Vorzugsweise wird dieses nach der Abgaskondensatorstufe entnommen, um die gewünschte Stoffkonzentration zu erhalten. Die Reduktion der Kreislaufflüssigkeit im gemeinsamen Umlaufkondensator durch die Entnahme bzw. Ausschleusung kann durch das Zufuhren neuer Waschflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, ausgeglichen werden. So kann eine konstante Flüssigkeitsmenge in dem gemeinsamen Umlaufkondensator eingestellt werden und auch die gewünschten Stoffkonzentrationen im entnommenen Mixkondensat. Zudem kann so ein Prozessgleichgewicht eingestellt werden. Vorzugsweise wird die kontinuierlich oder intermittierend dem gemeinsamen Umlaufkondensator zugeführte Waschflüssigkeit dabei vor dem Gaswäscher bzw. in den Gaswäscher eingeleitet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Gaswäscher dazu ausgebildet ist, ein basisches Wäscherkondensat auszuscheiden, insbesondere ein leicht basisches, bevorzugt mit einem pH-Wert von 7,5 bis 10, besonders bevorzugt 8 bis 9,5. Dazu kann die Vergasereinrichtung dazu ausgebildet sein, einen brennbaren Gasstrom zu erzeugen, bei welchem bei Abkühlung ein basisches Wäscherkondensat ausgeschieden wird. Ein solches Wäscherkondensat ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Förderung der Ausscheidung von Abgaskondensat und/oder der Vermischung mit Abgaskondensat.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Gaswäscher dazu ausgebildet ist, ammoniumhaltiges Wäscherkondensat auszuscheiden, welches insbesondere NH ₄ HC0 ₃ umfasst. Dazu kann insbesondere die Vergasereinrichtung dazu ausgebildet sein, einen Gasstrom zu erzeugen, bei welchem bei Abkühlung ein solches Wäscherkondensat ausgeschieden wird. So kann ein Wäscherkondensat erzeugt werden, welches technisch verwertbar ist, vorzugsweise im Anlagenbereich, besonders bevorzugt in Industrieanlagen. Vorzugsweise ist der Gaswäscher also dazu ausgebildet, ein Wäscherkondensat mit einer wirtschaftlich verwertbaren Konzentration jeweiliger ammoniumhaltiger Verbindungen zu erzeugen. Die Konzentration und insbesondere eine verwertbare Konzentration kann vorliegend auch bedeuten, dass wesentlich mehr StoffVerbindungen der gewünschten Art erzeugt werden, als dies in herkömmlichen Biomassekraftwerken ungezielt erfolgt, beispielsweise durch Verunreinigungen. Dadurch ist das Wäscherkondensat zudem besonders geeignet, zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats und/oder zum Vermischen zum Erzeugen weiterer verwertbarer Stoffe verwendet zu werden, insbesondere damit ein Düngemittel erzeugt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Abgaskondensator dazu ausgebildet ist, ein saures Abgaskondensat auszuscheiden, bevorzugt mit einem pH-Wert von 0,1 bis 5, besonders bevorzugt 1 bis 3. Hierfür kann insbesondere die Verbrennungsvorrichtung dafür ausgebildet sein, einen Abgasstrom zu erzeugen, bei welchem durch Abkühlung, gegebenenfalls unter Beimengung einer Waschflüssigkeit und/oder eines Wäscherkondensats, ein solches Abgaskondensat ausgeschieden wird. So kann das Abgaskondensat besonders gut aus dem Abgasstrom ausgeschieden werden, insbesondere kann dann die Ausscheidung besonders gut durch das Wäscherkondensat befördert werden. Zudem kann so besonders vorteilhaft ein Düngemittel mit Hilfe des Abgaskondensats hergestellt werden. ln weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Abgaskondensator dazu ausgebildet ist, ein sulfathaltiges und/oder nitrathaltiges Abgaskondensat auszuscheiden, welches insbesondere H ₂ S0 ₄ und/oder HN0 ₃ umfasst. Insbesondere kann der Abgaskondensator dazu ausgebildet sein, ein Abgaskondensat mit einer ausreichenden Konzentration von sulfathaltigen und/oder nitrathaltigen Stoffen zu erzeugen, insbesondere mit einer technisch verwertbaren, vorzugsweise anlagentechnisch verwertbaren, besonders bevorzugt in Industrieanlagen und/oder wirtschaftlich verwertbarer Konzentration. Das Abgas kann also Stickoxide und/oder Schwefeloxide und/oder Nitrate enthalten, welche in dem Abgaskondensator ausgewaschen und dadurch aus dem Abgasstrom ausgeschieden werden, und/oder dort unter zur Hilfenahme des Wäscherkondensats in wirtschaftlich nutzbare Stoffverbindungen wie Pflanzennährstoffe umgewandelt werden, statt als Schadstoffe aufwändig entsorgt werden zu müssen.

Zur Erzeugung des Abgaskondensats und/oder des Wäscherkondensats mit den oben genannten Eigenschaften können sowohl die Vergasereinrichtung als auch die Verbrennungsvorrichtungen entsprechend ausgebildet sein, um bei der jeweiligen Umwandlung jeweiliger Prozessfluide, wie beispielsweise der Biomasse und des brennbaren Gasstroms, entsprechende Stoffverbindungen und/oder Fluidströme mit entsprechenden Stoffen und/oder pH-Werten zu erzeugen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet ist, einen im Wesentlichen pH-neutrales Mixkondensat und/oder Abgaskondensat zu erzeugen, insbesondere mit einem pH-Wert von 5,5 bis 8,5, besonders bevorzugt 6,5 bis 7,5. Dieses Mixkondensat kann durch eine entsprechende anteilige Vermischung von Abgaskondensat und Wäscherkondensat erzeugt werden. Vorzugsweise wird dabei ein größerer Anteil von Wäscherkondensat sowohl prozesstechnisch im Biomassekraftwerk erzeugt als auch notwendigerweise verwendet, insbesondere auf Grund des lediglich leicht basischen Wäscherkondensats im Vergleich zum sauren Abgaskondensat. Durch den oben genannten pH-Wert können die Vorgaben der AEV besonders gut eingehalten werden. Insbesondere ist das Mixkondensat so für eine direkte Einleitung in das Abwassemetz geeignet und kann auch gefahrlos durch Menschen gehandhabt werden.

Vorliegend ist Mixkondensat dahingehend zu verstehen, dass Abgaskondensat und Wäscherkondensat getrennt voneinander ausgeschieden und anschließend gemischt werden. Das im Wesentlichen pH-neutrale Abgaskondensat kann dabei vorzugsweise dadurch erzeugt werden, dass Wäscherkondensat zum Fördern der Ausscheidung von Abgaskondensat in dem Abgaskondensator verwendet bzw. eingeiuhrt wird. Hier wird also nicht das übliche, saure Abgaskondensat erzeugt, sondern es kann direkt ein Abgaskondensat ausgeschieden, welches in seinen Eigenschaften dem Mixkondensat ähnelt, da es sowohl die Bestandteile des klassischen Abgaskondensats mit dem sauren pH-Wert und den Schwefeloxiden und Stickoxiden umfasst, als auch die Bestandteile üblicherweise leicht basische Wäscherkondensat mit den Ammoniumverbindungen. Dabei können jeweilige Stoffe auch direkt solche Verbindungen im Abgaskondensat eingehen, dass ein Pflanzennährstoff erzeugt wird und im Abgaskondensat enthalten ist, insbesondere in verwertbarer Konzentration. Entsprechend kann also der Abgaskondensator dazu ausgebildet sein, ein Abgaskondensat auszuscheiden, welches im Wesentlichen einem Mixkondensat entspricht und alternativ auch als Mixkondensat bezeichnet werden könnte.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet, ein eine StickstoffVerbindung umfassendes Mixkondensat und/oder Abgaskondensat zu erzeugen, insbesondere mit einer als Dünger oder als Düngemittelzusatzstoff geeigneten StickstoffVerbindung, vorzugsweise (NH ₄ )S0 ₄ und/oder NH ₄ N0 ₃ . Solche Stoffverbindungen sind insbesondere als Dünger für Pflanzen, vorzugsweise Nutzpflanzen, geeignet. Vorzugsweise wird dabei eine technisch gut und/oder wirtschaftlich verwertbare Konzentration des Stoffes in dem Mixkondensat und/oder Abgaskondensat erzeugt. Gegebenenfalls kann eine anschließende Reinigung und/oder Filterung notwendig sein, wofür das Biomassekraftwerk eine entsprechende Nachbehandlungsvorrichtung umfassen kann. Das Abgaskondensat umfasst vorzugsweise solche StickstoffVerbindungen, wenn es unter zu Hilfenahme des Wäscherkondensats ausgeschieden wird. Herkömmliches Abgaskondensat, welches beispielsweise lediglich mit einer Waschflüssigkeit wie einer Seifenlösung ausgeschieden wird, weist dagegen normalerweise nur Stickoxide und Schwefeloxide auf. Durch die Ausscheidung unter zu Hilfenahme des Wäscherkondensats können also statt jeweiliger Schadstoffe jeweilige Nutzstoffe ausgeschieden werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass die Vergasereinrichtung ein Reaktor, insbesondere ein Schwebebettreaktor, eine Pyrolysevorrichtung und/oder eine Vollstromoxidationsvorrichtung umfasst. Beispielsweise kann die Vergasereinrichtung wie in der WO 2008/110383 A2 beschreiben ausgestaltet sein. Eine bevorzugte Anordnung des Biomassekraftwerks sieht vor, dass Biomasse und Oxidationsmittel, wie beispielsweise Luft und Sauerstoff, in einer Pyrolysevorrichtung verwendet werden. Die pyrolysierte Biomasse wird in der Vollstromoxidationsvorrichtung mit Oxidationsmittel behandelt. Die voroxidierte pyrolysierte Biomasse wird im Reaktor zur Reduktion mit Reduktionsmittel, wie Luft und/oder Sauerstoff, zur Erzeugung eines brennbaren Gasstroms vermischt, wobei jeweilige Störstoffe ausgeschieden werden können. Zu diesen Störstoffen können beispielsweise auch Kohle gehören.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk eine Filtervorrichtung zum Filtern des in der Vergasereinrichtung erzeugten Gasstroms umfasst, und zwar insbesondere zum Ausfiltem von Kohle aus dem Gasstrom, wobei die Filtervorrichtung bevorzugt zwischen der Vergasereinrichtung und dem Gaswäscher angeordnet ist. Insbesondere kann so eine weiter nutzbare Aktivkohle ausgefiltert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet ist, die ausgefilterte Kohle mit wenigstens einem Teil des Mixkondensats und/oder des Abgaskondensats zu befeuchten. Vorzugsweise wird dabei das Abgaskondensat verwendet, welches mittels des Wäscherkondensats ausgeschieden wurde und deswegen die oben beschriebenen positiven Eigenschaften aufweist, insbesondere jeweilige StoffVerbindungen umfasst, welche als Düngemittel verwendbar sind. Dadurch kann die Aktivkohle mit weiteren Nährstoffen angereichert werden, wodurch diese besonders geeignet als Nährboden für jeweilige Pflanzen ist. Für dieses Befeuchten der ausgefilterten Kohle kann beispielsweise eine Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen sein, welche beispielsweise ein Sprühen des Mixkondensats und/oder Abgaskondensats auf die ausgefilterte Kohle ermöglicht. Alternativ kann die Befeuchtungsvorrichtung auch eine mechanische Mischung ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann die Befeuchtungsvorrichtung auch als Mischvorrichtung ausgebildet sein, wobei Wäscherkondensat und das oben beschriebene herkömmliche Abgaskondensat direkt der Kohle zugeführt werden und erst in der Mischvorrichtung zusammen mit der Kohle vermischt werden. Auch dadurch kann ein Mixkondensat erzeugt werden, wobei ein zusätzlicher Befeuchtungs- bzw. Mischprozessschritt eingespart werden kann. Zudem kann die Kohle so eine weitere Filterung bewirken und auch gegebenenfalls übriggebliebene Schadstoffe in umweltverträglicher Form an sich binden. Alternativ oder zusätzlich kann das Abgaskondensat und/oder das Mixkondensat auch in die Filtervorrichtung eingeführt, insbesondere eingesprüht, werden, um die Ausfilterung der Kohle aus dem Gasstrom zu befördern und diese dabei gegebenenfalls direkt mit den Pflanzennährstoffen anzureichem.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk eine Kühlvorrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, den Gasstrom vor dem Zufuhren zum Gaswäscher abzukühlen, insbesondere auf unter 200°C, insbesondere vorzugsweise auf ca. l00°C oder weniger. Diese Abkühlung kann dabei eine Gewinnung von Wärme aus dem Gasstrom umfassen, welche jeweiligen anderen Prozessschritten wieder zugeführt werden kann. Alternativ kann die so dem Gasstrom entzogene Wärme auch als Heizwärme zur Verfügung gestellt werden. Zudem kann der Gaswäscher so vorteilhafterweise für niedrigere Temperaturen ausgelegt werden. Gleichzeitig kann so das Ausscheiden des Wäscherkondensats besonders effizient sein. Insgesamt kann so die Effizienz des Biomassekraftwerks gesteigert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Gaswäscher dazu ausgebildet ist, den Gasstrom auf unter 50°C abzukühlen, bevorzugt auf ca. 25°C oder weniger. Insbesondere ist der Gaswäscher so dazu ausgebildet, den Gasstrom auf Temperaturen unterhalb des Taupunktes der Stoffe abzukühlen, die im Wäscherkondensat enthalten sein sollen. Insbesondere kann so ein besonders hoher Anteil von Ammoniumverbindungen aus dem Gasstrom ausgeschieden werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass der Abgaskondensator dazu ausgebildet ist, den Abgasstrom auf unter 50°C abzukühlen, bevorzugt auf unter 43 °C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 20°C und 40°C oder weniger. Auch so kann das Biomassekraftwerk einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen. Zudem kann so der Abgasstrom vorzugsweise auf eine Temperatur abgekühlt werden, welche unterhalb des Taupunktes der Stoffe liegt, die im Abgaskondensat enthalten sein sollten und/oder nicht mit dem Abgasstrom in die Umwelt entweichen sollten, wie beispielsweise Schwefel-, Stickstoff- und/oder Nitratverbindungen. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Biomassekraftwerks ist es vorgesehen, dass das Biomassekraftwerk dazu ausgebildet ist, jeweiligen Fluidströmen des Energieerzeugungsprozesses durch eine zum Kühlen ausgebildete Vorrichtung des Biomassekraftwerks entzogene Wärme an einer anderen Stelle des Prozesses dem Prozess wieder zuzuführen. Beispielweise können jeweilige Kühlvorrichtungen, der Gaswäscher und/oder der Abgaskondensator dazu ausgebildet sein, jeweiligen Fluidströmen, wie dem brennbaren Gasstrom und Abgasstrom, entzogene Wärme zur Vorheizung jeweiliger Fluide des Prozesses zu nutzen. Beispielsweise kann die Biomasse so vor dem Zufuhren zum Vergaser erwärmt werden. Vorteilhafterweise wird die Biomasse so getrocknet und/oder erhitzt. Alternative oder zusätzlich können auch jeweilige verwendete Oxidationsmittel, wie beispielsweise Luft und Sauerstoff, vor Zuführen in den Prozess des Biomassekraftwerks erwärmt werden. Gerade eine solche Vorheizung in jeweiligen Teilbereichen bzw. Schritten des Vergasungsprozesses der Vergasereinrichtung bewirken dabei eine Wirkungsgradsteigerung des Biomassekraftwerks. Vorzugsweise wird also die Wärme wieder an einer Stelle dem Prozess zugeführt, welche zur Steigerung des Wirkungsgrades des Biomassekraftwerks geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich kann diese Wärmeenergie auch anders genutzt werden, zum Beispiel zum Trocknen der ausgefilterten Kohle, wobei dies auch als Teil des Prozesses des Biomassekraftwerks angesehen werden kann, oder als Fernwärme, welche aber auch als Teil des durch das Kraftwerk erzeugten Energie angesehen werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Biomassekraftwerks. Insbesondere kann das Verfahren zum Betreiben eines Biomassekraftwerks gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet sein. Die sich aus dem Biomassekraftwerk gemäß dem ersten Erfmdungsaspekt ergebenen Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfmdungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfmdungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.

Das Verfahren zum Betreiben eines Biomassekraftwerks kann den Schritt des Erzeugens eines brennbaren Gasstroms aus einer Biomasse mittels einer Vergasereinrichtung umfassen. Weiterhin kann das Verfahren das Ausscheiden eines Wäscherkondensats aus dem Gasstrom mittels eines Gaswäschers umfassen. Weiterhin kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass der Gasstrom mittels einer Verbrennungsvorrichtung verbrannt wird, wobei Energie und ein Abgasstrom erzeugt wird. Die Energie kann dabei beispielsweise in Form von elektrischer Energie, mechanischer Energie und/oder Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden. Bei dem Verfahren kann ein Abgaskondensat aus dem Abgasstrom mittels eines Abgaskondensators aus geschieden werden. Bei dem Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Gasstrom unter Ausscheidung des Wäscherkondensats abgekühlt wird. Ebenso kann das Verfahren vorsehen, dass der Abgasstrom unter Ausscheidung des Abgaskondensats abgekühlt wird.

Weiterhin kann das Verfahren das Vermischen wenigstens eines Teils des Wäscherkondensats mit wenigstens einem Teil des Abgaskondensats zum Erzeugen eines Mixkondensats umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch das Zuführen wenigstens eines Teils des Wäscherkondensats zu dem Abgaskondensat als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats umfassen. Dadurch kann die Effizienz des Verfahrens zum Betreiben des Biomassekraftwerks besonders hoch sein und/oder zusätzliche Nutzstoffe, wie Pflanzennährstoffe, gewonnen werden.

Das Verfahren ermöglicht es somit ein Biomassekraftwerk so zu betreiben, dass dieses besonders effizient und umweltschonend ist. Insbesondere kann neben der Energie auch ein zusätzlicher nutzbarer Stoff, wie eine Düngerverbindung, bereitgestellt werden. Diese Düngerverbindung kann durch Vermischung des Wäscherkondensats mit dem Abgaskondensat als Mixkondensat zur Verfügung gestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Wäscherkondensat im Wesentlichen pH-neutral und/oder jeweilige Düngermittelverbindungen umfassend ausgeschieden werden, indem das Wäscherkondensat mittels des Abgaskondensats als Waschflüssigkeit aus dem Abgasstrom ausgeschieden wird.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann vorsehen, dass wenigstens ein Teil des Abgaskondensats dem Gaswäscher als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Wäscherkondensats zugeführt wird.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann umfassen, dass ein basisches Wäscherkondensat erzeugt wird, insbesondere ein leicht basisches, bevorzugt mit einem pH- Wert von 7,5 bis 10, besonders bevorzugt 8 bis 9,5.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann umfassen, dass ein ammoniumhaltiges Wäscherkondensat erzeugt wird, welches insbesondere NH ₄ HCO3 umfasst.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann umfassen, dass ein saures Abgaskondensat erzeugt wird, bevorzugt mit einem pH-Wert von 0,1 bis 5, besonders bevorzugt 1 bis 3. Dieses Abgaskondensat ist besonders geeignet zur Vermengung mit dem Wäscherkondensat zur Herstellung des Mixkondensats, welches als Düngemittel und/oder zur direkten Einleitung in das Abwassemetz geeignet ist.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann vorsehen, dass ein sulfathaltiges und/oder nitrathaltiges Abgaskondensat erzeugt wird, insbesondere H ₂ S0 ₄ und/oder HN0 ₃ umfassend. Dieses Abgaskondensat ist besonders geeignet zur Vermischung mit dem Wäscherkondensat zur Erzeugung des Mixkondensats, wobei dann eine als Düngemittel geeignete Stoffverbindung zur Verfügung gestellt werden kann.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann umfassen, dass ein im Wesentlichen pH-neutrales Mixkondensat und/oder Abgaskondensat erzeugt wird, insbesondere mit einem pH-Wert von 5,5 bis 8,5, besonders bevorzugt 6,5 bis 8, vorzugsweise durch ein mengenmäßig aufeinander abgestimmtes Mischen von dem Abgaskondensat und dem Wäscherkondensat und/oder einem, insbesondere mengenmäßigem abgestimmten, Zufuhren des Wäscherkondensats zum Abgaskondensator als Waschflüssigkeit.

Teile des Abgaskondensats und/oder des Wäscherkondensats sind dann gegebenenfalls überschüssig. Diese Teile können dann entweder erneut dem Prozess zugeführt werden, beispielsweise in einer Rezirkulation, oder gegebenenfalls getrennt entsorgt werden. Alternativ oder zusätzlich können jeweilige ergänzende Stoffe dem Prozess zugeführt werden, beispielsweise durch Vermischung in der Mischvorrichtung und/oder Einsprühen in den Abgaskondensator, um ein vollständiges Umsetzen des Wäscherkondensats bei dessen zu Hilfenahme zur Ausscheidung des Abgaskondensats und/oder des Abgaskondensats und des Wäscherkondensats bei deren Vermischung zum Mixkondensat zu erreichen. Beispielsweise können dem Prozess zusätzlich zu dem Abgaskondensat in der Mischvorrichtung zusätzliche Stickstoff- und/oder Sulfatverbindungen zugeführt werden, um die jeweiligen Ammoniumverbindungen des Wäscherkondensats vollständig in eine Stoffverbindung umzuwandeln, welche als Dünger oder Düngerzusatzstoff geeignet ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfmdungsaspekt ist es vorgesehen, dass ein Mixkondensat und/oder ein Abgaskondensat mit einer nutzbaren Stickstoffverbindung erzeugt wird, insbesondere mit einer als Dünger geeigneten Stickstoff erbindung, vorzugsweise (NH ₄ )S0 ₄ und/oder NH ₄ N0 ₃ .

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfmdungsaspekt ist es vorgesehen, dass der von der Vergasereinrichtung erzeugte Gasstrom gefiltert wird, wobei vorzugsweise Kohle aus dem Gasstrom gefiltert wird, wobei der Gasstrom bevorzugt nach der Vergasereinrichtung und vor Einleiten in den Gaswäscher gefiltert wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfmdungsaspekt ist es vorgesehen, dass die ausgefilterte Kohle mit wenigstens einem Teil des Mixkondensats und/oder des Abgaskondensats befeuchtet wird. Insbesondere wird die ausgefilterte Kohle vorzugsweise mit einem Mixkondensat und/oder einem Abgaskondensat befeuchtet, welches eine als Dünger geeignete StickstoffVerbindung umfasst, um diese mit Pflanzennährstoffen anzureichem.

Bei den Verfahrensschritten gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ist es vorzugsweise vorgesehen, das jeweilige zur Weiterverwendung geeignete und/oder vorgesehene Stoffverbindungen, wie beispielsweise die als Düngemittel vorgesehenen StoffVerbindungen, in technisch und/oder wirtschaftlich verwertbarer Konzentration erzeugt werden. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, lediglich solche Konzentrationen zu erzeugen, welche zwangsläufig durch Verunreinigungen und/oder normale Prozessvarianzen auch in herkömmlichen Biomassekraftwerken in vemachlässigbarer Weise erzeugt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ist es vorgesehen, dass der Gasstrom vor Zuführung zum Gaswäscher abgekühlt wird, insbesondere auf unter 200°C, vorzugsweise auf ca. l00°C oder weniger. Vorzugsweise wird dabei der Gasstrom nicht auf eine Temperatur abgekühlt, welche unterhalb des Taupunktes des Wäscherkondensats liegt, insbesondere unterhalb eines Taupunktes von ammoniumhaltigen Stoffverbindungen in dem Gasstrom. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfmdungsaspekt ist es vorgesehen, dass der Gasstrom vor seinem Verbrennen auf unter 50°C abgekühlt wird, bevorzugt auf ca. 25°C oder weniger. Diese Abkühlung kann insbesondere im Gaswäscher unter Ausscheidung des Wäscherkondensats erfolgen. Dadurch kann der Wirkungsgrad gesteigert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ist es vorgesehen, dass der Abgasstrom zum Ausscheiden des Abgaskondensats auf unter 50°C abgekühlt wird, bevorzugt auf unter 43°C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 20°C und 40°C oder weniger. Insbesondere bei einer Temperatur unterhalb von 43 °C wird ein besonders hoher Anteil an Stickstoff- und/oder Sulfatverbindungen, insbesondere unter zur Hilfenahme einer Waschflüssigkeit, vorzugsweise mittels des Wäscherkondensats als Waschflüssigkeit, aus dem Abgasstrom ausgeschieden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ist es vorgesehen, dass eine jeweiligen Fluidströmen des Energieerzeugungsprozesses durch Kühlen entzogene Wärme an einer anderen Stelle des Prozesses dem Prozess wieder zugeführt wird. Dadurch kann der Gesamtwirkungsgrad des Energieerzeugungsprozesses besonders hoch sein.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für ein Biomassekraftwerk. Insbesondere kann das Abgasnachbehandlungssystem geeignet für ein Biomassekraftwerk gemäß dem ersten Erfindungsaspekt und für das Durchführen eines Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt sein. Die sich aus dem Biomassekraftwerk gemäß dem ersten Erfindungsaspekt und dem Verfahren gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten bzw. des zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten bzw. des zweiten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltung des dritten Erfmdungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.

Das Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem dritten Erfmdungsaspekt kann dazu ausgebildet sein, ein Wäscherkondensat, welches aus einem brennbaren Gasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks aus einer Biomasse erzeugt wurde, mit einem Abgaskondensat, welches aus einem Abgasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstroms erzeugt wurde, zu vermischen. Dadurch kann vorteilhafterweise auf eine anderweitige Nachbehandlung des Wäscherkondensats und/oder des Abgaskondensats verzichtet werden, während gleichzeitig ein im Wesentlichen pH-neutrales Mixkondensat mit als Düngemittel nutzbaren StickstoffVerbindungen erzeugt werden kann. Zudem kann so gegebenenfalls der Einsatz jeweiliger weiterer Zusatzstoffe reduziert oder auf deren Einsatz gänzlich verzichtet werden, beispielsweise auf eine seifenhaltige Waschflüssigkeit zum Ausscheiden des Abgaskondensats. Für das Vermischen kann das Abgasnachbehandlungssystem eine Mischvorrichtung aufweisen, welche vorzugsweise dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Mengen an Wäscherkondensat und Abgaskondensat für das Vermischen zu steuern. Bei der nachträglichen Mischung des Wäscherkondensats mit dem Abgaskondensat lässt sich deren jeweilige Mengenverhältnisse besonders gut einstellen, so dass die Eigenschaften des Mixkondensats besonders vorteilhaft und besonders genau eingestellt werden können.

Alternativ oder zusätzlich kann das Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem dritten Erfindungsaspekt dazu ausgebildet sein, wenigstens einen Teil des Wäscherkondensats, welches aus dem brennbaren Gasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks aus der Biomasse erzeugt wurde, als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung aus dem Abgasstrom des Biomassekraftwerks, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstrom erzeugt wurde, zu nutzen, insbesondere durch Zufuhren in einen Abgaskondensator des Biomassekraftwerks. Bei der Nutzung des Wäscherkondensats zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats kann eine Menge von anderer Waschflüssigkeit reduziert werden oder auf diese gänzlich verzichtet werden. Zudem stellt das Wäscherkondensat so eine Art Korrosionsschutz in dem Abgaskondensator bereit, indem beispielsweise ein leicht basisches Wäscherkondensat dazu führt, dass ein weniger saures oder sogar im Wesentlichen neutrales Abgaskondensat ausgeschieden wird. So ist das Abgaskondensat besonders umweltfreundlich und besonders leicht zu handhaben. Zudem kann das Abgaskondensat so als Pflanzennährstoff nutzbare Stoffverbindungen in verwertbarer Konzentration aufweisen.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Biomassekraftwerks. Das Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Biomassekraftwerks kann insbesondere dazu geeignet sein, die Abgase eines Biomassekraftwerks gemäß dem ersten Erfmdungsaspekt zu behandeln, kann als Teil des Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ausgebildet sein und/oder zum Betreiben des Abgasbehandlungssystems gemäß dem dritten Erfindungsaspekt ausgebildet sein. Die sich aus dem Biomassekraftwerk gemäß dem ersten Erfindungsaspekt, dem Verfahren gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt und dem Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem dritten Erfmdungsaspekt ergebenen Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten, zweiten bzw. dritten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen des ersten, zweiten und dritten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des vierten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.

Bei dem Verfahren gemäß dem vierten Erfmdungsaspekt kann es vorgesehen sein, dass ein Wäscherkondensat, welches aus einem brennbaren Gasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks aus einer Biomasse erzeugt wurde, mit einem Abgaskondensat, welches aus einem Abgasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstroms erzeugt wurde, vermischt wird. Diese Vennischung kann insbesondere unter zur Hilfenahme einer Mischvorrichtung des Biomassekraftwerks bzw. dessen Abgasnachbehandlungssystems erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vermischung auch in einem Abgaskondensator nach Ausscheidung des Abgaskondensats und/oder in einem Gaswäscher nach Ausscheiden des Wäscherkondensats erfolgen.

Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Verfahren gemäß dem vierten Erfindungsaspekt vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil des Wäscherkondensats, welches aus dem brennbaren Gasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks aus der Biomasse erzeugt wurde, als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung aus dem Abgasstrom des Biomassekraftwerks, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstroms erzeugt wurde, genutzt wird, insbesondere durch Zufuhren in einen Abgaskondensator des Biomassekraftwerks und/oder eines Abgasnachbehandlungssystems des Biomassekraftwerks.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Wäscherkondensats zur Abgasreinigung. Alternativ oder zusätzlich betrifft der fünfte Aspekt der Erfindung die Verwendung eines Wäscherkondensats zur Neutralisierung eines aus dem Abgas des Biomassekraftwerks ausgeschiedenen Abgaskondensats. Die Abgasreinigung kann dabei das Fördern der Ausscheidung Abgaskondensat umfassen. Die Verwendung des Wäscherkondensats kann dabei in dem Biomassekraftwerk gemäß dem ersten Erfindungsaspekt, dem Verfahren gemäß dem Erfindungsaspekt, dem Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem dritten Erfindungsaspekt und/oder dem Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Biomassekraftwerks gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung erfolgen. Die sich aus dem ersten, zweiten, dritten und vierten Erfindungsaspekt ergebenen Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Erfindungsaspekt zu entnehmen, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen des ersten, zweiten, dritten und vierten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des fünften Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Verwendung des Wäscherkondensats gemäß dem fünften Erfindungsaspekt ist es vorgesehen, dass das Wäscherkondensat aus einem brennbaren Gasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks aus einer Biomasse erzeugt wurde, und mit wenigstens einem Teil eines Abgaskondensats, welches aus einem Abgasstrom des Biomassekraftwerks ausgeschieden wurde, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstroms erzeugt wurde, vermischt wird.

Alternativ oder zusätzlich ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Verwendung des Wäscherkondensats gemäß dem fünften Erfindungsaspekt vorgesehen, dass das Wäscherkondensat als Waschflüssigkeit zum Fördern der Ausscheidung des Abgaskondensats aus dem Abgasstrom des Biomassekraftwerks, welcher mittels des Biomassekraftwerks beim Verbrennen des Gasstroms erzeugt wurde, genutzt wird, insbesondere durch Zuführen in einen Abgaskondensator des Biomassekraftwerks.

Durch die oben beschriebene Verwendung des Wäscherkondensats kann in vorteilhafter Weise bei einem Biomassekraftwerk ein erhöhter Wirkungsgrad erzielt werden. Zudem können jeweilige Schadstoffe, welche ansonsten aufwändig entsorgt, gefiltert und/oder gereinigt werden müssen, in jeweilige Nutzstoffe, insbesondere Düngemittel umgewandelt werden. Dieses Düngemittel stellt dann ein weiteres Produkt des Biomassekraftwerks dar, welches beispielsweise verkauft werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgendend der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Figur 1 veranschaulicht schematisch ein Biomassekraftwerk.

Figur 2 veranschaulicht schematisch eine Abgasnachbehandlung des Biomassekraftwerks gemäß Figur 1.

Figur 1 veranschaulicht schematisch ein Bioenergieanlage, welche als Biomassekraftwerk 10 ausgebildet ist und mittels welchem Biomasse 12 umgewandelt wird. Dabei wird Energie, vorzugsweise in Form von elektrischem Strom 14 und Wärme 16, erzeugt. Ferner wird vorzugsweise sogenannte Biokohle 18 erzeugt, welche ebenfalls als nutzbares Umwandlungsprodukt von dem Biomassekraftwerk 10 beim Energieerzeugungs- bzw. Umwandlungsprozess erzeugt wird.

Das Biomassekraftwerk 10 umfasst eine als Vergasereinrichtung 20 ausgebildete Gaserzeugungseinrichtung 20, welche zum Erzeugen eines brennbaren Gasstroms 22 aus der Biomasse 12 mittels eines Vergasungsprozesses ausgebildet ist. Der brennbare Gasstrom 22 ist im vorliegenden Beispiel durch jeweilige Pfeile in den Leitungen des Biomassekraftwerks 10 veranschaulicht. Wenn beispielweise als Biomasse 12 Holz eingesetzt wird, kann der brennbare Gasstrom 22 auch als Holzgas bezeichnet werden. Die Vergasereinrichtung 20 umfasst zum Erzeugen des brennbaren Gasstroms 22 eine Pyrolysevorrichtung 24, bei welcher die Biomasse 12 unter Zugabe von Luft 26 als Oxidationsmittel pyrolysiert wird. Dir pyrolysierte Biomasse wird in einer Vollstromoxidationsvorrichtung 28 weiter oxidiert. Danach gelangt die pyrolysierte Biomasse in einen Schwebebettreaktor 30, welcher insbesondere durch seine Form besonders effizient ist. Dabei wird zusätzlich Luft 32 als Oxidationsmittel eingeleitet, wobei jeweilige Störstoffe 34 abgetrennt und in einem Sammelbehälter 36 zu deren Entsorgung aufgefangen werden. Die Vergasereinrichtung 20 ist detaillierter in der WO 2008/110383 A2 beschrieben. Grundsätzlich kann das Biomassekraftwerk 10 jedoch auch andere Formen von Vergasereinrichtungen umfassen, beispielsweise fermentative Formen wie bei Biogasanlagen, welche einen brennbaren Gasstrom 22 erzeugen.

Der von der Vergasereinrichtung 20 erzeugte brennbare Gasstrom 22 wird anschließend in eine Filtervorrichtung 38 eingeleitet. In dieser Filtervorrichtung 38 werden beispielsweise jeweilige Festkörper aus dem Gasstrom 22 ausgefiltert, insbesondere die Aktivkohle 18, welche in einem Sammelbehälter 40 aufgefangen wird. Zum Abtrennen und einfachen Handhabung der abgeschiedenen Kohle 18 wird dabei Wasser 42 eingeleitet, um die Aktivkohle 18 zu befeuchten. Anschließend wird der brennbare Gasstrom 22 durch eine Kühlvorrichtung 44 geleitet. Dabei wird dem Gasstrom 22 Wärme entzogen, welche beispielsweise zum Vorheizen des Luftstroms 26 und 32 und/oder zum Vorheizen und Trocknen der Biomasse 12 verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die entzogene Wärme auch zum Trocknen der Aktivkohle 18 verwendet werden oder zusätzlich mit der Wärme 16 beispielsweise als Heizwärme einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden.

Die Pyrolyse kann beispielsweise bei Temperaturen um 500°C erfolgen. Der Schwebebettreaktor 30 kann beispielsweise an einer heißesten, untersten Stelle eine Temperatur von 850°C aufweisen. Die Kühlvorrichtung 44 kann den Gasstrom 22 auf eine Temperatur von beispielsweise l00°C abkühlen.

Jeweilige Teile des Biomassekraftwerks 10, wie beispielsweise die Pyrolysevorrichtung 24, die Vollstromoxidationsvorrichtung 28, der Schwebebettreaktor 30, die Filtervorrichtung 38 und die Kühlvorrichtung 44, können jeweilige Ein- und Ausgänge umfassen, mittels welchen jeweilige Fluidströme in jeweilige Räume der genannten Vorrichtungen eingeleitet werden können. In diesen Räumen kann dann der eigentliche Prozess der jeweiligen Vorrichtung stattfinden. Die Räume können dabei im Wesentlichen geschlossen sein oder auch teiloffene Bereiche aufweisen, wobei die Teile des Biomassekraftwerks 10 dafür entsprechende Wandungen aufweisen können, insbesondere Metallwandungen. Jeweilige Ein- und Ausgänge können durch jeweilige Leitungen verbunden sein, insbesondere Metallrohre. Die Fluidströme können beispielsweise fest, flüssig oder gasförmig sein, ebenso können auch Fluidströme im Prozess vorgesehen sein, welche eine Mischung unterschiedlicher Phasen aufweisen.

In einem weiteren Prozessteil wird der Gasstrom 22, welcher durch die Filtervorrichtung 38 gereinigt und durch die Kühlvorrichtung 44 gekühlt wurde, einem Gaswäscher 46 zugefuhrt, welcher vorliegend als Kondensationskühler ausgebildet ist. Dieser Gaswäscher 46 ist zur Ausscheidung eines Wäscherkondensats 48 aus dem Gasstrom 22 ausgebildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Gaswäscher 46 um einen Umlaufkondensator handeln, bei welchem eine Waschflüssigkeit und/oder das erzeugte Wäscherkondensat 48 kontrolliert eingeleitet und/oder zurückgeführt werden kann und ein überschüssiges Wäscherkondensat 48 kontrolliert ausgeschleust werden kann. Das überschüssige Wäscherkondensat 48 kann einer Menge entsprechen, bei welchem die Flüssigkeitsmenge im Gaswäscher 46 im Wesentlichen konstant bleibt, auch bei Zufuhren von zusätzlicher Waschflüssigkeit. Hierzu wird in einem Raum des Gaswäschers 46 beispielsweise Wasser 74 eingesprüht. Mittels des Gaswäschers 46 werden weitere Substanzen aus dem Gasstrom 22 ausgeschieden, welche bei einer Verbrennung nachteilig sein könnten. Dazu gehören beispielsweise ammoniumhaltige Substanzen bzw. Stoff erbindungen. Zusätzlich kühlt der Kondensationskühler den brennbaren Gasstrom 22, welches auch als Brenngas bezeichnet werden kann, weiter ab, beispielsweise auf eine Temperatur von 25°C. Dadurch kann die Effizienz eines anschließenden Verbrennungsprozesses weiter erhöht sein. Das Wäscherkondensat 48 wird bei herkömmlichen Biomassekraftwerken beispielsweise im Abwassemetz entsorgt.

Der nun final gereinigte Gasstrom 22 wird in eine Verbrennungsvorrichtung 50 eingeleitet, welche zum Verbrennen des Gasstroms 22 ausgebildet ist, wobei die Energie 14, 16 und ein Abgasstrom 52 erzeugt wird. Zusätzlich wird auch Wärme 16 erzeugt. Zusätzlich oder alternativ kann die Verbrennungsvorrichtung 50 auch mechanische Energie als Nutzenergie bereitstellen, beispielsweise zum Antreiben eines Fahrzeugs. Während die elektrische Energie 14 und die Wärme 16 nutzbar sind, wird der Abgasstrom 52 üblicherweise beispielsweise in die Umwelt entlassen. Damit kann sich eine entsprechende Umweltbelastung ergeben, welche beispielweise durch jeweilige Abgasvorschriften eingeschränkt sein kann.

Gerade bei hohen Temperaturen des Abgasstroms 52 kann die Effizienz des Biomassekraftwerks 10 gering sein, da die im Abgasstrom 52 enthaltene Restwärme nicht nutzbar ist. Zudem können im Abgasstrom 52 jeweilige umweltschädliche Substanzen enthalten sein, wie beispielsweise Stickoxide und Schwefeloxide, welche beispielsweise aufwendig getrennt und entsorgt werden müssen.

Das Biomassekraftwerk 10 gemäß Figur 1 umfasst jedoch ein in Figur 2 veranschaulichtes Abgasnachbehandlungssystem 54. In Figur 2 sind dabei noch die Filtervorrichtung 38, die Kühlvorrichtung 44, der Gaswäscher 46 und die Verbrennungsvorrichtung 50 des Biomassekraftwerks 10 aus Figur 1 dargestellt, während die anderen Teile des Biomassekraftwerks 10 zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.

Das Abgasnachbehandlungssystem 54 bzw. das Biomassekraftwerk 10 umfasst zur Abgasbehandlung einen Abgaskondensator 56. In diesem Abgaskondensator 56 wird der Abgasstrom 52 eingeleitet, wobei der Abgaskondensator 56 dazu ausgebildet ist, aus dem Abgasstrom 52 eine Abgaskondensat 58 auszuscheiden. Beispielsweise kann es sich bei dem Abgaskondensator 56 um einen Umlaufkondensator handeln, bei welchem eine Waschflüssigkeit und/oder das erzeugte Abgaskondensat 58 kontrolliert eingeleitet und/oder zurückgeführt werden kann und ein überschüssiges Abgaskondensat 58 kontrolliert ausgeschleust werden kann. Das überschüssige Abgaskondensat 58 kann einer Menge entsprechen, bei welchem die Flüssigkeitsmenge im Abgaskondensator 56 im Wesentlichen konstant bleibt, auch bei Zufuhren von zusätzlicher Waschflüssigkeit. Die Ausscheidung erfolgt unter Abkühlung des Abgasstroms 52, wodurch dieser von einer Temperatur von beispielsweise 200°C bei Austritt aus der Verbrennungsvorrichtung 50 auf eine Temperatur von vorzugsweise unter 40°C beim Austritt aus dem Abgaskondensator 56 abkühlt. Der abgekühlte und vom Abgaskondensat 58 gereinigte Abgasstrom ist dabei durch Pfeil 60 veranschaulicht. Dieser gereinigte und gekühlte Abgasstrom 60 wird anschließend in die Umwelt entlassen. Dabei sind jeweilige Schwefeloxide und Stickoxide größtenteils dem Abgasstrom 60 entzogen und im Abgaskondensat 58 enthalten, so dass eine Umweltbelastung reduziert ist. Ebenso ist der Wirkungsgrad des Biomassekraftwerks 10 gesteigert, da der Abgaskondensator 56 ebenfalls Wärme 16 nutzbar zur Verfügung stellen kann. Beispielsweise kann diese Wärme 16 des Abgaskondensators 56 ebenfalls einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden oder zur Beheizung anderer Prozessfluide und/oder Prozessschritte genutzt werden.

Üblicherweise enthält das Abgaskondensat 58 eine hohe Konzentration von H ₂ S0 ₄ und HN0 ₃ , welche zu einem sauren Abgaskondensat 58 führen, beispielsweise mit einem pH- Wert von 1 bis 3. Ein solches Abgaskondensat 58 ist sehr korrosiv, weshalb beispielsweise ein Spülwasser in den Abgaskondensator 56 zur Ausscheidung und Schutz jeweiliger Metallteile des Abgaskondensators 56 eingeleitet wird. Dieses Spülwasser befördert die Ausscheidung und Abkühlung des Abgasstroms 52 und wäscht gleichzeitig korrosive Stoffzusammensetzungen aus dem Abgaskondensator 56 aus. Das Abgaskondensat 58 ist so jedoch umweltschädlich und insbesondere nach gängigen Vorschriften nicht ohne weiteres in einem Abwassemetz zu entsorgen nachdem es aus dem Abgaskondensator 56 ausgeschleust wurde.

Deshalb wird bei dem gezeigten Abgasnachbehandlungssystem 54 bzw. dem Biomassekraftwerk 10 das Wäscherkondensat 48, welches üblicherweise leicht basisch mit einem pH-Wert von 8 bis 9,5 ist, in einer Mischvorrichtung 62 mit dem Abgaskondensat 58 vermischt. Jeweilige ammoniumhaltige Stoffverbindungen des Wäscherkondensats 48, wie beispielsweise NH ₄ HC0 ₃ , gehen dabei mit jeweiligen Sulfat- oder Nitratverbindungen des Abgaskondensats 58 neue Stoffverbindungen ein, welche beispielsweise als Düngemittel nutzbar sind. Solche Stoffverbindunge können beispielsweise (NH ₄ ) ₂ S0 ₄ und NH ₄ N0 ₃ sein. Gleichzeitig wird so ein im Wesentlichen pH-neutrales Mixkondensat 64 erzeugt, welches beispielsweise einen pH-Wert von 6,5 bis 7,5 aufweist. Dadurch kann das Mixkondensat 64 auch direkt in ein Abwassemetz entsorgt werden, ohne dass eine weitere Umweltbelastung oder eine Verletzung von Umweltvorschriften befurchtet werden muss, und/oder gehandhabt werden, ohne dass Korrosions- oder Verletzungsgefahr besteht.

Vorzugsweise umfasst das Abgasnachbehandlungssystem 54 bzw. das Biomassekraftwerk 10 noch eine Rückführvorrichtung 66, mittels welcher das Mixkondensat 64 mit der ausgeschiedenen Aktivkohle 18 hinter der Filtervorrichtung 38 vermischt wird. Das Mixkondensat 64 kann beispielsweise auch das Wasser 42 zur Befeuchtung der Aktivkohle 18 ersetzen, so dass hier auf den zusätzlichen Einsatz von Wasser verzichtet werden kann. Damit kann die Aktivkohle 18 vorteilhaft mit Pflanzennährstoffen angereichert werden.

Beim Biomassekraftwerk 10 kann, wie gezeigt, neben Strom 14 und Wärme 16 als Nebenprodukt auch die Biokohle 18 produziert werden, welche z.B. als wertvoller Bodenverbesserer eingesetzt werden kann. Für den besseren Transport wird diese vor Ort mit dem Wasser 42 versetzt. Alternativ kann aber ein vollkommen ökologischer Kraftschluss durch die Kombination des gewonnenen Mixkondensats 64 mit der Biokohle 18 ermöglicht werden. Die Kombination der Reststoffströme aus dem Biomassevergaserkonzept ermöglicht es, aus den wertvollen Nebenprodukt Biokohle 18 ein noch höherwertiges Produkt zu generieren. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die kombinierte Wirkung der Pflanzenasche bzw. Biokohle 18 mit einer Stickstoffquelle, wie diese beispielsweise in dem Mixkondensat 64 vorhanden ist, zu deutlich besseren Pflanzenwachstum führt, als der Einzeleinsatz dieser Stoffe. Deshalb kann mit dem Abgasnachbehandlungssystem 54 Energie wesentlich nachhaltiger mit dem Biomassekraftwerk 10 erzeugt werden. Insbesondere kann die Aktivkohle 18 dazu genutzt werden, das Wachstum neuer Biomasse 12 zu befördern.

Das Abgasnachbehandlungssystem 54 kann eine Dosiervorrichtung 68 für das Wäscherkondensat 48 umfassen und eine Dosiervorrichtung 70 für das Abgaskondensat 58. Die beiden Dosiervorrichtungen 68,70 können dazu ausgebildet sein, das Wäscherkondensat 48 bzw. das Abgaskondensat 58 in den richtigen Mengen der Mischvorrichtung 62 zuzuführen. Dafür können entsprechende Sensoriken und Steuervorrichtungen vorgesehen sein. Dadurch kann der gewünschte pH-Wert und/oder der gewünschte Nährstoffgehalt in dem Mixkondensat 64 eingestellt werden.

Üblicherweise wird eine größere Menge Wäscherkondensat 48 erzeugt als zum Neutralisieren des Abgaskondensats 58 und/oder aller darin enthaltener Stickstoffoxide und Schwefeloxide notwendig ist. Gleichzeitig stellen jedoch die Ammoniumverbindungen in dem Wäscherkondensat 48 wertvolle Ressourcen dar. Deswegen kann die Dosiervorrichtung 70 dazu ausgebildet sein, zusätzlich zu den im Abgaskondensat 58 enthaltenen Schwefel- und Stickstoffoxiden weitere Schwefel- und/oder Stickstoffoxide der Mischvorrichtung 62 zuzuführen. Dadurch können alle Ammoniumverbindungen in dem Wäscherkondensat 48 als Düngemittel nutzbar gemacht werden. Alternativ oder zusätzlich kann diese zusätzliche Beimengung von Schwefeloxiden und Stickoxiden auch in der Mischvorrichtung 62 erfolgen.

Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann auch Wäscherkondensat 48 als Spülmittel dem Abgaskondensator 56 zugeführt werden, wie dies ebenfalls in der Figur 2 veranschaulicht ist. Auch dafür kann eine Dosiervorrichtung 72 vorgesehen sein, um eine gewünschte Menge des Wäscherkondensats 48 dem Abgaskondensator 56 zuzuführen. Dadurch kann bei Ausscheidung der Schwefeloxide und Stickoxide im Abgaskondensator 56 unmittelbar ein Abgaskondensat 58 erzeugt werden, welches einen im Wesentlichen neutralen pH-Wert aufweist oder einen zumindest neutraleren pH-Wert als bei der Verwendung von keinem Spülmittel bzw. anderer Spülmittel, wie beispielsweise Wasser. Ebenso kann bei Ausscheidung der Schwefeloxide und Stickoxide im Abgaskondensator 56 unmittelbar ein Abgaskondensat 58 erzeugt werden, bei welchem bereits die als Düngemittel geeigneten Verbindungen, welche sonst wie oben beschrieben erst als Mixkondensat 64 in der Mischvorrichtung 62 erzeugt werden. Dadurch wird der Abgaskondensator 56 weniger als durch ein saures bzw. saureres Abgaskondensat 58 angegriffen, so dass dieser gegebenenfalls aus weniger hochwertigen und korrosionsbeständigen Materialien gebildet sein kann. Dadurch kann das Abgasnachbehandlungssystem 54 besonders kostengünstig sein. Gleichzeitig kann auf den Einsatz zusätzlichen Spülwassers verzichtet werden oder dieser zumindest reduziert sein, wodurch der gesamte Prozess besonders effizient sein kann. Bei der Zuführung von Wäscherkondensat 48 in den Abgaskondensator 56 kann also ein Abgaskondensat 58 erzeugt werden, welches wenigstens teilweise die Eigenschaften des Mixkondensats 64 aufweisen kann. Insbesondere kann gegenüber einem mit Hilfe von herkömmlichem Spülwasser bzw. reinem Umlaufkondensat ausgeschiedenen Abgaskondensat 58 der pH-Wert neutraler sein und/oder jeweilige Schwefeloxide und Stickoxide im Abgasstrom 52 unmittelbar eine Verbindung mit Ammonium Verbindungen im Wäscherkondensat 48 eingehen, um so jeweilige als Düngemittel nutzbare Stoffverbindungen zu erzeugen.

Das mit Hilfe des Wäscherkondensat 48 als Spülmittel ausgeschiedene Abgaskondensat 58 kann ebenfalls auch noch der Mischvorrichtung 62 zugeführt werden, um dort mit weiteren Teilen des Wäscherkondensats 48 vermischt zu werden. Damit kann ein solches Abgaskondensat 58 weiter neutralisiert werden, mehr Stoffe in als Pflanzennährstoff nutzbare StoffVerbindungen umgesetzt werden und/oder jeweilige Bestandteile des so resultierenden Mixkondensats 64 genauer eingestellt werden, insbesondere mit einem genauer regelbaren pH-Wert als beim mit Hilfe des Wäscherkondensat 48 als Spülmittel ausgeschiedene Abgaskondensat 58.

Grundsätzlich kann es somit auch vorgesehen sein, wie dies in Figur 2 veranschaulicht ist, dass das Wäscherkondensat 48 sowohl teilweise dem Abgaskondensator 56 zugeführt wird als auch teilweise der Mischvorrichtung 62, um mit dem Abgaskondensat 58 vermischt zu werden. Dadurch können sowohl der Abgaskondensator 56 vor Korrosion geschützt werden, als auch das Abgaskondensat 58 mit den oben beschriebenen positiven Eigenschaften erzeugt werden, als auch eine bessere Umsetzung der Ammoniumverbindungen des Wäscherkondensats 48 erreicht werden. Insgesamt kann so die Effizienz des Biomassekraftwerks 10 gesteigert werden, da zusätzliche wertvolle Nebenprodukte erzeugt werden. Gleichzeitig wird durch die Kühlung des Abgasstroms 52 auch der energetische Wirkungsgrad des Biomassekraftwerks 10 erhöht. Bei dem adaptierten Anlagensetup des Biomassekraftwerks 10 werden mit dem NH ₄ HC0 ₃ - reichen Wäscherkondensat 48 aus der Produktgaswäsche bereits wesentliche Komponenten für ein Abgasreinigungsverfahren erzeugt. Dabei wird eine puffernde Wirkung des Wäscherkondensats 48, insbesondere eingesetzt im Abgasnachbehandlungssystem 54 zu Erhöhung der Abscheideleistung von Abgasemissionen genutzt. Durch das chemische Bindevermögen von Ammonium zur Stabilisierung der Abgasbestandteile wird das Abgas vorteilhaft gereinigt. In der Verbindung bietet sich ein synergetischer Nutzen von Reststoffströmen.

Bezugszeichenliste

10 Bioenergieanlage / Biomassekraftwerk

12 Biomasse

14 Energie

16 Wärme

18 Kohle

20 Vergas er einri chtung

22 Gasstrom

24 Pyrolysevorrichtung

26 Luftstrom

28 V ollstromoxidationsvorri chtung

30 Schwebebettreaktor

32 Luft

34 Störstoffe

36 Sammelbehälter

38 Filtervorrichtung

40 Sammelbehälter

42 Wasser

44 Kühlvorrichtung

46 Gaswäscher

48 W äscherkondensat

50 V erbrennungsvorrichtung

52 Abgasstrom

54 Abgasnachbehandlungssystem

56 Abgaskondensator

58 Abgaskondensat

60 Abgasstrom

62 Mischvorrichtung

64 Mixkondensat

66 Rückfuhrvorrichtung

68 Dosiervorrichtung

70 Dosiervorrichtung

72 Dosiervorrichtung

74 Wasser