Entwicklung, Umsetzung und Verbesserung einer neuen Polygeneration-Biomasseverbrennungsanlage


Die Verbrennungskammer wurde entwickelt, um komprimierte Ballen faserförmiger Biomasse – wie etwa Weizen oder Maisstroh, Sonnenblumen oder Heu – zu verwerten. Der Balleneinschub liefert den Brennstoff kontinuierlich in die Hauptverbrennungszone. In dieser Zone finden Trocknung, Entgasung und ein Teil der Feststoffverbrennung statt. Um das Prinzip der Luftstufung zur Verringerung der Stickoxid-Emission zu nutzen, wird diese Zone mit einem Luftfaktor von etwa 0,8 betrieben. Die zwei Hauptverbrennungsluftdüsen schaffen hochturbulente Freistrahlen, welche auf die brennende Ballenoberfläche mit hohem Impuls auftreffen. Demzufolge sind Trocknung, Entgasung und das turbulente Mischen von Gasen stark erhöht. Die zweite Verbrennungszone wird mit geeignetem Luftüberschuss betrieben, um die brennbaren Gase zu oxidieren, die von der Hauptverbrennungszone ausströmen. Der völlige Abbrand der Gase muss gemeinsam mit ausreichender Luftstufung sichergestellt werden, um die Emissionen von CO, VOC und NOx zu reduzieren. Etliche Luftdüsen schaffen turbulente Freistrahlen und eine stark wirbelnde Gasströmung in dieser Zone. Die verbleibenden brennbaren Feststoffe fallen von der Hauptverbrennungszone auf einen kleinen Nachverbrennungsbrennrost, wo der komplette Feststoffabbrand stattfindet. Die Seitenwände des Nachverbrennungsrostes und der Hauptverbrennungszone sind nicht wie in gewöhnlichen Verbrennungssystemen üblich mit feuerfestem Material ausgekleidet. Der innere Kern ist von einem äußeren Mantel umgeben, welcher mit Verbrennungsluft durchströmt wird, die deshalb vorgeheizt ist und die Wände kühlt (Miltner et al, 2005). Diese Ausführung ermöglicht einen schnellen Anfahrvorgang, jedoch wird eine exakte und schnelle Regelung benötigt.


Contourplot der Gasgeschwindigkeit (0-180m/s) rund um eine Stellklappe für die Volumenstrommessung und –regelung

 

top