Reaktion von hochalkalischer Biomasse bei der Verbrennung in Gasphasenkonditionen
Forscher haben herausgefunden, dass hohe Konzentrationen von alkalischen Metallen, Chlor und Schwefel in Stroh unter anderem zu folgenden Problemen bei der Verbrennung führen können: Deformierung der Kesselasche, durch Ablagerungen verursachte überhitzte Korrosion sowie Ausstoß von SO2, HCl und Aerosolen aus der Asche.
Wissenschaftler haben das HIAL-Arbeitspaket entwickelt, um die möglichen SO2-Emissionen und Ascheerzeugungsprozesse zu begreifen und zu verhindern, die bei der Rostfeuerung mit Stroh durch die alkalischen Eigenschaften der Biomasse entstehen. Dieses Arbeitspaket umfasst einen detaillierten Reaktionsmechanismus, mit dem die Reaktion dieser Brennstoffe während ihrer Verbrennung unter Gasphasenkonditionen getestet wird.
Zur Untersuchung der Verbrennungschemie wird dieser Reaktionsmechanismus mit numerischen Simulationen von homogenen Brennvorgängen, bewegten Reaktionsgeräten und Laminarflachflammen gekoppelt. Innerhalb des Reaktionsmechanismus wurde ein mit C/H/O-Chemie verbundener Untermechanismus mit Hilfe von hochspezialisierten wissenschaftlichen Daten und Methoden aktualisiert und getestet. Weiterhin wurde ein zweiter Untermechanismus entwickelt, mit dem die Verschlechterung von Kaliumchlorid und seinen Reaktionsprodukten in Verbrennungssystemen dargestellt wird. Insgesamt wurden in diesen Experimenten 97 verschiedene Stroharten aus verschiedenen europäischen Ländern und 521 reversible Reaktionen eingeschlossen, um die Verbrennung von typischen entflammbaren Strohprodukten zu beschreiben.
Für die Wissenschaftler ist die aktuelle Forschung besonders bedeutend, weil sie zeigt, dass Reaktionsmechanismen das Verständnis von alkalischer Chemie fördern. Dadurch können wiederum Primärmaßnahmen für die Rostfeuerung entwickelt werden, mit denen die SO2-Emissionen unter 200mg/Nm³ gehalten werden können, ohne dass Rauchgasentschwefelungsanlagen installiert werden müssen. Durch eine geeignete Veränderung der betrieblichen Parameter zum Auffangen von SO2 in der Boden- und Flugasche können durch alkalische Substanzen verursachte Korrosionen verhindert werden. Damit wird der Prozess zuverlässiger, und der Strohanteil bei den den Brennvorgang begleitenden Prozessen wird erhöht.
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Dr Tamás Turányi
Eötvös University
Associate Professor
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