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Ursachen der Anlagenverschmutzung beim Kohleeinsatz erforscht

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Die Druckfestigkeit einer Kohlenasche, gemessen in der neuen Apparatur, zeigt den aus der Praxis bekannten Anstieg der Verfestigung bereits deutlich unterhalb von 1100 Grad Celsius.


Halbkugeltemperatur t(B) als Funktion des vereinfachten Basen/Säuren Verhältnisses und des Eisenoxidgehaltes in der Asche. Halbkugeltemperatur = Aschepellet nimmt Halbkugelform an.

Eine Kennzahl, welche die Neigung einer Kohle Ascheansätze an Feuerungswänden zu bilden ausdrückt, wurde aus der Analyse von über 180 Kohlen weltweiter Herkunft gewonnen. Eine neue Apparatur kann die aus der Praxis bekannte, experimentell jedoch bislang nicht zugängliche Sintereigenschaft einer Kohle unterhalb von 1100 Grad Celsius messen.

Die Neigung einer Kohle zäh haftende Ascheansätze an Feuerungswänden zu bilden, kann erhebliche Schäden und Betriebsschwierigkeiten in Kraftwerken anrichten. Um dies zu vermeiden und rechtzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen anzuwenden, werden Kohlen nach solchen Eigenschaften ihrer Asche seit mehr als 50 Jahren in der Leitz-Apparatur untersucht. Diese DIN-Methode ermöglicht das Ascheschmelzverhalten zu messen und damit das Auftreten dieser unerwünschten Kohleeigenschaft, allerdings erst oberhalb von 1100 Grad Celsius abzuschätzen.

Aus der Praxis der modernen NOx-armen Kohleverbrennungstechnik sind immer wieder Fälle bekannt, in der Ascheansätze unerwartet unterhalb von 1100 Grad Celsius gebildet wurden und große Schwierigkeiten verursachten.

Professor Dr.-Ing. Arvo Ots von der Universität Tallinn in Estland und Professor Dr.-Ing. Jacek Zelkowski, Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik der TU Clausthal, haben Grundlagen zur Lösung des Problems gelegt.

Sie werteten die Daten von 180 Kohlen aus der ganzen Welt aus und zeigten, welche statistischen Zusammenhänge zwischen bestimmten chemischen Komponenten einer Kohle (Calzium, Natrium, usw. ) und ihrer Neigung zur Ansatzbildung bestehen und mit welcher Kennzahl ( ein vereinfachtes Basen-Säuren-Verhältnis ) diese unerwünschte Kohleeigenschaft am besten abzuschätzen ist.

Darüber hinaus haben die Wissenschaftler ein Konzept einer neuen Apparatur erarbeitet und erprobt, wie man eine Neigung einer Kohleasche zur Ansatzbildung bei Temperaturen unterhalb von 1100 Grad Celsius messen kann.

So wird die nach DIN hergestellte Asche zu Pellets gepreßt, vier Stunden in einem Ofen bei einer bestimmten Temperatur gehalten, abgekühlt und im Anschluß die Dichte und Druckfestigkeit der thermisch behandelten Pellets gemessen. Auf diese Weise kann die Temperatur bestimmt werden, bei der eine starke Verfestigung der Kohleasche auftritt. Damit kann die aus der Praxis bekannte, experimentell jedoch bislang nicht zugängliche Sintereigenschaft einer Kohle unterhalb von 1100 Grad Celsius gemessen werden.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft ermöglichte im Rahmen des Mercator-Programms den einjährigen Forschungsaufenthalt von Professor Dr.-Ing. A. Ots an der TU Clausthal.

Weitere Informationen:
Prof. Dr.-Ing. Jacek Zelkowski
Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik
Tel. 05323 72 25 26
Fax. 05323 72 37 39
E-Mail: Jacek.Zelkowski@tu-clausthal.de

Belegexemplar erbeten:
Pressestelle TU Clausthal, Gerhard-Rauschenbachstraße 4, 38678 Clausthal-Zellerfeld

Jochen Brinkmann | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft

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