Förderung der Verbrennung von Sekundärkraftstoffen/Kohlemischungen

Mit dem Ziel der Erhaltung von Ressourcen wie fossilen Brennstoffen sowie der Senkung von umweltschädlichen Emissionen wurde die Nutzung von CO2-neutralen Brennstoffen einschließlich Biomasse für die Stromerzeugung umfassend erforscht.

Das BIO-FLAM-Projekt konzentrierte sich auf die Studie des Verbrennungsverhaltens von sauberen Kraftstoffen zur Stromerzeugung. Genauer gesagt, besitzen kurzzyklische, Kohle enthaltende Kraftstoffe, die auch als Sekundärkraftstoffe bezeichnet werden, einzigartige thermodynamische Eigenschaften, die sie zu idealen Kandidaten für den Ersatz fossiler Brennstoffe machen. Damit sind jedoch noch immer bedeutende operationelle und ökologische Probleme verbunden, die einen dramatischen Einfluss auf die relevanten Verbrennungssysteme haben können.

Im Rahmen des Projekts wurde ein besseres Verständnis des typischen Verbrennungsverhaltens dieser Kraftstoffe erzielt, das deren Nutzung in Anwendungen zur Stromerzeugung fördert. Einen Teil des Projekts bildete die Entwicklung von Prüfgeräten für Sekundärkraftstoffe/Kohlemischungen in Kraftwerken. Die zwei wassergekühlten Probesonden unterschiedlicher Länge wurden in einem polnischen Kraftwerk im Rahmen von Co-Verbrennungsexperimenten natürlicher Größe ausgiebig getestet.

In Abhängigkeit von der Gestaltung der Spitze war es einer der Sonden möglich, eine Ablagerungssammlung zu bestimmten Oberflächentemperaturen zu erstellen sowie eine Messung der Zusammensetzung und Temperatur des Rauchgases durchzuführen. Weitere Minimierungsmöglichkeiten der Sonde könnten, sofern sich diese auf Durchmesser, Gewicht und Wasserzufuhrschläuche beziehen, einen einfacheren Betrieb der Kraftwerke ermöglichen. Die neuen Geräte können für Messungen und Tests in Verbrennungskammern von Kraftwerkskesseln genutzt werden.

Neben der Sonde wurde auch ein Flammenüberwachungssystem auf der Grundlage optischer Fasern entwickelt, das auf der Analyse der Flammenbewegungsparameter beruht. Nicht nur die Zugabe eines Sekundärkraftstoffs zur Kohle, sondern auch Eigenschaften wie der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, die Reaktionsfreudigkeit und die Verteilung der Teilchengrößen können das Flammenverhalten dramatisch verändern. Das System kann nützliche Anwendung im Bereich der Charakterisierung von Entzündungs- und Verbrennungsverhalten verschiedener pulverisierter Brennstoffmischungen finden.

Das System ermöglicht die Aufzeichnung und Verarbeitung optischer Signale der Flamme, um Messdaten zur Flammencharkterisierung zur Verfügung zu stellen. Experimente mit unterschiedlich großen Mengen an Sekundärkraftstoffen in der Kohle brachten unterschiedliche Flammenparameter hervor. Diese Daten können als Referenz bei der Untersuchung neuer Brennstoffmischungen genutzt werden. Darüber hinaus wird auch erwartet, dass die aus Messungen mit einer reduzierten (0.5MWt) unruhigen Flamme gezogenen Daten zur Konstruktionsoptimierung von Kohlenstaubbrennern beitragen.

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Tomasz Golec ctm

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