3.3 Direkte Thermochmeische Umwandlung (Verbrennung) Flashcards
Nennen und beschreiben Sie kurz die Phasen der Feststoffumsetzung in einer technischen Feuerung.
Erwärmung und Trocknung des Holzes, pyrolytische Zersetzung des Brennstoffs und zum Schluss die Vergasung des festen Kohlenstoffs
Welchen Einfluss hat die Luftzahl auf den Verbrennungsprozess? Nach welcher Maxime wird man die Luftzahl einer technischen Feuerung einstellen?
Ist die Luftzahl größer 1 herrscht vollständige Verbrennung, damit werden die Emissionen unverbrannter Bestandteile minimiert. Ist der Luftüberschuss zu hoch, sinkt der Wirkungsgrad. Maxime: Um einen höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, ist ein möglichst geringer Luft- überschuss zu wählen. Dies kann eher geschen, je besser die Vermischung der Brenngase mit der Verbrennungsluft ist.
Wie lässt sich der Wärmehaushalt einer Feuerung beeinflussen? Wann wird die Wärme im Feu- erraum entnommen und wann in einem nachgeschalteten Wärmeübertrager?
Der Wärmehaushalt einer Feuerung kann mit einer wärmedämmenden Auskleidung des Prmär- und Nachverbrennungsraumes oder durch eine Kühlung der Feuerraumwände beeinflusst werden.
Bei den meisten Feuerungen wird der Hauptteil der Nutzwärme nicht schon im Feuerraum, sondern erst in einem davon getrennten Wärmeüberträger aus den heißen ausgebrannten Verbren- nungsabgasen gewonnen (vor allem bei feuchten Brennstoffen). Allenfalls bei trockenen Brenn- stoffen oder in speziellen Einsatzgebieten kann die Wärmeentnahme im Feuerraum selbst sinn- voll sein.
Skizzieren Sie die 3 unterschiedlichen Abbrandprinzipien bei handbeschickten Feuerungen!
Skizze Frage 42
Wie beeinflusst die Primär- bzw. Sekundärluftmenge die Verbrennung?
Die Primärluftmenge beeinflusst die Feuerungsleistung, eine genügend hohe Sekundärluftmen- ge führt zur vollständigen Oxidation der brennbaren Gase.
Beschreiben Sie die stationäre und zirkulierende Wirbelschicht für automatisch beschickte Feue- rungen. Welche Vorteile bieten diese Feuerungssysteme?
Stationäre Wirbelschicht: Die Anstromgeschwindigkeit wird im Vergleich zum Festbett erhöht, damit werden die Brennstoffpartikel aufgelockert und angehoben
Zirkulierende Wirbelschicht: Die Gasgeschwindigkeit wird weiter erhöht, Brennstoffpartikel wer- den ausgetragen und zurückgeführt in den Prozess
Vorteile: Verbrennung feiner Brennstoffe möglich, es geschieht wenig Bildung von thermischen NOx, zudem der gleichmäßige Ausbrand der Brennstoffe bei relativ niedrigen Verbrennungs- temperaturen, die größere Flexibilität bezüglich des Heizwertes der Brennstoffe
Nennen Sie die wichtigsten Bauarten automatisch beschickter Biomassefeuerungen und geben Sie deren Leistungsbereich an.
Festbettfeuerungen: 6 – 60 000 kW
Wirbelschichtfeuerungen: 5 – 100 MW
Staubfeuerungen: 0,5 – 1000 MW
Skizzieren Sie den Druckverlust von Feststofffeuerungen in Abhängigkeit der Gasgeschwindig- keit. Unterteilen Sie dieses ferner in Festbett, Wirbelschicht und pneumatische Förderung.
Skizze Frage 46
Nennen Sie Maßnahmen zur Abscheidung unerwünschter Rauchgasbestandteile
Gewebe- oder Elektorfilter, Wäscher, Zyklon -> Staub; Aktivkoks zur Adsorption -> Dioxine und Furane; Kalziumhaltiges Absorptionsmittel -> HCl oder SO2; nicht-katalytische und katalytische Abgasreinigung -> NOx und Dioxin; Abgaskondensation -> Wirkungsgradverbesserung, Dampf- schwadenvermeidung und zur Zuführung zur Abgasreinigung
Nennen und beschreiben Sie Sekundärmaßnahmen zur Stickoxid-Minderung.
Nicht-katalytische: NH3 oder CO(NH2)2 wird in Nachbrennkammer eingedüst, Ammoniakschlupf 10 – 25 mg/m3N, 850 – 950 °C
und katalytische Abgasreinigung: Auf 200 - 400 °C abgekühlte Abgase werden unter Ammoniakzugabe über Katalysator geleitet, Abbau der NOx zu N2 und H2O (g), <1-5 mg/m3 Ammoniak- schlupf im Abgas
Beschreiben Sie Maßnahmen zur Minderung von Dioxin- und Furanemissionen.
Verhinderung der Dioxinbildung: Temperaturfenster der verstärkten Dioxinbildung (zwischen 500 und 150 °C) rasch durchlaufen,
Verhinderung von Ablagerungen, Staubabscheider und Filter bei Temperaturen unter 150 °C betreiben
Katalytische Oxidation: Dioxinabbaurate in SCR-Anlage bereits über 90 %, über eine zusätzliche Katalysatorlage auch 97 – 99,5 % Abbau möglich
Abscheidung von Dioxinen -> Durch Gewebe- oder Elektrofilter oft bereits eine deutliche Dioxinminderung: Zugabe eines Adsorptionsmittels verbessert die Abscheidewirkung eines Gewe- befilters (Reduktion der Dioxinemissionen bei Altholz um 75%), weitere Verbesserung des Ab- scheidegrads durch Erhöung der Filterschichtdicke und des Koksanteils
Beschreiben Sie die HCl-Abscheidung durch Trockensorption mit einem Gewerbefilter stich- punktartig. Welche Abscheidegrade können erzielt werden?
Ein Sorptionsmittel wie Ca(OH)2 wird in Abgas eingemischt, dieses reagiert mit Cl zu CaCl2, das dann mit Filter abgeschieden wird, Abscheidegrad 90 %, Reaktion zum Großteil am sich auf- bauenden Filterkuchen
Beschreiben Sie HCl Abscheidung mit einem Wäscher stichpunktartig. Welche Abscheidegrade können erzielt werden?
HCl kann auch durch Wäscher aus dem Abgas entfernt werden. Abgas wird im Gegenstrom zum Waschwasser von unten nach oben geführt. Der Druckverlust beim Waschen ist gering. Der Ab- scheidegrad beträgt auch etwa 90 %, ähnliche Wirkung mit einer Abgaskondensationsanlage
Zählen Sie die wichtigsten Verbrennungsreaktionen auf und geben Sie deren Reaktionsglei- chung an. Unterteilen Sie die Reaktionen ferner in heterogene und homogene Reaktionen. Heterogene Reaktionen (g und s):
Verbrennung: C + O2 -> CO2; S + O2 -> SO2
Teilverbrennung: C + 0,5 O2 -> CO
Homogene Reaktion (g und g): Verbrennung: H2 + 0,5 O2 -> H2O (g); CO + 0,5 O2 -> CO2
