Vorlesung 7 "Feuerung" Flashcards
Welche Feuerung wird für die Siedlungsabfälle verwendet?
die Rostfeuerung
Wie läuft die Feuerung ab?
- Partikel wird erwärmt wobei Pyrolyse und Trocknung stattfindet (Pyrolysegase werden ausgetrieben, also H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2, H4, H2O (Dampf), höhere KW, sauerstoffhaltige Komponenten, NHy, H2S, COS, Teere/Öl, Partikel)
- Brenntstoffpartikel bleibt über wofür ein Vergasungsmittel benötigt wird, also O2 (Luft), was zum Verbrennen der Gase führt
- Koks bleibt übrig, das Verbrannt werden kann
- es kommt zu Homogenen Vergasungsreaktionen, wobei auch Produktgase entstehen
- Produktgase müssen mit Ausbrandluft ausgebrannt werden (führt zu Rauchgas, idealerweise CO2, H2O, aber es kommt auch zu CO, CxHy, NOx, SOx, Ruß, Partikel)
- am Ende bleibt Asche übrig
Welcher Parameter ist für die Verbrennung wichtig?
die Luftzahl lambda
Was ist die Luftzahl?
Die Luftzahl lambda ist das Vielfache des stöchiometrischen Luftbedarfs, der für die vollständige Verbrennung gebraucht wird.
Für welche Elemente wird Sauerstoff benötigt für den minimalen Luftbedarf, um alles zu oxidieren?
C, H, N, S
Wann ist lambda = 1?
Wenn exakt soviel Sauerstoff dosiert wird, dass die Reaktionen zur Oxidierung vollständig ablaufen. (kein O2 und kein BS bleibt übrig)
Wie hoch ist die Luftzahl bei unterschiedlichen Verbrennungssystemen?
Beispielsweise ist die Luftzahl beim Abfall recht hoch (zwischen 1,5 und 2,0) während bei der Gasfeuerung, Ölfeuerung und beim Kohlestaub Werte zwischen 1,05 und 1,4 erreicht werden.
In welche Phasen kann die Verbrennung in der Rostfeuerung unterteilt werden?
- Trocknung und Entgasung
- Hauptbrennzone
- Nachverbrennung
- Feststoffausbrand
Wie läuft die Trockung und Entgasung ab?
- im ersten Teil des Rosts wird der Abfall getrocknet (Temperatur um die 100°C)
- benötigte Energie kommt v.a. aus Verbrennungszone durch Strahlung
- zusätzlich kann die zugegebene Luft vorgewärmt werden
- Luft wird zum Abtransport des verdampften Wassers benötigt
- Sauerstoff spielt hierbei zunächst keine Rolle
- mit abnehmenden Wassergehalt steigt die Temperatur im Müllbett
- bei etwa 250°C entgast der Abfall und es entstehen Schwefelgase
- auch hier wird Sauerstoff noch nicht benötigt
- oberhalb des Müllbetss bilden sich Zündnester -> O2 wird benötigt
- durch eine gute Schürung erfolgt eine möglichst vollständige Zündung
- die hohen Verbrennungstemperaturen zersetzen den Abfall weiter
- der Abfall wird dabei entgast
- im Müllbett herrschen Temperaturen von etwa 400°C um den Rost nicht zu stark thermisch zu beanspruchen
Was passiert in der Hauptbrennzone?
- die Verbrennung der Schwefelgase benötigt ausreichend Sauerstoff
- Verbrennung läuft über dem Müllbett bei Temperaturen > 100°C ab
- bei unzureichendem Sauerstoffgehalt besteht die Gefahr einer unvollständigen Verbrennung (CO und C_ges im Abgas)
- Sauerstoff ist für die Verbrennung essentiell
Was passiert bei der Nachverbrennung?
- den Schwel- und Verbrennunggsaen wird Sekundärluft hinzugegeben
- bei ausreichenden brennbaren Gasen, ausreichend hoher Temperatur und ausreichendem Sauerstoffgehalt ein ein nahezu vollständiger Ausbrand zu erreichen (sehr kleine CO-Werte < 10 mg/Qubikmeter)
Was umfasst der Ausbrand (eigentlich Feststoffvergasung)?
- ähnlich wie beim Lagerfeuer ist nur noch wenig “Feuer” sichtbar
- weitere Vergasung des Feststoffes findet statt
- es muss entsprechend Sauerstoff zur Verfügung stehen
Wodurch wird der vollständige Ausbrand maßgeblich beeinflusst?
- Kontakt des Oxidationsmittels Luft mit Feststoff (Rost) und Gasphase
- Schürung bzw. Durchmischung mit dem Ziel der Homogenisierung
-> Art/Typ des Rostes - Strümungsführung der Schwel- und Verbrennungsgase
-> Feuerraumgestaltung, Nachverbrennung
Welche Aufgaben haben die Rostsysteme?
- Transport des Abfalls durch den Feuerraum -> Steuerung Massenstrom
- Schürung des Abfalls
- bedarfsgerechte Verbrennungsluftzuführung -> Steuerung der Luftzuführung
- Schlackeabtransport
- Verminderung des Rostdurchfalls
Wie verläuft die Primärluftzugabe?
Primärluftzugabe bei allen Rostarten von unten -> Durchströmung des Müllbetts
Was ist wichtig beim Druckverlust?
Druckverlust Rost sollte deutlich größer als Druckverlust des Müllbetts sein -> kein Freiblasen des Rostes, also die Asche
Wie können die einzelnen Zonen angepasst werden?
Anpassung des Luftbedarfs durch EInteilung des Rost mit einzelnen Luftzonen
Was ist charakteristisch für den Walzenrost?
- Schürung und Transport des Abfalls durch Schwerkraft und Drehbewegung
- Neigung etwa 20°
- Eigenschaften des Abfalls bedingen unterschiedliche Geschwindigkeiten
- Drehgeschwindigkeit der Walzen
- jede Luftzone hat eigene Walze
- heiße Roststäbe verlassen den Feuerraum un wärmen die Primärluft
- realtiver hoher Anteil Rostdurchfall
