Wirbelschichttechnologie zur Dezentralen Energiegewinnung in Österreich

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1 Wien, 19. November 2004, DVV Kolloquium Wirbelschichttechnologie zur Dezentralen Energiegewinnung in Österreich Franz Winter Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik u. Techn. Biowissenschaften Technische Universität - Wien

2 Wirbelschichtanlagen: Historische Entwicklung 1981: Inbetriebnahme der ersten Wirbelschichtanlage (BFBC, stationäre Wirbelschicht Fa. Leykam, Gratkorn) bis Ende der 80er Jahre: Bau zahlreicher weiterer Wirbelschichtanlagen vor allem stationäre aber auch zirkulierende. 1984: Inbetriebnahme der ersten zirkulierenden Wirbelschichtanlage (CFBC, Fa. Patria, Frantschach) 1990: Inbetriebnahme der intern-zirkulierenden Wirbelschichtanlage (FICFBC, Funder, St. Veit) : Bau zahlreicher zirkulierender Wirbelschichtanlagen (CFBC) 1992: Inbetriebnahme dreier Wirbelschichtanlagen zur Verbrennung von Klärschlamm (BFBC, EBS, Wien) 3 x 25 MWth 1998: Inbetriebnahme einer zirkulierenden Wirbelschichtanlage zur Gaserzeugung (CFBG) (Verbund, Zeltweg) 10 MWth

3 Wirbelschichtanlagen: Historische Entwicklung II 2001: Inbetriebnahme der ersten Wirbelschichtanlage zur Gaserzeugung aus Biomasse (DFBG) (Güssing) 8 MW th 2003: Inbetriebnahme stationärer Wirbelschichtanlage mit interner Rotation (RFBC) (Fernwärme Wien) 40 MW th 2004: Inbetriebnahme der stationären Wirbelschichtanlage Niklasdorf für diverse Abfälle BFBC, 40 MW th 2004: Bau 30 MW th Biomasse Wirbelschichtanlage (M-real, Hallein) 2004: Bau 60 MW th Biomasse Wirbelschichtanlage (Timelkam) 2004: Bau 43 MW th Biomasse Wirbelschichtanlage (Heiligenkreuz) 2004: Planung 9,6 MW th Biomasse Wirbelschichtanlage zur Gaserzeugung

4 Wirbelschichtanlagen im Überblick: ca. 20 Wirbelschichtanlagen Leistungsbereich MW th Typen: - stationäre Wirbelschicht (BFBC) (15 60 MW th ) - zirkulierende Wirbelschicht (CFBC) ( MW th ) - spezielle Lösungen: mit interner Zirkulation (FICFBC - Funder, RFBC Fernwärme Wien), mit Dual-System (DFBG in Güssing)

5 Einsatzbereiche: vor allem im Verbund mit der Papier- und Zellstoffindustrie zur Erzeugung von Wärme & Strom Thermische Verwertung von Abfällen der Papier- und Zellstoffindustrie Thermische Verwertung von Haushaltsabfällen, Klärschlamm und anderen Abfällen Demonstration der Gaserzeugung (Güssing, Zeltweg)

6 Brennstoffe: Rinde Holzabfälle Kohle mit niedrigem Heizwert flüssige Konzentrate & Schlämme Kunststoffe Hausmülll Klärschlamm

7 Vorteil: Große Flexibilität bezüglich Brennstoff-Mischungen! Zumeist werden 2-4 Brennstoffe in der gleichen Anlage genützt.

8 Wirbelschichtanlage Niklasdorf (BFBC): Kaiser 2004, AE

9 Wirbelschichtanlage Niklasdorf: Technische Merkmale: unterstöchiometrische Verbrennung im Wirbelbett gestufte Luftzufuhr Rauchgas Rezirkulation stationäre Wirbelschicht

10 Wirbelschichtanlage Niklasdorf: Technische Daten: Brennstoff-Wärmeleistung: max. 40 MW Frischdampfmenge: t/h Frischdampfdruck: 43 bar Frischdampftemperatur: 400 C Stromerzeugung: max. 7,5 MW Dampfversorgung Papierfabrik: max. 30 t/h

11 Wirbelschichtanlage Niklasdorf: Brennstoffe: Brennstoffmischungen (8 18 MJ/kg) ohne Stützbrennstoff RDF Fraktion aus Hausmüll Industrieabfälle Reststoffe aus der Altpapieraufbereitung Altholz, Abbruchholz Verpackungsmaterialien anaerob stabilisierte Klärschlämme

12 Wirbelschichtanlage Niklasdorf: Umwelttechnik: CO Grenzwert: < 50 mg/nm 3 unverbrannte Kohlenwasserstoffe: < 8 mg/nm 3 Rauchgasreinigungsanlage: - Zyklone - Gewebefilter mit Additiv-Dosierung - zweistufige Rauchgaswäsche - SCR-DeNOx Anlage

13 Wirbelschichtanlage Hallein (in Bauphase): low pressure steam grid backpressure steamturbine 4,84 MW electricity to grid to district-heating grid Absorbt. HP BFB_boiler baghouse biogas BHPP 850 kw el Utility chip-dryer wet- ESP 30 MW th eco cond. airpreheater from district-heating grid Feldbaumer 2004, M-real

14 Wirbelschichtanlage Hallein: Technische Daten: Brennstoff-Wärmeleistung: Brennstoffmengenstrom: Frischdampfmenge: Frischdampfdruck: 30 MW 15 t/h (davon 10 t/h Holzhackschnitzel) 36 t/h 61 bar Frischdampftemperatur: 450 C Stromerzeugung: Fernwärmeabnahme: 4,8 MW 3 7,2 MW

15 Wirbelschichtanlage Hallein: Weitere Kenndaten: stationäre Wirbelschicht CO 2 Vermeidung ca t/y Gesamtkosten (Wärme & Strom): 35,8 Mio EUR

16 Wirbelschichtanlage Timelkam (in Bauphase): Kaiser 2004, AE

17 Wirbelschichtanlage Timelkam (in Bauphase): Technische Kenndaten: stationäre Wirbelschicht Brennstoffwärmeleistung: 49,8 MW th Brennstoffe: Rinde, Sägereste, Altholz, Schleifstaub, Waldhackgut Brennstoffheizwerte: 6 16 MJ/kg Brennstoffmenge: 22,5 t/h Dampfmenge: 57 t/h Dampftemperatur: 440 C Dampfdruck: 42 bar

18 Wirbelschichtanlage Heiligenkreuz (in Bauphase): Beiner 2004, Imtech

19 Wirbelschichtanlage Heiligenkreuz (in Bauphase): Technische Kenndaten: stationäre Wirbelschicht Brennstoffwärmeleistung: 43 MW th Brennstoffe: Sägewerksrestholz (ca. 60%), Waldhackgut (ca. 40%) Brennstoffmenge: 18,4 t/h Dampftemperatur: max. 520 C Dampfdruck: 100 bar Leistung elektrisch: 11,5 MW e Auskopplung von: 6 MW th Rauchgasreinigung: Nm 3 /h

20 Wirbelschichtanlage Oberwarth Gaserzeugung (in Planung): Aichernig 2004, Repotec

21 Wirbelschichtanlage Oberwarth: Technische Kenndaten: duale Wirbelschicht (Vergasung Verbrennung) Medien: Dampf und Luft Brennstoffwärmeleistung: 9,6 MW th Brennstoff: Waldhackgut Brennstoffmenge: ca t/jahr Leistung elektrisch: 2,4 MW e (mittels 2 Gasmotoren) Zusätzlich 0,5 MW e (aus Prozeßwärme mittels ORC) Auskopplung von Wärme: 4,1 MW th in 2. Phase: Methanisierung für Erdgasnetz (100 Nm 3 /h)

22 Wirbelschichtanlage Oberwarth: Katalysator Kamin ASCHE Gasreinigung Methanisierung Synthesereaktor ORC-Prozess Fernwärme-Vorlauf Fernwärme-Rücklauf Fernwärme-Vorlauf Fernwärme-Rücklauf Thermoöl-Vorlauf Thermoöl-Rücklauf Produktgas Synthesegas Rauchgas, Abgas ORC-Kreislauf Wäscher-Kreislauf Produktgaskühler Nachbrennkammer Produktgasgebläse Luftvorwärmer Produktgasrückführgebläse Dampfüberhitzer Rauchgaskühler Rauchgasgebläse BIOMASSE Dampf Verbrennungsluft Vergaser Zyklon Brennkammer Gaserzeugung und -reinigung Biodiesel Produktgasfilter Rauchgasfilter Luftkühler Fernwärme- Spitzenkessel Fernwärme- Auskoppelung Motoraggregat G Abgaskühler Motorkühler Turbine G Verdampfer Kondensator Produktgaskompressor Synthesegasfilter Gasaufbereitung Produktgaserhitzer E ÖKOGAS CO 2 Luftkühler Gasmotor Erdgas Produktgaswäscher

23 Gründe für den Einsatz von Wirbelschichttechnik: Effiziente Nutzung interner Produktionsrückstände (vor allem Brennstoffmix) für Wärme & Strom Reduktion von Deponieabfällen (Abfallwirtschaftsgesetz) Einsatz erneuerbarer Energieträger, dadurch CO 2 Reduktion, Reduktion fossiler Energieträger Nutzung von Förderungen Betrag zur CO 2 Einsparung Österreichs

24 Homepage der IEA-FBC Gruppe:

25 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!