KombiFireSystem mit Biomasse- Gegenstromvergasern. Möglichkeiten zur Nutzung feuerungstechnisch anspruchsvoller Biomassen

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1 KombiFireSystem mit Biomasse- Gegenstromvergasern Möglichkeiten zur Nutzung feuerungstechnisch anspruchsvoller Biomassen Dipl.-Ing (FH). Klaus Röhrmoser

2 Warum Gegenstromvergasung? Gegenstromvergaser Brennkammer Warmwasserkessel ECO Kamin

3 Herzstück des KombiFire-Systems: der Gegenstromvergaser Gasaustritt Brennstoffeintrag Trocknungszone Pyrolysezone Reduktionszone Oxidationszone Ascheaustrag befeuchtete Luft

4 Vorteile gegenüber Rostfeuerungen: lstaubarme Feuerung => kein Filter erforderlich, keine Kesselabreinigung nötig lsauberer Ausbrand weit unter den Emissions-Grenzwerten lminimierung der Aschemenge, Vermeidung von Filterasche lschnelle Regelbarkeit und Abschaltbarkeit wie Gasfeuerungen lzur Stromerzeugung ausbaubar:

5 Emissionswerte Kombi Fire System

6 kaum Flugasche => keine Abrasionen, weniger Entsorgung

7 Vorteile gegenüber Gleichstromvergasung: lkeine besonderen Anforderung an Hackgutqualität: W30-55, G100 lvollständiger Ausbrand der Asche: Kein Koks lkein entsorgungspflichtiges Kondensat lanlagengrößen leichter skalierbar

8 geeignet für naturbelassene, feuchte Brennstoffe

9 mit Dampfkessel Gegenstromvergaser Brennkammer Dampfkessel ECO

10 mit Thermoöl und ORC Gegenstrom- Vergaser Brennkammer Thermoöl-Erhitzer ECO Thermoöl-HW- WT ORC -Turbine

11 mit Gasmotor und ORC Direktverdampfer ORC -Turbine Vergaser Brennkammer/ Mischkammer Warmwasserkessel ECO Kühler/Filter Gasmotor/ Genset

12 Gegenstromvergaser mit Gasturbine

13 1. Naturenergie Hersbruck

14 2. Max Bögl Bioenergie Sengenthal/Neumarkt Opf.

15 4. BioEnergie Holmernhof Bad Füssing

16 Vorgänger: Bioneer gasifier VTT Finnland

17 Vorgänger: Bioneer gasifier VTT Finnland getrockneter Torf (peat)

18 Vorgänger: VEA GmbH Dr.Ing. Horst Gatzke Referenzanlagen zwischen Braun- und Steinkohlen, Holz sowie u.a. Torf, Kokosschalen, Stroh, Bambus, Olivenkerne, versch. brikettierte Biomassen Quelle: Keramische Industrie Paul Gatzke/ VEA Horst Gatzke

19 Brennstoffspezifikation standard Es wird holzartige Biomasse aus Wald- und Plantagenholz gem. DIN CEN/TS 14961, Tabelle 1 eingesetzt: a) bis bis zu 100% Anteil b) Rinde bis zu max. 30 % Anteil c) Hackschnitzel aus der Landschaftspflege bis max. 30 % Anteil 2. Spezifikation gem. ÖNorm M Hackschnitzelgröße: G Feinanteil: bis 20 %(Sieblochung 11,2 mm) - Wassergehalt: M 30 bis M 50 - Aschegehalt: A 6.0

20 Brennstoffe: Vergleich kritischer Parameter aus CEN/TS 14961:2005 (D) Brennstoffvergleich Nadelholz Kompostüberlauf und Konsequenzen f. d. Anlage Faktor zu Nadelholz Aschegehalt m% d 2,0 12,7 6,35 Ascheerweichungspunkt DT gem. Literatur /1/ bzw. Analyse C Ascheerweichungspunkt DT berechnet /1/ C N m% daf 0,5 1,4 2,8 S m% daf 0,04 0,054 1,35 Cl m% daf 0,01 0,43 43 Ca mg/kg d ,1 K mg/kg d ,7 Mg mg/kg d ,3 Kennwerte: Summe Aerosolbildner (Feinstaub) /1/ mg/kg d ,7 Stickstoff (NOx) mg/kg d ,8 Chlor + F + Schwefel (Korrosionsbeschl.) mg/kg d ,7 Quellen: /1/ "Energie aus Biomasse", 2. Auflage, Kaltschmitt, Hartmann, Hofbauer

21 Ascheschmelzpunkt Ursache: - hohe Aschegehalte - hohe Kali u. Mg Gehalte Probleme: - Verschlackung Vergaser - Blockade Ascheaustrag Technische Gegenmaßnahmen: Wassergas-Reaktion in Glutzone: C + H2O => CO + H2 delta H = 131 kj/mol - Reduzierung Temperatur Glutzone ("Oxidationszone") durch gesteuerte Vergaserluftbefeuchtung - Additivierung Brennstoff (Pilotversuch mit Kaolin/ Ca Gemisch) - Brennstoffkonditionierung (Auswaschung Alkalien)

22 Stickoxide Ursache: - hohe N Gehalte im Brennstoff Probleme: -ggf. Überschreitung von Emissionsbegrenzungen NOx (je nach landestypischen Grenzwerten) Technische Gegenmaßnahmen: SNCR: Harnstoffeindüsung in Brennkammer

23 Korrosion Ursache: - hohe Schwefel- und Chlor Gehalte, im HT Bereich auch K Probleme: - Hochtemperaturkorrosion (Gasturbinen- Lufterhitzer, Gasmotor) - Niedertemperaturkorrosion (WW Eco) Technische Gegenmaßnahmen: - Additivierung Brennstoff (Pilotversuch mit Kaolin/ Ca Gemisch) - Chlorwäsche (nur bei Gasmotorvariante) - Einsatz höherwertiger Werkstoffe, z.b. WW Eco in Edelstahl (V4A)

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!