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Vorwort

Karl J. ThomĂŠ-Kozmiensky Michael Beckmann

Energie aus Abfall Band 10

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Vorwort

Die Deutsche Bibliothek – CIP-Einheitsaufnahme Energie aus Abfall – Band 10 Karl J. Thomé-Kozmiensky, Michael Beckmann. – Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2013 ISBN 978-3-935317-92-4

ISBN 978-3-935317-92-4 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky

Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Alle Rechte vorbehalten Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2013 Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Dr.-Ing. Stephanie Thiel, M.Sc. Elisabeth Thomé-Kozmiensky Erfassung und Layout: Petra Dittmann, Sandra Peters, Martina Ringgenberg, Ginette Teske, Ulrike Engelmann, LL. M., Ina Böhme Druck: Mediengruppe Universal Grafische Betriebe München GmbH, München Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien, z.B. DIN, VDI, VDE, VGB Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. 4


Inhaltsverzeichnis

Errichtung, Ertüchtigung, Betrieb und Prozessregelung Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren Karl J. Thomé-Kozmiensky......................................................................................................... 3 Betriebserfahrungen mit großen Abfallverbrennungsanlagen Thomas Maghon und Walter Schäfers..................................................................................... 97 Die geplante Verbrennungs- und Energiegewinnungsanlage für gefährliche Abfälle in Tavsanli/Türkei Oktay Tabasaran....................................................................................................................... 113 Errichtung der Linie A und teilweise Erneuerung der Infrastruktur im laufenden Betrieb der Abfallverbrennungsanlage Berlin Ruhleben Alexander Gosten, Ralf Hauser, Bernd Rintel und Jochen Hensel.................................... 125 Reorganisation einer kommunalen Abfallverwertungsanlage Manfred Becker........................................................................................................................ 189 Umbau der MVA Landshut in ein Biomasseheizkraftwerk Michael Horix und Andreas Schuster................................................................................... 209 Beispielhafte Flexibilität bei der Planung, Koordination und Ausführung am Bauteil einer Abfallverbrennungsanlage Karl-Jürgen Athens, Heinz-Jürgen Gebhardt und Gunnar Maier..................................... 237 Schwachstellen der Feuerleistungsregelung mit neuronalen Netzen Christian Gierend, Uwe Schneider und Sebastian Georg................................................... 253 Prozessregelung in thermischen Abfallbehandlungsanlagen Michael Maurer........................................................................................................................ 269 IT-Sicherheit in Produktionsnetzen (PDN) – Aufspüren, einschätzen und beseitigen von Sicherheitsbedrohungen – Ulrich Neider............................................................................................................................ 287 III


Inhaltsverzeichnis

Energieeffizienz Emissionsminderung und Steigerung der Energieeffizienz sind kein Widerspruch – NOx-Minderung durch Primärmaßnahmen mit dem VLN-Verfahren – Ulrich Martin............................................................................................................................ 303 Synergieeffekte durch die Kombination von Abfallverbrennung und konventioneller Energiegewinnung Heinz-Gerd Aschhoff, Florian Bornholdt und Michael Horn........................................... 317

Dampferzeuger und Korrosionsschutz PartikelGitterNetzSonde – Korrosionsdiagnose bei der Verbrennung schwieriger Brennstoffe Martin Pohl, Michael Beckmann, Thomas Herzog, Wolfgang Spiegel, Marie Kaiser und Joos Brell.................................................................... 339 Korrosion in altholzgefeuerten Biomasseanlagen Wolfgang Müller, Marie Kaiser, Dominik Schneider, Thomas Herzog, Gabriele Magel und Wolfgang Spiegel................................................................................... 359 Permanentes Monitoring der korrosiven Wirkung von Brennstoff-Mix Christian Deuerling und Barbara Waldmann...................................................................... 379 Strahlungsüberhitzer im Feuerraum zur Effizienzsteigerung – Erste Erfahrungen am MHKW Rosenheim Reinhold Egeler, Josef Schmidt, Johannes J. E. Martin und Toralf Weber........................ 397 Online-Monitoring von Kesselklopfwerken – Konkrete Ergebnisse – Alfred Sigg und Felix Koller.................................................................................................... 413 Wege zu einer optimierten Nassreinigung von Strahlungsheizflächen Slawomir Rostkowski, Michael Beckmann und Christoph Rinderle................................ 423 IV


Inhaltsverzeichnis

Offline- und Online-Verfahren zur Reinigung von Dampferzeugern Peter Schlossarek und Mirko Wolfram................................................................................. 437 Technischer Stand beim Schweißplattieren – Neue Erkenntnisse im Überhitzer-Cladding – Arne Manzke............................................................................................................................. 449 Von Korrosion lernen – Welche Herausforderungen stellt der Betrieb, was ist schweißtechnisch beim Korrosionsschutz durch Cladding machbar? – Thomas Herzog, Ghita von Trotha und Dominik Molitor................................................. 473 Dickschichtvernickelung – die Alternative – Langzeiterfahrungen – Ralf Senff-Wollenberg, Johann-Wilhelm Ansey und Frank Reinmöller.......................... 489 Langfristerfahrung mit hinterlüfteten Platten über mehr als zehn Jahre – Ein Überblick – Manfred Möller und Markus Horn........................................................................................ 503 Wärmetechnische Optimierung im Dampferzeuger durch gezielte Auswahl von Feuerfestsystemen – Berechnungen und Bewertungen, Installation des maßgeschneiderten Feuerfestsystems, Ergebnisse aus der Praxis – Karl-Ulrich Martin, Erik Hofmans, Tobias Kern und Jos van der Hoeff.......................... 525

Abgasbehandlung Konzepte der Abgasreinigungsverfahren Rudi Karpf, Tina Krüger und Yannick Conrad.................................................................... 537 Darstellung verschiedener Möglichkeiten zur Reinigung von Abgasen aus Abfallverbrennungsanlagen Christian Fuchs......................................................................................................................... 559 Luftreinhaltung mit Kalkprodukten Thomas Stumpf, Martin Verfürden, Dirk Heinrich und Konstantin Jung....................... 577 V


Inhaltsverzeichnis

Verwendung von Natriumbicarbonat zur Neutralisation saurer Bestandteile in Abgasen Thomas Bauer........................................................................................................................... 601 Abgasreinigung mit Natriumhydrogencarbonat – Analyse und Bewertung – Peter Quicker, Martin Rotheut, Uwe Athmann und Marc Schulten................................. 615 Möglichkeiten und Grenzen des SNCR-Verfahrens – Drei Fallstudien – Kenneth Villani, Johan de Greef, Joke Goethals, Ian Montauban und Herman van Langenhove.................................................................... 653 Aufrüstung einer 200/- zu einer 100/10 SNCR-Anlage am Beispiel einer Abfallverbrennungsanlage Reinhard Pachaly und Thomas Reynolds............................................................................. 669 Umrüstung der Abfallverbrennungsanlage Wijster/Niederlande von SCR auf SNCR Frans Moorman, Bernd von der Heide und Claus Stubenhöfer........................................ 683 Bewertung trockener und quasitrockener Sorptionsverfahren anhand von Praxisbeispielen aus dem Anwendungsbereich Verbrennungsanlagen Rüdiger Margraf....................................................................................................................... 705 Neue Verfahren zur Minderung und Erfassung von Quecksilber-Emissionen in der Abgasbehandlung Michael Boneß, Rico Kanefke und Bernhard W. Vosteen.................................................. 727 Entwicklungen der Feinstaubmessung im Bereich der 13. und 17. BImSchV Detlef Rengshausen und Alexander Hoppert....................................................................... 751 Bergtechnische Verwertung von Abgasreinigungsrückständen aus Verbrennungsanlagen Rainer Werthmann.................................................................................................................. 761

Biologische & Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung Energetische Bewertung der Bioabfallverwertung – Nutzung der Biomasse unter den veränderten Rahmenbedingungen innerhalb der Energiewende – Nils Oldhafer............................................................................................................................. 771 VI


Inhaltsverzeichnis

Die Energieeffizienz der Bioabfallbehandlung in Abfallverbrennungsanlagen – energetische Bilanzierung – Martin Pohl, Daniel Bernhardt und Michael Beckmann.................................................... 793 Umnutzung einer MBA zur Bioabfallbehandlung Jan B. Deubig, Gregor Stadtmüller, Michael Greuel und Isabel Deubig........................... 805 Entwicklungspotenzial der Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlung Thomas Grundmann und Michael Balhar............................................................................ 823

Verwertung von Ersatzbrennstoffen Ersatzbrennstoff-Kraftwerke in Deutschland und Österreich Stephanie Thiel.......................................................................................................................... 837 Energetische Nutzung von Solid Recovered Fuels mit Holzhackschnitzeln in einer Rostfeuerung Piotr Nowak, Hans-Joachim Gehrmann, Helmut Seifert, Stefanie Schubert, Thomas Glorius, Gudrun Pfrang-Stotz und Hanns-Rudolf Paur...................................... 855 Energetische Verwertung von Ersatzbrennstoffen in der Wirbelschicht am Beispiel HKW Eisenhüttenstadt – Weltweit größte EBS-Reststoff-Wirbelschicht mit der Powerfluid Technologie – Bernhard Haimel...................................................................................................................... 869 Verhalten von Ersatzbrennstoffen in dafür konzipierten Industriekraftwerken – Verbrennungsverhalten, Emissionen, anlagentechnische Lösungsansätze – Hans-Peter Aleßio.................................................................................................................... 885

Klärschlamm Überblick über die thermische Klärschlammbehandlung – Trocknung, Monoverbrennung und Mitverbrennung – Falko Lehrmann....................................................................................................................... 901 VII


Inhaltsverzeichnis

Klärschlammtrocknung in Deutschland – Stand und Perspektiven – Jürgen Geyer............................................................................................................................. 927 Bauarten solarer Klärschlammtrocknungsanlagen Markus Bux .............................................................................................................................. 949 Kosten und Wirtschaftlichkeit der Klärschlammtrocknung Ulrich Jacobs............................................................................................................................. 961 Klärschlammentsorgung – Drehrohranlagen in der Trocknung und energetischen Nutzung von Klärschlamm – Franz Hormes........................................................................................................................... 977 Planung von Anlagen zur thermischen Klärschlammbehandlung Felix Trachsel............................................................................................................................ 987 Wertstoffpotential in deutschen Klärschlammaschen Christian Adam und Oliver Krüger....................................................................................... 997 Phosphorrückgewinnung aus Klärschlämmen kommunaler Kläranlagen Carsten Meyer und Heidrun Steinmetz..............................................................................1015 Klärschlamm-Monoverbrennung mit integriertem Phosphor-Recycling Klaus Scheidig, Falko Lehrmann, Joachim Mallon und Michael Schaaf........................1039

Dank ............................................................................................... 1049 Autorenverzeichnis

............................................................................ 1053

Inserentenverzeichnis

...................................................................... 1080

Schlagwortverzeichnis

..................................................................... 1091

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Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren Karl J. Thomé-Kozmiensky

1.

Grundlagen der Wirbelschichttechnik..........................................................4

2.

Betriebsparameter und Eigenschaften..........................................................6

3. Wirbelschichtfeuerungssysteme...................................................................11 4.

Ofen mit stationärer Wirbelschicht.............................................................15

4.1. Raschka-Wirbelschichtofen..........................................................................24 4.2.

Wirbelschichtofen mit Sauerstoffeintrag....................................................27

4.3. Etagenwirbelschichtofen...............................................................................37 4.4.

Ausschreibung eines Wirbelschichtofens für teilgetrocknete Klärschlammverbrennung...........................................43

5.

Ofen mit rotierender oder intern zirkulierender Wirbelschicht.............61

6.

Ofen mit zirkulierender Wirbelschicht.......................................................66

7.

Hinweise zum Düsenboden..........................................................................74

8.

Emissionen aus der Wirbelschichtverbrennung........................................77

9.

Vergasung in Wirbelschichtreaktoren.........................................................78

10. Zusammenfassung.........................................................................................84 11. Quellen............................................................................................................84 Seit ihrer erstmaligen Anwendung für die Kohlevergasung durch Fritz Winkler im Jahr 1921 hat die Wirbelschichttechnik eine eindrucksvolle Entwicklung durchlaufen. Heute wird sie bei chemischen Prozessen, zum Trocknen und Kühlen, zur Vergasung, Verbrennung und Abgasreinigung eingesetzt. In der Feuerungstechnik hat sie sich zunächst bei der Verbrennung von ballastreicher Kohle und Klärschlamm bewährt. In neuerer Zeit wird sie auch für die Trocknung von Klärschlämmen, zur Hausmüllverbrennung – z.B. in Japan und Schweden – sowie zur Vergasung und Verbrennung von Ersatzbrennstoffen, von Biomassen – Holzpellets, Hackschnitzel, Stroh, Kakaoschalen usw. – und von Rückständen aus der Papierfabrikation – z.B. in Deutschland und Österreich – angewandt. Hier wird auf die Verbrennung von Klärschlamm, Ersatzbrennstoffen und Biomassen eingegangen. 3


Karl J. Thomé-Kozmiensky

1. Grundlagen der Wirbelschichttechnik Definition: Wirbelschicht ist der Zustand, in dem sich Feststoffpartikel befinden, wenn sie in einem Reaktor durch ein von unten nach oben strömendes fluides Medium von ihrem Festbett aufgewirbelt werden. In Abhängigkeit der Anströmungsgeschwindigkeit stellt sich eine lebhafte Bewegung und Durchmischung der Feststoffpartikel ein. Der Übergang vom Festbett zum Wirbelbett, das sich wie ein Fluid verhält, wird als Wirbelpunkt bezeichnet. Das Wirbelbett ist die technische Voraussetzung für Wirbelschichtverfahren. Der Wärme- und Stoffaustausch in der Wirbelschicht ist für thermische und chemische Prozesse nahezu ideal. Die nicht brennbaren festen Bestandteile des vergasten oder verbrannten Abfalls – die Aschen – werden als Bettasche und/oder als Flugstaub mit dem Abgas ausgetragen. Der Flugstaub wird in nachfolgenden Staubabscheidevorrichtungen aus dem Abgas abgetrennt. Die Abgaswärme wird in herkömmlichen Dampf- und Heißwassererzeugern verwertet. Zur Erklärung der Vorgänge bei der Entstehung einer Wirbelschicht wird von einer losen Schüttung aus körnigem Material, wie Sand, Asche, Kalkstein ausgegangen, die auf einem Rost ruht, bevor sie von unten mit Primärluft durchströmt wird (Bild 1).

FT < FG FT FG

FT = FG FT FG

FT >> FG FT

FT = FA + FW = Transportkraft FA = Auftriebskraft FW = Widerstandskraft FG = Schwerkraft = Bewegungsrichtung

FG

Bild 1: Kraftwirkung am Feststoffpartikel Festbett Stationäre Zirkulierende (Schüttung ruht Wirbelschicht Wirbelschicht auf dem Rost) (Gas-/Fest(Stofftransport) stoffsuspension)

Quelle: Chichon, W.: Entwicklungspotential der Wirbelschichtfeuerung für die Emissionsminderung bei der thermischen Abfallbehandlung. Dissertation an der TU Berlin, 1992, S. 42

Mit steigender Anströmgeschwindigkeit lockert sich die Schüttung zunehmend, bis sie sich am Lockerungs-, Wirbel- oder Fluidisierungspunkt im Kräftegleichgewicht zwischen Auftriebskraft und Schwerkraft befindet. Wird die Anströmgeschwindigkeit – Fluidisierungsgeschwindigkeit – weiter erhöht, expandiert die Schüttung und geht in einen Schwebezustand über; dies ist die eigentliche Wirbelschicht. Es stellt sich zunächst eine statische Wirbelschicht mit in etwa definierter Oberfläche ein. Wird die Anströmgeschwindigkeit erhöht, expandiert die Wirbelschicht. Bei weiterer 4


Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit wird der Austragspunkt überschritten, ab dem die Feststoffpartikel in Abhängigkeit von ihrer Größe und ihrem Gewicht aus dem Reaktor ausgetragen werden. Das Erreichen des Lockerungspunktes sowie die sich tatsächlich einstellenden Transportverhältnisse im Reaktor sind in erster Linie von der Anströmgeschwindigkeit und der Schichthöhe abhängig (Bild 2).

Bild 2:

Kennzeichnung Schichtverhältnisse – ausgehend vom Festbett über die stationäre und zirkulierende Wirbelschicht bis zur pneumatischen Förderung – in Abhängigkeit von der Druckdifferenz

Quelle: Brandstetter, G.: Die AE&E-Konzepte für Wirbelschichtfeurungen. Manuskript

Für die einzelnen Phasen ergibt sich damit folgender Verlauf des Druckverlustes. • Bis zum Erreichen des Lockerungspunktes nimmt der Druckabfall mit steigender Anström- oder Leerrohrgeschwindigkeit zu. • Nach Erreichen des Fluidisierungszustandes bleibt der Druckverlust bei weiter steigender Gasgeschwindigkeit bis zum Austragspunkt annähernd konstant. • Mit dem Übergang zum Stofftransport nimmt der Druckabfall erneut zu. Ein weiteres charakteristisches Merkmal für die Wirbelschicht ist der Verlauf des Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit vom Gasdurchsatz: • Bis zum Erreichen des Lockerungspunktes steigt der Wärmeübergangskoeffizient im Festbett kontinuierlich an. • Im Arbeitsbereich der Wirbelschicht steigt er zunächst überproportional. Nach Überschreitung eines Maximalwertes fällt er wieder ab. • Im Bereich des Stofftransportes nimmt er erneut kontinuierlich zu. Die als Primärluft durch die im unteren Bereich des Wirbelstromreaktors angeordneten Düsen zugeführte Luft dient zugleich der Ausbildung der Wirbelschicht sowie der Trocknung, der Vergasung oder der Verbrennung. Durch unterstöchiometrische 5


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Luftversorgung im unteren Bereich des Wirbelbettes wird bei gezieltem Sauerstoffmangel eine Entgasung oder Teilvergasung des Aufgabegutes erreicht. Durch Zugabe von Sekundärluft im oberen Bereich des Reaktors kann das Aufgabegut vollständig verbrannt werden.

2. Betriebsparameter und Eigenschaften Auch bei der Wirbelschicht gilt, dass Qualität und Quantität des Outputs von Qualität und Quantität des Verfahrensinputs, von der Bauart des Reaktors und von den dort herrschenden Betriebsbedingungen bestimmt werden. Der Verfahrensinput wird charakterisiert durch • die stofflichen Eigenschaften des Abfalls und der Inertstoffe * Korngröße, * Kornform, * Rohdichte, * chemische Zusammensetzung, * Heizwert, • die Zustandsgrößen der zugeführten Luft * Dichte, * Viskosität, * Temperatur, * Strömungsgeschwindigkeit, * Sauerstoffanteil, z.B. durch Sauerstoffanreicherung. Der Reaktor wird gekennzeichnet durch • Apparateform, • Apparateabmessungen, • Art der Anströmeinrichtung. Die Betriebsbedingungen werden beeinflusst durch • Druckverlust, • Grenzgeschwindigkeiten am Fluidisierungspunkt und Austragspunkt, • Höhe der Wirbelschicht. 6


Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Tabelle 1:

Berechnung einer Wirbelschicht

Ausgangspunkt für die Berechnung einer Wirbelschicht ist die Wirbelpunktgeschwindigkeit vp. 1 rs – rf vp2 = ds • g ep3 z rf Der Widerstandsbeiwert z wird dabei über die Ähnlichkeitsbeziehungen bestimmt, denen unterschiedliche empirische Korrelationen zugrunde liegen. Von Bedeutung sind hier insbesondere die Reynolds-Zahl und die Archimedes-Zahl, die das Verhältnis von Trägheit der Teilchen zur Viskosität bzw. das Verhältnis von Gewichtskraft zu Auftriebskraft beschreiben.

ep3 Ar Rep = z mit ds • g vp • ds , Ar = Rep = v v2 z = 150 z = 1.000

1 – ep Rep ep2 Rep

rs – rf rf

+ 1,75

(Ergun)

+ 10,61 • ep (Mukhlenov)

1,74 • Ar ReA = 31,3 + √Ar

(Beranek u.a.)

vA – ds ReA = v

Wirbelschichtsysteme sind gekennzeichnet durch • intensive Durchmischung der Feststoffpartikeln untereinander und mit der zugeführten Luft, • damit einhergehend gute Stoff- und Wärmeübergänge zwischen den Feststoffpartikeln untereinander sowie zwischen Feststoffpartikeln und Verbrennungsluft, 9


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• feststehender Wirbelschichtreaktor ohne bewegliche Einbauten im Reaktionsraum, • Möglichkeit des Einsatzes ballaststoffreicher Brennstoffe bei der Verbrennung in der Wirbelschicht, • schnelle Prozessregelung über den Durchsatz, • Verbrennung bei vergleichsweise niedrigem Luftüberschuss, damit einhergehend geringen Abgasmengen und Schadstofffrachten, • Möglichkeiten der Wärmeabführung im Bereich des Wirbelbettes, • hoher Anteil an heißer inerter Bettmasse in der Wirbelschicht im Vergleich zur eingebrachten Menge des Verbrennungsguts, • damit beim Einsatz als Verbrennungsreaktor gute Zündung durch die Verwirbelung des Brennstoffes und schnellen Ausbrand bei hoher Temperaturkonstanz des Wirbelbettes, • Möglichkeiten der internen Schadstoffbindung durch Zuschlagstoffe. Folgende Einschränkungen machen zusätzliche technische Maßnahmen erforderlich: • Die Körnung des Einsatzguts muss in engen Grenzen gehalten werden; • Probleme können bei großen Reaktorquerschnitten durch unzureichende Querverteilung der eingebrachten Stoffe in der Wirbelschicht auftreten; • unkontrollierter Feststoffaustrag aus dem Bett – entrainment – muss verhindert werden; • Erosionen treten durch intensive Bettbewegung im Reaktionsraum auf; • wegen der hohen Staubfracht des Abgases besteht Erosionsgefahr in nachgeschalteten Anlagenteilen; • bei der Verbrennung muss die Temperatur unterhalb des Sinterungspunktes des Brennstoffs liegen, um Agglomerationen und damit den Zusammenbruch des Wirbelbettes auszuschließen. Während des Betriebs besteht die Wirbelschicht aus noch nicht verbranntem Brennstoff – rund ein bis drei Volumenprozent – sowie der entstehenden Asche – etwa 97 bis 99 Volumenprozent. Reicht die Aschemenge zur Bildung des Wirbelbettes aus, kann auf Zugabe mineralischer Stoffe als Bettmaterial verzichtet werden. Asche und Grobstoffe können sich im Wirbelschichtsystem anreichern; der Überschuss kann das Wirbelbett nachteilig beeinflussen. Daher müssen die überschüssigen mineralischen Bestandteile aus dem Wirbelbett abgezogen werden. Kennzeichnend für die Wirbelschichtverbrennung ist die im Vergleich zur Rostfeuerung höhere Staubbelastung des heißen Abgases bei Austritt aus dem Reaktor. Dies ist besonders bei der Auslegung der Abgasreinigungsanlage zu beachten. Die Verbrennungswärme kann bei der Wirbelschichtverbrennung wie bei allen Abfallverbrennungsverfahren durch Abführen der fühlbaren Wärme des Abgases durch Wandheizflächen des Reaktors und in einer nachgeschalteten Kesselanlage genutzt werden. 10


Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Beim Einsatz der Wirbelschichttechnik als Vergasungsanlage kann das Vergasungsgas in einem Verbrennungsreaktor genutzt werden. Dies geschieht z.B. in Kombination mit einem Drehrohrkalzinator im Zementwerk Rüdersdorf [141].

3. Wirbelschichtfeuerungssysteme Seit mehr als zwanzig Jahren wird die Wirbelschichttechnik zunächst für die Verbrennung von Kohle und Klärschlamm eingesetzt. In neuer Zeit kam die Verbrennung von Ersatzbrennstoffen, produktionsspezifischen Abfällen und Biomassen hinzu. Winter [157] zeigt die möglichen in Wirbelschichtöfen zu verbrennenden Stoffe mit den damit verbundenen Herausforderungen an das Ofendesign und den Betrieb auf (Bild 3). Als besonders problematisch sind danach insbesondere Hausmüll, PVC und andere Kunststoffe; üblicher Ersatzbrennstoff und die meisten Biomassen gelten als mittelschwierig, während für die meisten Kohlen die technischen Probleme offenbar mit Standarddesign beherrschbar sind. Diese Brennstoffe können einzeln und gemeinsam verbrannt werden. Heizwert MJ/kg 35 Verpackungsabfälle aus dem Consumer-Bereich gefärbte oder gefärbte oder gemischte Kunststoffe bedruckte bedruckte Verpackungsabfälle aus gemischte Kunststoffe, dem Consumer-Bereich Holz und Kunststoffe Kunststoffe sortenrein

Polyolefine (PE, PP, PC usw.)

Steinkohlen

Pellets aus Siedlungsabfall

20

PVC

Spanplatten

Petrolkoks

Sperrholz

Verpackungsabfälle aus dem Gewerbe

Verpackungsabfälle aus der Industrie Braunkohlen

Abbruchholz 10 Ersatzbrennstoff aus Restabfällen Siedlungsabfall

Holzbiomasse

Faserabfälle

Torf

Verpackungsabfälle aus dem Consumer-Bereich Papier und Holz

Rinde

Gewich- 5 0 0,1 0,5 1 tung vielfältige Herausforderungen einige Herausforderungen keine Herausforderung

10 Standard

Brennstoffklasse

Bild 3:

Verwendbare Brennstoffe bei Wirbelschichtfeuerungen, rechts: Standardkessel; links: Sonderaufgaben beim Kesseldesign

Quelle: Hämäläinen, J.: Experiences on multifuel operation and cofiring of biomass with other fuels. Bioenergy 2005, Nordic Bioenergy Conference, 25.-27. October 2005. Radisson SAS, Royal Garden Hotel, Trondheim, Norwa//Fluidized bed combustion in praxis. In: IV international Slovak biomass forum. Bratislava 2004 Zitiert in: Winter, F.; Szentannai, P.: Energieträger und Brennstoffe für Wirbelschichtanlagen – Charakterisierung, aktuelle Situation und Limitierungen. In: Beckmann, M.; Hurtado, A. (Hrsg.): Kraftwerkstechnik – Sichere und nachhaltige Energieversorgung, Band 1. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2009, S. 443

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Karl J. Thomé-Kozmiensky

Die Wirbelschicht besteht überwiegend aus Bettmaterial – Sand und Brennstoffasche – und zu geringen Masseprozenten aus den Brennstoffen. Fluidisiert wird mit der Verbrennungsluft, insbesondere mit der Primärluft. Dadurch werden die Feststoffe dreidimensional bewegt und damit in horizontaler und vertikaler Richtung gemischt. Dies verursacht gleichmäßige Temperatur- und Brennstoffverteilung. Dies gilt als hauptsächlicher Vorteil der Wirbelschichtverbrennung gegenüber der Rost- und Staubfeuerung. Die Wirbelbettmasse wirkt als beweglicher Wärmespeicher und gleicht Schwankungen der Brennstoffqualitäten hinsichtlich Heizwert, Schadstoffgehalten und Wassergehalten aus [155]. Die Leistungsbereiche für Rostfeuerungen, stationäre und zirkulierende Wirbelschicht werden in Bild 4 dargestellt. Die Rostfeuerung eignet sich demnach für BrennstoffWärmeleistungen bis zu etwa 150 MWth bei Heizwerten von bis zu etwa 18.000 kJ/kg. Heizwert MJ/kg 40 35 30 25

Zirkulierende Wirbelschicht

20 Stationäre Wirbelschicht 15 Rostfeuerung

10 5 0 0

Bild 4: *

200

400 600 Brennstoff-Wärmeleistung MWth

800

1.000

Einsatzbereiche der Rostfeuerung, der stationären und der zirkulierenden* Wirbelschicht

Die Leistungsgrenze der zirkulierenden Wirbelschichttechnologien von 1.000 MWth wurde durch die weltweit größte zirkulierende Wirbelschichtanlage von PKE in Lagisza 2009 erreicht

Quelle: Winter, F.; Szentannai, P.: Der Einsatz von Biomasse und Ersatzbrennstoffen in Wirbelschichtfeuerungen. In: ThoméKozmiensky, K.J. (Hrsg.): Energie aus Abfall Band 5, Neuruppin: TK Verlag, 2008, S. 300

Etwas größer ist der Leistungsbereich von Öfen mit stationärer Wirbelschicht. Der größte Bereich kann mit der zirkulierenden Wirbelschicht abgedeckt werden. 12


Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Er reicht von etwa 50 bis 1.000 MWth bei Heizwerten von etwa 7.000 bis 40.000 kJ/kg. Zu beachten ist, dass sich die Ausführungen von Winter [157] auf das gesamte mögliche Brennstoffspektrum beziehen. Piechura [87] beschränkt sich bei seiner Betrachtung der Einsatzmöglichkeiten der Reaktoren (Bild 5) auf Abfälle. Dabei differenziert er noch nach den unterschiedlichen Bauarten der Rostfeuerung. Für den Rost werden die Grenzen wie folgt definiert: Durchsatz 40 Tonnen pro Stunde, Heizwert zwischen 5.500 und 18.000 kJ/kg und Wärmeeintrag bis etwa 130 MW. Die Möglichkeit bei den Wirbelschichtöfen nimmt in aufsteigender Reihenfolge für stationäre, rotierende und zirkulierende Wirbelschicht zu.

Bild 5:

Anwendungsbereiche für Rost- und Wirbelschichtverbrennungsöfen

Quelle: Piechura, H.: Wirbelschichtverbrennungsanlagen und Anforderungen an den Ersatzbrennstoff. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Ersatzbrennstoffe 3. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2003, S. 381

In Abhängigkeit von der Art der Fluidisierung des Wirbelbettes werden unterschieden: • stationäre Wirbelschichtöfen, • Modifikationen der stationären Wirbelschichtverfahren * Wirbelschichtofen mit Sauerstoffeintrag, * Etagenwirbelschichtofen, * rotierender oder intern zirkulierender Wirbelschichtofen, • zirkulierende Wirbelschicht. 13


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In Bild 6 werden verschiedene Wirbelschichttechniken gegenübergestellt.

Abfallaufgabe 1. Alternative aschebeladenes Abgas

aschebeladenes Abgas

Freiraum

Freiraum

Sekundärluft

Deflektorplatte Wirbelbett

Abfallaufgabe 2. Alternative

Wirbelbett

Bettasche

Düsenboden

Austragsvorrichtung

Primärluft Wirbelluft

Abfallaufgabe

Bettasche

Stationäre Wirbelschichtfeuerung mit internem Ascheumlauf - rotierende Wirbelschicht -

Stationäre Wirbelschichtfeuerung ohne Ascheumlauf

Abgas

Abgas

Zyklon Sekundärluft

Abfallaufgabe

Zyklon Sekundärluft

Freiraum

Abfallaufgabe

Wirbelbett

Düsenboden

Düsenboden Primärluft Wirbelluft

Primärluft Wirbelluft

Stationäre Wirbelschichtfeuerung mit externem Ascheumlauf und teilweiser Feststoffrückführung

Bild 6:

Düsenboden

Primärluft Wirbelluft

Zirkulierende Wirbelschichtfeuerung mit externem Ascheumlauf und teilweiser Feststoffrückführung

Vergleich verschiedener Wirbelschichttechniken

Quelle: Piechura, H.: Wirbelschichtverbrennungsanlagen und Anforderungen an den Ersatzbrennstoff. In: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Ersatzbrennstoffe 3. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2003, S. 382

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Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

4. Ofen mit stationärer Wirbelschicht Stationäre Wirbelschichtreaktoren bestehen im Wesentlichen aus • einer Brennkammer, • einer Luftverteilkammer (Windbox), Abgas bei etwa 850 °C

Aufgabemöglichkeit Verbrennungsgut Aschebeladenes Abgas Anfahrbrenner

Sekundärluft

Nachbrennkammer

Freiraum

Sekundärluft

sekundäre Verbrennungsluft

Abfallaufgabe Wirbelbett

expandiertes Wirbelbett

Düsenboden Grobstoffaustrag

Aufgabemöglichkeit Verbrennungsgut

Bettascheabzug Düsenboden

primäre Verbrennungsluft (Unterwind)

Primärluft / Wirbelluft

IHI

Thyssen-Engineering

Abgas

Abgas

1. Kesselzug

Abfall Sekundärluft

Sekundärluft Aschetrichter

Düsenrohre

Bettasche

Bild 7:

Sekundärluft

Abfall Primärluft

Düsenboden

Bettasche

Primärluft

Schematische Darstellung von Reaktoren mit stationärer Wirbelschicht

Quelle: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Thermische Abfallbehandlung. 2. Auflage. Berlin: EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH, 1994, S. 254, 258, 269

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Karl J. Thomé-Kozmiensky

• einem runden, ovalen oder rechteckigen Düsenboden im unteren Bereich des Reaktors, • einer darüber angeordneten zylindrischen oder rechteckigen Brenn- oder Wirbelkammer, • einer Nachbrennkammer (Freibord). Der stationäre Wirbelschichtofen konventioneller Bauart ist die Grundform der Wirbelschichttechnik. Im unteren Teil einer zylindrischen oder rechteckigen ausgemauerten vertikal angeordneten Brennkammer ist ein Rost oder Düsenboden angeordnet. Die Sandschicht wird mit der Primärluft aufgewirbelt. Das Verbrennungsgut wird kontinuierlich von oben oder von der Seite in das fluidisierte Sandbett aufgegeben. Die Bauformen der Reaktoren unterscheiden sich in Abhängigkeit von den Firmenkonzepten. Die Bilder 8 und 9 geben eine räumliche Vorstellung von unterschiedlichen Ausführungen von Wirbelschichtöfen mit stationärer Wirbelschicht mit integriertem und externem Dampferzeuger.

Bild 8: Schematische Darstellung eines stationären Wirbelschichtofens mit integriertem Dampferzeuger Quelle: Kvaerner Power Zitiert in: Bischoff, A.: Einsatzbereiche für stationäre und zirkulierende Wirbelschichttechnik in der Abfallverbrennung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 3. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2006

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Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

Bild 9: Schematische Darstellung eines Wirbelschichtofens mit externem Dampferzeuger Quelle: Krupp Uhde GmbH Zitiert in: Thomé-Kozmiensky, K.J. (Hrsg.): Klärschlammentsorgung. Neuruppin: TK Verlag Karl ThoméKozmiensky, 1998, S. 521

Der Reaktorraum über dem Wirbelbett wird als Freiraum bezeichnet, in den nach Bedarf Sekundärluft zur Sicherstellung des vollständigen Ausbrands zugegeben wird. Grobstoffe werden im unteren, das aschebeladene Abgas wird im oberen Reaktorbereich ausgetragen. Beim stationären Wirbelschichtofen besteht die Wirbelschicht aus einer etwa einen Meter hohen Schicht aus Sand der Körnung 0,5 bis 3 Millimeter.

Bild 10:

Blick auf das fluidisierte Sandbett beim Anfahren eines Wirbelschichtofens

Quelle: Kvaerner Power Zitiert in: Bischoff, A.: Einsatzbereiche für stationäre und zirkulierende Wirbelschichttechnik in der Abfallverbrennung. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Optimierung der Abfallverbrennung 3. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2006

Vorgewärmte Verbrennungsluft wird durch zahlreiche im Düsenboden angeordnete Düsen in die Brenn- oder Wirbelkammer gedrückt, wodurch das Sandbett fluidisiert wird, sich also die Wirbelschicht bildet (Bild 10). Der Brennstoff wird in die Wirbelschicht, direkt darüber oder von oben so aufgegeben, dass er sich über den Brennkammerquerschnitt gleichmäßig verteilt. Dies kann mit Vorrichtungen unterschiedlicher Bauart oder durch Fallschächte geschehen. Der Brennstoff 17


Karl J. Thomé-Kozmiensky

trocknet, ent- und vergast und verbrennt teilweise im Wirbelbett. Die Gase mit den Ent- und Vergasungsprodukten sowie teilverbrannten festen Teilchen strömen in die über der Wirbelschicht angeordnete Nachbrennkammer – Freiraum –, in der sie vollständig ausbrennen. In der Wirbelschicht liegt die Temperatur bei 750 °C und darüber in der Nachbrennkammer oberhalb von 850 °C bei einer Verweilzeit der Gase von mindestens zwei Sekunden, wie in der 17. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes vorgeschrieben. Die Verbrennungstemperatur muss unterhalb des Ascheschmelzpunktes liegen und so kontrolliert werden, dass das Brenngut weder versintert noch schmilzt [87]. Die Wirbelschichtfeuerung kann in den Dampferzeuger integriert werden, wobei die Reaktorwände als Membran- oder Flossenrohrwände im Verdampferkreislauf ausgeführt sind. Die Verbrennungsluft wird in zwei Luftströme aufgeteilt. Die Primärluft trägt als Wirbelluft das Wirbelbett. Die Sekundärluft wird in den Freiraum über dem Wirbelbett eingedüst und unterstützt die Nachverbrennung. Beim Kaltstart wird die Wirbelschicht mit Hilfsbrennern aufgeheizt; nach Erreichen der Betriebstemperatur wird der Einsatzstoff in die Schicht eingebracht, dort getrocknet, ent- und vergast und verbrannt. Mit fortschreitendem Ausbrand nimmt die Stückgröße der Partikel so weit ab, dass sie als Ascheteilchen vom aufsteigenden Gasstrom erfasst und ausgetragen werden. Unbrennbare, nicht flugfähige Bestandteile sinken auf den Boden und werden abgezogen. Das Austragsverhalten wird mit der Anströmgeschwindigkeit der Primärluft geregelt. Die Staubbelastung des Rohgases kann in der Größenordnung von 20 bis 80 g/m3 liegen. Die stationäre Wirbelschichtfeuerung wird mit Gasgeschwindigkeiten bis etwa 2,5 Meter pro Sekunde betrieben; hierdurch bildet sich ein Wirbelbett von hoher Dichte und definierter Oberfläche. Die Verbrennungsluft wird durch Primärluftkammern und Luftdüsen in den Reaktor eingebracht. Die thermische Querschnittsbelastung, d.h. die Wärmeleistung beträgt bis zu zwei Megawatt pro Quadratmeter Düsenbodenfläche. Hierdurch wird der Durchsatz pro Einheit begrenzt. Grenzen des Einsatzes Der Heizwert des Brenngutes ist begrenzt, weil in den meisten Bauarten dieser Öfen nicht gekühlt werden kann. Daher werden sie hauptsächlich zur Verbrennung von Klär- und Papierschlämmen eingesetzt. Rejects mit Papierschlämmen müssen zerkleinert werden, weil die Korngröße auf etwa 50 mm limitiert ist. Metalle und insbesondere Drähte müssen abgetrennt werden, damit das Schmelzen von Metallen und das Verheddern von Drähten an den Düsen verhindert wird. Bei ungekühlter Wirbelschicht kann es bei sehr hohen Heizwerten zu Hot Spots und Versinterungen kommen. Grobe und schwere Bestandteile im Verbrennungsgut können nicht aufgewirbelt werden, sinken auf den Düsenboden und können nicht kontinuierlich ausgetragen werden. Dadurch wird die Reisezeit reduziert. 18


Verbrennung

Speisewasser

Dampf

Asche

Salzkuchen

Zitiert in: Klärschlammentsorgung. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 1998, S. 520

Gebrauchtadsorbens

Gips

Gipsaufbereitung

NaOH Eindampfung

Wasser

Gipsfällung

Wasser

Frischadsorbens

Abgas

Abgasreinigung mit Abwasseraufbereitung

Neutralisation

Rückgas

Energienutzung mit Entstaubung

Verfahrensfließbild einer Klärschlammverbrennungsanlage mit stationärer Wirbelschicht

Zentrifugat

Kondensat

Dampf

Quelle: Krupp Uhde GmbH: Firmenprospekt

Bild 11:

Luft

Erdgas/Öl

Dünnschlamm

Vorbehandlung

Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

19


20

Brüdenabluft

Sand

Klärschlamm und Rechengut

G

Abhitzekessel

Abwasser

Wäscher

WS-KesselSpeisewasserpumpen

Speisewasserbehälter

Elektrofilter

Trockner

1

AscheSilos

Luftgekühlter Kondensator

Prozessdampf 7 bar für Beheizung KETA-Trockner

G

Asche Asche NassTrockenverladung verladung Dampfturbine und Generator

AdsorbensRezirkulationssilo

Kamin Wirbelschichtfeuerung

Altadsorbens

Heizdampfkondensat

AbhitzekesselSpeisewasserpumpen

Abgaskondensat

Flugstromadsorber

Deutsche Babcock Anlagen GmbH: Verbrennungsanlage für Rückstände aus der Abwasserbehandlung - VERA: Kurzbeschreibung. Informationsbroschüre. Hamburg

Verfahrensfließbild der Klärschlammverbrennungsanlage VERA mit stationärem Wirbelschichtofen der Freien und Hansestadt Hamburg

Kamin

Verbrennungslinie 3

Verbrennungslinie 2

GrobgutContainer

Wurfbeschicker

Wirbelschichtkesselanlage

Klärschlamm- und Rechengutverbrennungslinie 1 Rezirkulation

Faulgas

Gasturbine

Verbrennungsluft

Sand

Klärschlamm und Rechengut

Klärschlammregelbehälter

Klärschlammvorlagebehälter

Sandsilo

Abwasser Altsorbalit

Zitiert in: Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Klärschlammentsorgung. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 1998, S. 511

Quelle:

Bild 12:

Verbrennungsund Aspirationsluft

Faulgas/ Heizöl El

Klärschlamm

Klärschlamm

Rechengut

Karl J. Thomé-Kozmiensky


Eco

Asche

Trogkettenförderer

LuVo

G

Elektrofilter

Kondensat

Luft

Flusswasser

Quench

Speisewasser

Natronlauge

Flusswasser

Heizkraftwerk TWL

Verfahrensfließbild der Wirbelschichtverbrennungsanlage für Klärschlamm der BASF AG

Dampferzeugung

Frischdampf

Fernwärmeauskopplung

Stufe 1

Stufe 2

Stufe 3

Stufe 4

Abgasreinigung

Kamin

zur Abwasserbehandlung

Saugzug

Emissionserfassung

Abgas

Quelle: Blei, P.: Klärschlammverbrennung bei der BASF AG. In: Thermische Klärschlammverwertung durch Klärschlammverbrennung. Esslingen: Technische Akademie, Weiterbildung, Lehrbildung, Lehrgang Nr. 2194/12.301 vom 24./25. Februar 1997, Tagungsunterlagen

Bild 13:

Eco Speisewasservorwärmung LuVo Luftvorwärmung

Heizöl

Luft

Wirbelschichtofen mit Heißgasmuffel

Filterkuchenbunker

Filterkuchenaufgabe

Stromerzeugung Turbine Generator 13 MW

Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren

21


22 Zentrat zum Klärwerk

Zentratbecken Sand zur Linie 2

Silofahrzeug zur Sandanlieferung

Sandsilo

Dickstoffvorlage 2

Freeboardbrenner

Abgas zum Elektrofilter Linie1

Speisewasser zur Linie 2

Asche zum Aschevorlagebehälter Linie1

Ammoniakwasser

Betriebswasser Luftversorgung

Brennkammerbrenner FaulgasBettmaterial versorgung

Wurfbeschicker

Wirbelschichtofen

Kessel

Speisewasserbehälter

Verfahrensfließbild der Klärschlammverbrennungsanlage mit vorgeschalteter Schlammaufbereitung in der Anlage Großlappen, München

Flockmittel pulverförmig

Betriebswasser Mischwasser Trinkwasser

Dickstoffvorlage 1

Kontaktscheibentrockner 2

Kesseltrommel

Reduzierstation

Dampfturbine

Dampf zur Linie 2

Quelle: Thomé, E.; Brandl, L.: Klärschlammverbrennung mit Abhitzeverwertung. In: Verfahren und Stoffe in der Kreislaufwirtschaft. Neuruppin: EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH, 1994, S. 974

Bild 14:

Faulschlammzentrifuge 1

Hauptkondensator 2

Hauptkondensator 1

Faulschlammzentrifuge 2

Nachkondensator 2

Nachkondensator 1

Kontaktscheibentrockner 1

Flockmittel Station

Flockmittelbehälter

Silofahrzeug zur Flockmittelversorgung

Abwasser von Abwasserrückführung

Faulschlammpufferbehälter

Faulschlamm vom bestehenden Schlammvorlagebehälter Klärwerk

Karl J. Thomé-Kozmiensky


Schlagwortverzeichnis

Schlagwortverzeichnis

1089


Schlagwortverzeichnis

A Abbindemechanismen 766 Abfallbehandlung stoffspezifische 823 Abfallbunker 146 Abfalldreieck 889 Abfälle gefährliche 113 Abfallverbrennungsanlagen 583 große 97 siehe auch MVA Abfallzuteilung 150 Abgaskondensation 782 Abgasreinigung 169, 537, 559, 615 halbtrockene 169 konditioniert trockene 169,  717 quasitrockene 717 trockene 717 Abgasreinigungsrückstände bergtechnische Verwertung 761 Abgasrezirkulation 662 Abscheidegrad 607 Abscheidung saurer Schadgaskomponenten 539, 617 von Schadgasspitzen 608 Abzehrung 473 Additive 569,  634 Advanced Process Control (APC) 275 Aerosol-Photoemissionssensor 755 Aerosol-Streulichtsensor 754 Akzeptanzsteigerung 204 Altholz 360 Altholzverbrennungsanlagen 359 Ammoniakschlupf 666,  672,  697 Ammoniakwasserverbrauch spezifischer 696 Anaerobtechnik 832 Anlagenbetrieb 896 Anlagenleistung Möglichkeiten zur Erhöhung 108 Anlagenrückbau 228 Anlagenumbau 229 Anlagenverfügbarkeit 504,  571,  698 APC-Methoden 276 Asche-Inertisierungsverfahren 882 Aschequalität 881 Asche-Salz-Proportionen 375 Ascheverwertung 1001 ASP-Klassierung 375

Aufmischung 452 Ausschreibung 134,  992

B Bandtrockner 929,  962 Bauherrenfunktion 134 Baustoff-Industrie 1039 Bautechnik und technische Gebäudeausrüstung 250 Bauteil 237 Bauzeitverkürzung 244 Beläge 473,  437 Belagsbildung 339,  359,  423 Belagsbildungs- und Korrosionspotential 339 Belagsmonitor 375 Belagsschicht 431 Bergbau-Baustoffe 768 Beriebswerte 192 Betriebskosten 572 BICAR 601 Bioabfall Brennstoffeigenschaften 795 Bioabfallbehandlung 818 in MVA Energieeffizienz 793 Bioabfallverwertung energetische Bewertung 771 Biomasse 771 Biomasseanlagen altholzgefeuerte 359 Biomassebeschaffung 220 Biomassefeuerungen 779 Biomasseheizkraftwerke 359 Wirkungsgradoptimierung 776 Biomassespeicherkraftwerk 786 Bleisalz 362 Brennstoff kritischer 874 Brennstoffakquisition 220 Brennstoffanalysen 856 Brennstoffbunker 245 Brennstoffcharakterisierung 888 Brennstoff-FeuerungsWechselwirkungen 368 Brennstoff-NOx-Bildung 305 Bunker 148 Bunkerkrananlage 149 Bunkervolumen 148

1091


Schlagwortverzeichnis

C CAES 786 Charakterisierung verbrennungstechnische 859 Chlorfrachten 877 Chlorgehalt im Brennstoff Bestimmung 866 Cladding 159, 364, 450, 473 CMT-Technik 458 CO2-Abscheidung 594 Cold Metal Transfer 458 Control Performance System 280

D Dampferzeuger 111,  155 Reinigung 162,  437 DeNOx-Anlage 141 Dickschichtvernickelung 489 galvanische 490 Dickstoffversatz 765 DRANCO-Vergärungsanlage 809 Drehrohr 119,  977 Drehrohrtrockner 980 Drehrohrtypen 978 Druckluftspeicherkraftwerk (CAES) 786 Druckstrahleinrichtung 442 Düsenboden geschlossener 70 offener 70

E EBS-KW Eisenhüttenstadt 238,  869 Echtzeit-Korrosionsmessung 380 Effizienzsteigerung 397 Eindüsebenen für SNCR 688 Eisenaufmischung Reduzierung 479 Emissionen marine 592 Emissionsminderung 580 Endüberhitzer 160,  409 Energieaustauschverhältnis 793 Energieeffizienz 230, 303, 609, 641 der Bioabfallbehandlung in MVA 793 der MBA-Technologie 829

1092

Energiegewinnung konventionelle 317 Entsorgungsautarkie 190 Entsorgungssicherheit 190 Entstickung 171,  545 Erosion 365 Erosionskorrosion 365,  473 Ersatzbrennstoffe 824, 828, 855, 869, 885, 927 Mitverbrennung mit Biomasse 855 Ersatzbrennstoff-Kraftwerke in Deutschland 837 in Österreich 848 siehe auch EBS-KW Ersatzbrennstoff-Spezifikationen 845 Ersatzinvestition 128 Etagenofen zur Klärschlammverbrennung 912 Etagenwirbelschichtofen 35 zur Klärschlammverbrennung 913

F Factory Acceptance Test 184 Fällungsverfahren 1028 Faulgas 946 Feinstaubmessung 751 Fernwärme 843,  849 Fernwärmenetz Ausbau 231 Fertigteilbauverfahren 249 Feuerfestauskleidung 159,  504,  525 Feuerintensität 253 Feuerlage 253 Feuerlänge 253 Feuerleistungsregelung 253,  281 Feuerraum 527 Feuerungsleistungsdiagramm 888 Feuerungsregelung 253 Feuerungssystem 843 Flammspritzen 461 Flexibilität 237 Fließbettkühler 65 Flingern´sches Korrosionsdiagramm 474 Flugstrom-Reaktionsstrecke 169 Fluidisierungspunkt 4 Fraktion heizwertreiche 828 Fuzzy Control 253


Schlagwortverzeichnis

G Gasturbine 333 Genehmigungswerte 192 Generalunternehmer(GU)Ausschreibung 134 Gewebefilter 555 Grenzwerte 192 GuD-Anlagen 323

H Hamburgisches WeltWirtschaftsInstitut 318 Heizkraftwerk Berlin 126 Hilfskondensator 167 HKW Eisenhüttenstadt 869 Hochtemperatur-Korrosionssensor 383 Holzhackschnitzel 222,  855 Hybridverfahren 567

I Inbetriebsetzung 183 Industriefeuerungsanlagen 590 Industriekanone 440 Industriekletterer 443 Industriekraftwerke 885 Instandhaltung/Wartung 571 Investitionen 572 IT-Sicherheit 287 IT-Sicherheitsaudit 297

K Kalkhydrat 617 hochaktives 588 Stöchiometriefaktoren 637 Kalkprodukte 583 Katalysatoren 684 Kessel-Klopfwerk 413 Kessel-Reinigung 437 Kesselreisezeit 504 Kläranlagen kommunale 1015 Klärschlamm 961,  1000 Behandlung 36 thermische 901,  987 Entsorgung 977

integrierte Verbrennung in einer MVA 989 Mineralisierung mit dem PyrobusterVerfahren 914 Mitverbrennung in einer MVA 988 Mitverbrennung in einem Kraftwerk 921 Monoverbrennung 910,  989, 1039 Trocknung 907, 927, 932, 961, 980, 988 Klärschlammaschen 997 solare 949 Klärschlammgranulat 927 Klärschlammtrocknungsanlagen in Deutschland 908 Klärschlammverbrennungsanlagen 1002 Klärschlammverwertung 1000 Klima- und Ressourcenschutz 826 Klopfwerke 413 mechanische 415 pneumatische 415 Klopfwerküberwachung 416 Kohlekraftwerke 961 Kontakttrockner 979 Konvektionstrockner 962 Konverterschlacken 1012 Kooperation 814 Kopf-Vergasungsverfahren 915 Kopf-Wirbelschichtvergasung 916 Korrosion 359,  398,  874 Korrosionsdiagnose 339 Korrosions-Früherkennung 374 Korrosionsmechanismen 368 Korrosionsmessung 381 Korrosionsminderung 364,  494 Korrosionsmonitoring 374,  379 Korrosionsrate 381,  388 Korrosionsrisiko 339,  858 Korrosionsschutz 158,  473 Kraft-Wärme-Kopplung 843,  849 Kraftwerke 584 Mitverbrennung von Klärschlamm 921 Kristallisationsverfahren 1028 kritische Rohstoffe 999 Künstlich Neuronale Netztechniken KNN 254

L Landschaftsbau 1039 Landschaftspflegematerial 220 Landwirtschaft 596

1093


Schlagwortverzeichnis

Laständerungsverhalten 775,  791 LEACHPHOS-Verfahren 1007 Lockerungspunkt 5 Luftreinhaltung 577

M Markt 318 Massenumsatzrate 860 MBA Umnutzung zur Bioabfallbehandlung 805 MBA Kapiteltal 807 Mechanisch-biologische Abfallbehandlung 823 Mechanisch-biologische Stabilisierung 823 Mechanisch-physikalische Stabilisierung 823 Mephrec-Verfahren 1009,  1039 Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen mit Biomasse 863 von Klärschlamm 921 Monitoring der korrosiven Wirkung 379 Monoverbrennung 1001 Monoverbrennungsanlagen 961 Montageendkontrolle 183 MPA Burgau 982 MVA Berlin Ruhleben 125 Bonn 189 Landshut 209 Rosenheim 397, 404 Wijster 683

N Nassreinigung von Strahlungsheizflächen 423 Nasswaschverfahren 565,  582 Natriumbicarbonat (Natriumhydrogencarbonat) 601,  615, 622, 719 Stöchiometriefaktoren 638 Natriumsalze 766 Neuro-Fuzzy-System-Technologie 264 neuronale Netze 253,  277 Neutralisierung von sauren Gasen 560 Nickelbasislegierungen 474 Nickelpreis 160 Niederdruck-Dampfsystem 164

1094

Niedertemperaturtrockner 936 NIR-Technik 827,  858 NOx-Bildung 305 NOx-Minderung 305,  683 Primärmaßnahmen 303

O Offline-Sprengreinigung 443 Online-Monitoring von Kesselklopfwerken 413 Online-Sandstrahlreinigung 441 Online-Sprengreinigung 439 Organic Rankine Cycle 785 Organisationsstruktur 189

P Papierfabriken 844 Partikelbildung 344 Partikelfreisetzung 340,  344 Partikelgitternetzsonde 339,  375 Partikelwachstum 344 PASCH-Verfahren 1006 Phosphat-Dünger 1021 Phosphat-Erze 1039 Reserven 1017 Phosphat-Importe 1040 Phosphat-Schlacke 1044 Phosphor 998,  1016 Phosphor-Bedarf 1019 Phosphor-Quellen sekundäre 1022 Phosphor-Rückgewinnung 1005,  1015,  1039 aus Klärschlamm 989 PID-Regler 278 Plattensystem 525 hinterlüftetes 400, 503 Powerfluid-Technologie 869 Primär- und Sekundärluftsystem 152 Produktionsdatennetze 287 Projekt ERIN 129 Projektorganisation 174 Prozessdampf 843,  850 Prozessdampfauskopplung 320 Prozessregelung 269 Pyrolyse 577,  982


Schlagwortverzeichnis

Q Quadwirbel 154 Quasitrocken-Verfahren 563

R R1-Faktor 304 Raschka-Wirbelschichtofen 22 Reagenzienverbrauch 665 Reaktionsfrontgeschwindigkeit 802 Reaktionsprodukte Recycling 612 Reduktionsmittellager 691 Regelenergie 791 Regelgüte 279 Regelstrategien 274 Reinigung von Dampferzeugern 162,  437 Reinst-Nickel 491 Ressourceneffizienzprogramm 1021 Ressourcen- und Klimaschutz 826 Reststoffe 640 Rohphosphatproduktion 998 Rohrbündeldrehrohrtrockner 980 Röhrenspeicher 788 Rohrwandschutz 505 Rohstoffe kritische 999 Rost 99,  108,  150 Rostelement 152 Rostfeuerung 843,  855,  894 zur Klärschlammverbrennung 916 Rostnomogramm 895 Rosttraggrundrahmen 152 Rostwagen 152 Rückstände 570

S Salzschmelze 371 Sandstrahlreinigung 441 Sauerstoffanreicherung 29 Sauerstoff-Schmelzvergasung 1039 Schadgasspitzen 608 Scheibentrockner 962 Schlackebunker 150 Schutzgas 453

Schwefeltrioxid 582 Schweißbild 485 Schweißdraht 453 Schweißplattieren 449 Schweißposition 453 Schweißtechnik Optimierung 478 SCR 142,  684 Umrüstung auf SNCR 683 Vergleich zur SNCR 699 Sekundärbrennstoffe siehe Ersatzbrennstoffe Sekundärlufteindüsung 153 selektive nichtkatalytische Reduktion (SNCR) 669 SiC-Formstein 400 Sicherheitskonzept 295 Siliziumcarbid (SiC) 506 SNCR 653, 669, 674, 685 SNCR-Injektionslanzen 665 Solardelle 773 Solartrockner 930,  936,  964 Solid Recovered Fuels siehe Ersatzbrennstoffe SOLVAir-Trockenverfahren 601 Sonderabfallverbrennungsanlage 113 Sorptionsfilter 555 Sortiertechnik 832 Speisewassersystem 163 Sperrluft 400 Sprengreinigung 439 Spritzschichten thermische 365 Sprühabsorber 169 Sprühreinigungssystem 163 Sprühsorption 709 Stabilisierung mechanisch-biologische 823 mechanisch-physikalische 823 Stapelversatz 765 Stickoxidverbindungen Bildungsmechanismen 305 Reduzierung 305, 683 Stöchiometrie 634,  706 Strahlungsüberhitzer 397 korrosionsgeschützter 400 Strahlungszüge 423 Strom- und Dampfauskopplung 320 Stuttgarter Verfahren 1030

1095


Schlagwortverzeichnis

T

W

Temperaturmessung akustische 687 Thermphos 1009 TIG Washing 482 Trockensorption 539, 560, 585, 708 konditionierte 709 Trocknung 928, 933, 962, 968, 977, 988 der Biomasse 782 Energiebedarf 979 solare 951 von Klärschlamm 907,  929,  950 Trommel 156 Trommeltrockner 962 Tropfenverhalten 425 Türkei 113 TwinRec-Verfahren 74

Wandabzehrung 362 Wandüberhitzer 400 Wärme-Kraft-Kopplung 320 Wärmestrom 474 Wärmetauscher 155 Wartung 571 Wäscher 543 Wasserstrahlhöchstdrucktechnik 445 Wassertropfen 426 Windbox 22 Wirbelschichtfeuerung 9, 850, 869, 910 rotierende 59,  844 stationäre 13, 837, 911 zirkulierende 64,  843, 871 Wirbelschichtreaktor 3 mit Sauerstoffeintrag 25 Wirbelschichttechnik Grundlagen 4 Wirbelschichttrockner 929,  962 Wirbelschichtvergaser 74 Wirkungsgradsteigerung 780 für Biomassefeuerungsanlagen 785 Wirtschaftlichkeit 572 Wurfbeschicker 23

U Überhitzer 157,  161,  399 Überhitzer-Cladding 449 Umnutzung von MBA-Anlagen 833 Umschluss-Konzept 183

V Verbrennungsverhalten 892 Verbrennungsvorgang Optimierung 253 Verdampfer 156 Verfügbarkeit 504,  571,  698 Vergabe 992 Vergärung 809 Vergasung in Wirbelschichtreaktoren 74 Verhandlungsverfahren mit Aufruf zum Wettbewerb 134 Versatzmaterialien 768 Verschlackungsverhalten 858 Verschmutzungen 439,  858 Verwertung bergtechnische 764 Very Low NOx-Verfahren (VLN) 303,  306 Vorschubrost 151

1096

Z Zementwerke 961 Mitverbrennung von Klärschlamm 923 Zündrate 860 Zwischenüberhitzung 782 Zyklonschmelzkammer 74

Energie aus Abfall, Band 10  

Errichtung, Ertüchtigung, Betrieb und Prozessregelung, Energieeffizienz, Dampferzeuger und Korrosionsschutz, Abgasbehandlung, Biologische &...

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