A. Kicherer

Effect of coal blending and particle size on NOx emission and burnout

Investigations were undertaken with a 0.5 MW(th) test combustor burning pulverized coal, with burner or in-furnace air-staging. Significant dependences of NOx emission and unburnt carbon in fly ash on the flow conditions in the furnace, the blending ratio of high- and low-volatile coals and the fineness of the coal were observed. The lowest NOx emission, 180 ppmv, was achieved with in-furnace air-staging, at an unburnt carbon content of ~10 wt%, acceptable for small test facilities. The results indicate limits to the use of NOx-reduction techniques.

The effect of different reburning fuels on NOx-reduction

The NOx-reduction efficiency of different reburning fuels was investigated by combustion tests on a 0.5 MW(th) pulverized fuel rig. The NOx emissions could be reduced with gaseous, liquid and solid reburning fuels to minimum concentrations of 110–150 ppmv NO2 (6 vol.% O2). Through detailed in-flame measurements it was possible to compare the reduction mechanisms of different reburning fuels.

Deposit Formation during the Co-Combustion of Coal-Biomass Blends

In order to minimise the negative effect that energy conversion has upon the global climate, the utilisation of CO2-emitting fossil fuels has to be reduced by applying conversion processes with higher efficiencies or by changing the fuel base. One of the options under investigation in large scale electricity production is to partly replace coal with biomass.

Pyrolysis Gas from Biomass and Pulverized Biomass as Reburn Fuels in Staged Coal Combustion

The possibility of a combined application of hard coal and biomass using two different co-combustion technologies (combined combustion of pulverized fuels/pre-pyrolysis of biomass and use as a reburn fuel) was investigated in a 0.5 MWth test rig and in a 50 kWth small scale test facility. Reburn investigations with three pulverized biomasses in the 0.5 MWth facility resulted in NOx-emissions of approx. 300 mg/m3 (at 6% O2 in the flue gas). Besides the high DeNOx-efficiency, the test runs showed that the feedstock burnout attained approx. 99% (depending on the biomass particle size) and that no problems arose caused by CO-emissions.

Mitverbrennung von Biomassen in einer 0,5 MW Staubverbrennungsanlage

In vielen industrialisierten Landern wurden nach der Weltklimakonferenz 1992 in Rio Beschlusse gefast, um den CO2-Ausstos zu mindern, und somit dem Treibhauseffekt entgegenzuwirken. Von der Bundesregierung wurde bereits 1990 beschlossen, die CO2-Emissionen bis zum Jahre 2005 um 25 % bezogen auf 1987 zu senken.

Technik der Verbrennung

Die thermische Nutzung von Biomasse zur Warmegewinnung ist eine der altesten Techniken, mit denen sich die Menschheit befasst hat. Wahrend sich in den letzten Jahrhunderten bei der Umwandlung von Kohle Edelenergieformen wie Strom und Hochdruckprozessdampf durchgesetzt haben, werden biogene Brennstoffe – zumindest in Deutschland – immer noch fast ausschlieslich zur Raum- und Brauchwasserbeheizung in kleinen Anlagen genutzt. Neben einer verstarkten Nutzung in einzelnen Haushaltsanlagen muss fur eine weitere Erschliesung des Einsatzes von Biomassen im landlichen Raum auch der Ausbau der auf Biomasseverbrennung basierenden kraft-warme-gekoppelten Energieversorgung diskutiert werden.

Emissionsminderung bei der Verbrennung von Biofeststoffen

Bei Verbrennungsprozessen muss zwischen Emissionen aus Brennstoffverunreinigungen und Produkten unvollstandiger Verbrennung unterschieden werden. Biofestbrennstoffe weisen relativ geringe Verunreinigungen auf. Bei Kleinanlagen im hauslichen, gewerblichen und industriellen Bereich treten oftmals durch unvollstandige Verbrennung hohe Emissionen an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Partikeln auf. Diese Emissionen sind durch verbesserte Verbrennungsbedingungen zu minimieren.