Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Emissionsarme kleinskalige Wirbelschichtfeuerungen zur Verbrennung von biogenen Reststoffen; Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Optimierung des Emissionsverhaltens und wirtschaftliche Evaluierung kleinskaliger Wirbelschichtfeuerungen - Akronym: SmartWirbelschicht

Anschrift
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Technische Fakultät - Department Chemie- und Bioingenieurwesen - Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Str. 244 f
90429 Nürnberg
Projektleitung
Dr.-Ing. Dominik Müller
Tel: +49 911 5302-9024
E-Mail schreiben
FKZ
22039018
Anfang
01.06.2019
Ende
31.12.2022
Ergebnisverwendung
Mit den im Rahmen des Vorhabens erarbeiteten Ergebnissen wurden die Voraussetzungen geschaffen, eine kleinskalige Wirbelschicht-Feuerung als bedeutenden Bestandteil des zukünftigen Wärmesektors zu etablieren, und diese für eine breite Palette an Brennstoffen nutzbar zu machen. Dabei wurde auch weiterer Entwicklungsbedarf identifiziert, um Anlagen aus den kleinen Leistungsbereich mit biogenen Reststoffen mit minderer Qualität umgehen zu können. Bei den möglichen Einsatzfeldern ist vor allem die Prozessdampferzeugung zu nennen, für welches in Deutschland nach wie vor zum größten Teil fossiles Erdgas genutzt wird. Die Möglichkeit, dabei eigene Reststoffpotentiale erschließen zu können, macht die Technologie überaus attraktiv für z.B. kleinere Unternehmen der Lebensmittelverarbeitenden Industrie (Brauereien, Molkereien etc.), weshalb hier die größten Potentiale für einen schnellen Markteintritt der Technologie gesehen werden.
Aufgabenbeschreibung
Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, kleinskalige und flexible Wirbelschichtfeuerungen für die Verbrennung von landwirtschaftlichen Reststoffen bezüglich dem Emissionsverhalten weiterzuentwickeln, im Labormaßstab zu erproben, sowie wirtschaftliche Einsatzszenarien zu identifizieren und mit dem zu entwickelnden Anlagenkonzept zu adressieren. Die Motivation für die Entwicklung dieser Technologie ist die hohe Verfügbarkeit von bisher ungenutzten biogenen Festbrennstoffen unterschiedlichster Form, Konsistenz und Zusammensetzung, die in den momentan verfügbaren Rostfeuerungen große Probleme bereiten. In brennstoffflexiblen Wirbelschichtfeuerungen hingegen bedeutet dies überwiegend nur eine Adaption der Anlagensteuerung und des Bettmaterialmanagements. Das vorgeschlagene Projekt wird vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg koordiniert; Projektpartner sind die Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH und die eta Energieberatung GmbH. Der Ansatz, kleinste Wirbelschichtfeuerungen mit einer Wärmeauskopplung aus der Wirbelschicht zur Kühlung der Feuerung bei nahstöchiometrischen Betriebspunkten zu nutzen, erlaubt den Betrieb mit hohen Feuerungswirkungsgraden aufgrund geringerer Luftüberschüsse ohne eine unzulässige Überschreitung von Ascheschmelztemperaturen bei gleichzeitiger Brennstoffflexibilität. Lehrstuhl für Energie¬verfahrenstechnik wurde das Potential von Wirbelschichtfeuerungen für die Kraft-Wärme-Kopplung im 30 kW-Maßstab mit einem als Tauchheizfläche integrierten Wärmeübertrager eines Stirlingmotors bereits erfolgreich demonstriert. Die Herausforderung besteht nun in der Skalierung der Anlage in verschiedenste Leistungsbereiche >100 kW, um damit das Brennstoffband auch auf (landwirtschaftliche) Reststoffe zu erweitern, gleichzeitig aber auch den dann gültigen – und gegenüber der 1. BImSchV verschärften – Emissionsgrenzwerten der TA-Luft zu entsprechen.

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