Wirbelschichtfeuerung

Die Wirbelschichtfeuerung ist eine Feuerung, die in einer Wirbelschicht aus zerkleinertem Brennstoff und heißer Verbrennungsluft stattfindet. Siehe auch unter: Wirbelschicht

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Verfahren

Der Brennstoff wird über dem Düsenbett in der Schwebe gehalten und fluidiert. Die zerkleinerten Brennstoffpartikel haben eine große Oberfläche, so dass ein guter Ausbrand erfolgen kann. Die starke turbulente Strömung hat einen sehr guten Impuls- und Wärmeaustausch zur Folge, so dass eine gleichmäßige Temperatur in der Wirbelschicht herrscht. Die Verbrennungstemperatur wird durch den eingebrachten Brennstoffmassenstrom bestimmt. Die Temperatur wird so eingestellt, dass die Bildung schädlicher Gase (CO, NOx) möglichst gering ist. Bei der Wirbelschichtfeuerung können sehr geringe Stickoxidemissionen eingehalten werden, da eine relative niedrige Verbrennungstemperatur ohne Temperaturspitzen gefahren werden kann. Niedrige Temperaturen haben den Vorteil, dass das relativ stark gebundene Stickstoffmolekül nicht dissoziiert.

Es muss je nach der Eigenschaft der Brennstoffe Sand zur Fluidisierung in die Wirbelschicht zugegeben werden. Es wird unterschieden zwischen der stationären und der zirkulierenden Wirbelschicht:

• bei der stationären Wirbelschicht wird die aus dem Brennraum ausgetragene Asche abgezogen.
• die zirkulierende Wirbelschicht hat hinter dem Brennraum einen Abscheider, über den die abgeschiedene Asche mit einem gewissen Anteil von unverbranntem Brennstoff wieder in den Brennraum zurückgeleitet wird.

Je nach Anströmgeschwindigkeit unterscheidet man zwischen Festbett, Bubbling Regime, Slugging Bed, Turbulent Regime und Fast Fluidization.

Brennstoff

Beim Einsatz der Wirbelschicht ist ggf. eine Zerkleinerung des Brennstoffes und das Aussortieren größerer nicht brennbarer Fremdstoffe notwendig. Dies kann z.B. in einer Schredderanlage mit Windsichter erfolgen. Prinzipiell kann jeder Stoff als Brennstoff genutzt werden, also feste, flüssige, pastöse oder gasförmige Brennstoffe. Vorteil der Wirbelschichtfeuerung ist es, das auch Problemstoffe verbrannt werden können, z.B. Klärschlamm, Petrolkoks, Hühnermist,...

Weiteres

Bei der Wirbelschichtfeuerung in Kohlekraftwerken wird der Kohle Kalk zugesetzt, um den in der Kohle enthaltenen Schwefel zu binden. Dabei entsteht Gips, der nach Reinigung im Bau verwendet werden kann. Außerdem können Kraftwerke mit Wirbelschichtfeuerung bei gleicher Leistung kompakter gebaut werden als Kraftwerke ohne Wirbelschichtfeuerung.