Der weltweite Verbrauch von Kohle zur Stromerzeugung wird nach Prognosen der International Energy Agency auch in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Wegen der geographisch gleichmäßigen Verteilung und der großen Reserven kann auf absehbare Zeit nicht auf Kohle als Brennstoff verzichtet werden. Für den Umstieg auf erneuerbare Energiequellen stehen verschiedene Carbon Capture and Storage (CCS) Techniken als Brückentechnologien bereit. Eine vielversprechende CCS-Technologie ist die Oxyfuel-Verbrennung, bei welcher der Brennstoff mit reinem Sauerstoff und rezirkuliertem Rauchgas verbrannt wird. Die Rezirkulation des Rauchgases ist notwendig, um die Verbrennungstemperatur zu limitieren. Nach der Verbrennung besteht das Rauchgas zum größten Teil aus Kohlendioxid, welches anschließend nur noch vergleichsweise wenig behandelt werden muss, bevor es einer Speicherstätte zugeführt werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es, den Oxyfuel-Prozess mit Bezug auf die wirtschaftlichen Kriterien Brennstoffumsatz und Sauerstoffbedarf zu optimieren. Ein weiterer Fokus liegt auf der Untersuchung des Emissionsverhaltens und der Stabilität der Flamme unter Oxyfuel-Bedingungen. Zum Erreichen der Ziele wurde die bestehende Versuchsbrennkammer von einer horizontal gefeuerten Mehrbrenneranlage auf eine von oben nach unten gefeuerte Einbrenneranlage umgebaut. Zur besseren Charakterisierung der Flamme ist der Brenner entlang der Flammenachse beweglich montiert. Der Einfluss von Rezirkulationsrate, Brennergeometrie und Stöchiometrie auf den Verbrennungsprozess werden im Verlauf genauer untersucht. Darüber hinaus wird ein Konzept zur alternativen Sauerstoffversorgung der Flamme erprobt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine effiziente Nutzung eines Brennstoffs unter Oxyfuel- Bedingungen möglich ist und Ausbrandsteigerungen im Vergleich zur Luftverbrennung realistisch sind. Die Gasemissionen pro erzeugter Energieeinheit fallen geringer aus als bei der Verbrennung mit Luft. Außerdem bietet das Konzept der direkten Sauerstoffinjektion Vorteile bei der Stabilität der Flamme und im Umsatz. Auch diese Arbeit zeigt, dass die technischen Herausforderungen der Oxyfuel- Feuerung nicht unerheblich aber handhabbar sind und somit steht eine CCSTechnologie einsatzbereit zur Verfügung. Jedoch werden über eine zukünftige Nutzung der Oxyfuel-Verbrennung in erster Linie die Weiterentwicklung der Klimaveränderung, die politische Situation und die öffentliche Akzeptanz entscheiden.     «

Der weltweite Verbrauch von Kohle zur Stromerzeugung wird nach Prognosen der International Energy Agency auch in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Wegen der geographisch gleichmäßigen Verteilung und der großen Reserven kann auf absehbare Zeit nicht auf Kohle als Brennstoff verzichtet werden. Für den Umstieg auf erneuerbare Energiequellen stehen verschiedene Carbon Capture and Storage (CCS) Techniken als Brückentechnologien bereit. Eine vielversprechende CCS-Technologie ist die Oxyfuel-...     »

According to the forecasts of the International Energy Agency the global demand for coal which is used for power generation will be increasing in the near future. This is due to its geographically evenly spread distribution and its vast reserves. Different Carbon Capture and Storage (CCS) technologies are already available to set the stage for a change towards a renewable energy supply. One of the most promising CCS technologies is oxyfuel combustion. During this process fuel is burned with pure oxygen and recycled flue gas. The recycled flue gas is required to moderate the flame temperature. After the combustion process the flue gas mainly consists of carbon dioxid. The carbon dioxid is prepared for the storage facility without much post-processing treatment. The aim of this thesis is to investigate and optimize the economic issues of the oxyfuel combustion, such as oxygen demand and fuel conversion. Furthermore, the flame stability and the emission behaviour under oxyfuel conditions are examined. For the investigation of the oxyfuel flame an existing, horizontally fired multiburner combustion chamber has been modified to feature a moveable top-down fired single burner. The influence of the recycle ratio, the burner geometry and the oxygen to fuel ratio on the oxyfuel process has been studied. In addition, an alternative system of oxygen supply for the combustion has been approved. The results show that an efficient combustion of a pulverised fuel under oxyfuel conditions is possible and higher conversion rates compared to air combustion are feasible. Furthermore, the gas emissions are lower under oxyfuel conditions. By the alternative air supply benefits in flame stability and conversion rates were achieved. The technical problems of oxyfuel combustion in power plants seem to be manageable. However, the ongoing climate change, political situation and public awareness will decide on the commercial use of the oxyfuel technology in a power plant.     «

According to the forecasts of the International Energy Agency the global demand for coal which is used for power generation will be increasing in the near future. This is due to its geographically evenly spread distribution and its vast reserves. Different Carbon Capture and Storage (CCS) technologies are already available to set the stage for a change towards a renewable energy supply. One of the most promising CCS technologies is oxyfuel combustion. During this process fuel is burned wit...     »