Im Rahmen dieser Dissertation werden die von Alkalien hervorgerufenen Probleme durch Depositionsbildung und Heißgas-Korrosion im Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung (IGCC) aufgegriffen und die dafür relevanten prozesstechnischen Einflussfaktoren bei der Abkühlung und Kondensation der freigesetzten Alkali-Verbindungen untersucht. Für experimentelle Untersuchungen wurde eine so genannte Abkühl-und Kondensationsstrecke (AKS) entwickelt, welche die Einstellung vergasungsrelevanter Alkalikonzentrationen in Gasströmungen bei Prozessbedingungen bis 1300 XC und 50 bar erlaubt. In Abhängigkeit von Absolut- und Alkali-Partialdruck sowie dem Abkühlgradienten des alkalibeladenen Gasstroms werden die Depositionszonen von Alkalichloriden mit einer temperaturüberwachten Depositionssonde erfasst. Die abgelösten Depositionen werden mittels Atomabsorptionsspektroskopie quantitativ analysiert und daraus orts- und temperaturbezogene Abscheideraten abgeleitet. Zur qualitativen Online-Überwachung der Konzentration von NaCl und KCl im heißen Reaktionsgas wird ein ELIF-Messsystem weiterentwickelt und über optischen Ports an die AKS angekoppelt. Die Messdaten werden zur Entwicklung und Validierung von Depositionsmodellen auf Basis thermochemischer Gleichgewichtsberechnung und CFD-Simulation herangezogen. Es zeigt sich, dass insbesondere bei hohen Abkühlgradienten der Gasströmung die Temperaturbereiche der experimentell ermittelten Depositionszonen aufgrund kinetisch gehemmter Kondensation und Aerosolbildung vom errechneten Gleichgewichtszustand abweichen. Im industriellen Prozess ergibt sich dadurch eine signifikante Verschiebung der Depositionszonen in kältere Anlagenbereiche. Dieses Verhalten wird in optimierten Modellen durch die Implementierung von reduzierten Abscheideraten abgebildet.     «

Im Rahmen dieser Dissertation werden die von Alkalien hervorgerufenen Probleme durch Depositionsbildung und Heißgas-Korrosion im Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung (IGCC) aufgegriffen und die dafür relevanten prozesstechnischen Einflussfaktoren bei der Abkühlung und Kondensation der freigesetzten Alkali-Verbindungen untersucht. Für experimentelle Untersuchungen wurde eine so genannte Abkühl-und Kondensationsstrecke (AKS) entwickelt, welche die Einstellung vergasungsrelevanter Alkali...     »

The motivation of this work is based on problems due to Alkali deposition and hot-gas corrosion in Integrated Gasification Combined Cycles (IGCC). Therefore, the determining process parameters of cooling and condensation of alkali compounds released during coal gasification are investigated. For deposition measurements with alkali-loaded gas flows at 1300 XC and 50 bar, a pressurized condensation and cooling line was developed. The gaseous alkali compounds deposit on a temperature-monitored deposition probe in dependence of the absolute pressure, the alkali partial pressure as well as the cooling gradient of the gas flow. After atomic absorption spectroscopy of the dissolved depositions, the position- and temperature-related deposition rates are determined. Additionally, the optical ports of the cooling line can be equipped with ELIF-Spectroscopy for qualitative online measurements of gaseous NaCl and KCl in the hot reaction gas. The experimental data is used for the development and validation of deposition models based on thermochemical equilibrium calculation and CFD simulation. Especially for high cooling gradients, the temperature region of the experimentally obtained deposition zones differs from the calculated equilibrium state. This is caused by kinetic inhibition of the alkali condensation and aerosol formation within the gas phase. Accordingly, the deposition zones will also be significantly shifted towards cooler parts of the plants in industrial processes. This effect is implemented in optimized deposition models by application of reduced deposition rates.     «

The motivation of this work is based on problems due to Alkali deposition and hot-gas corrosion in Integrated Gasification Combined Cycles (IGCC). Therefore, the determining process parameters of cooling and condensation of alkali compounds released during coal gasification are investigated. For deposition measurements with alkali-loaded gas flows at 1300 XC and 50 bar, a pressurized condensation and cooling line was developed. The gaseous alkali compounds deposit on a temperature-monitored dep...     »