Auf Grund des global steigenden Energiebedarfs und der kostengünstigen und geographisch gleichmäßig verteilten Kohlereserven wird die Stromerzeugung aus Kohle auch in absehbarer Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Energieversorgung spielen. Um die damit einhergehenden CO2 -Emissionen im Hinblick auf den anthropogen unterstützten Treibhauseffekt zu begrenzen stehen verschiedene Technologien zur CO2 -Sequestration zur Verfügung. Der Oxyfuel-Prozess, eine der Carbon Capture und Storage Technologien (CCS) verbrennt die Kohle in einem Gemisch aus reinem Sauerstoff und rezirkuliertem Rauchgas. Am Prozessende steht ein aufkonzentrierter CO2 -Strom bereit, der verdichtet, transportiert und in geeigneten geologischen Formationen klimaunwirksam gespeichert werden kann. Das Konzept der kontrolliert gestuften Verbrennung mit nichtstöchiometrischen Brennern erlaubt eine deutliche Reduktion der nachteiligen, hohen Rezirkulationsraten. Es nutzt neben der Rauchgasrezirkulation auch die Stöchiometrie um die Flammentemperaturen bzw. dieWärmeübertragung zu kontrollieren. So lässt sich ein effizienterer Prozess mit kleineren Dampferzeugern und geringerem Eigenverbrauch realisieren. Ziel dieser Arbeit war zu zeigen, ob sich durch eine Kombination von nichtstöchiometrischen Flammen der nötige Rezirkulationsmassenstrom in Oxyfuel-Prozessen, bei gleichzeitiger Einhaltung aller Temperatur- und Emissionsgrenzen, reduzieren lässt. Dafür wurde ein geeigneter Verbrennungsprüfstand mit mehreren Kohlenstaubdrallbrennern aufgebaut. Untersucht wurde der Einfluss von Sauerstoffmangel und -überschuss auf die Verbrennung von Trockenbraunkohle in einer nichtstöchiometrischen Einzelflamme sowie die Abbrandcharakteristik der Kohle in einer Kombination aus zwei nichtstöchiometrischen Flammen. Dazu wurden die Gaskonzentrationen und Temperaturen in den Flammen und entlang des Rauchgasweges gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Stöchiometrie neben der Rauchgasrezirkulation, eine effektive Möglichkeit bietet die Flammentemperaturen auch bei hohen Sauerstoffgehalten im Oxdiator zu kontrollieren. Mit dem Konzept der kontrolliert gestuften Verbrennung konnte im Hinblick auf die CO- und NO-Emissionen ein ähnliches Niveau wie beim luftähnlichen Oxyfuel-Prozess mit hohen Rezirkulationsraten und stöchiometrischen Brennern erreicht werden. Mit dem Verbrennungskonzept lässt sich der Rezirkulationsbedarf senken und dadurch eine Effizienzsteigerung im Oxyfuel-Prozess erzielen. Die öffentliche Akzeptanz der CO2 -Speicherung, der politische Wille und die wirtschaftlichen Zwänge durch den CO2 -Zertifikatspreis werden entscheiden ob CCS und damit der Oxyfuel-Prozess eine Zukunft hat.     «

Auf Grund des global steigenden Energiebedarfs und der kostengünstigen und geographisch gleichmäßig verteilten Kohlereserven wird die Stromerzeugung aus Kohle auch in absehbarer Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Energieversorgung spielen. Um die damit einhergehenden CO2 -Emissionen im Hinblick auf den anthropogen unterstützten Treibhauseffekt zu begrenzen stehen verschiedene Technologien zur CO2 -Sequestration zur Verfügung. Der Oxyfuel-Prozess, eine der Carbon Capture und Storage T...     »

Due to the global increase in energy consumption and the cost effective, geographical evenly spread reserves, coal will keep on playing a major role in concerns of electricity supply. To contain the effects of the anthropogenic supported greenhouse gas effect, several technologies for CO2 -sequestration from large scale power plants are under investigations. The oxyfuel-process as one of the carbon capture and storage technologies (CCS) is burning coal in a mixture of pure oxygen and recycled flue gas. That way, a highly concentrated CO2 -stream is provided, ready for compression, transportation and underground storage in suitable geological formations. The innovative concept of controlled staging with nonstoichiometric burners gives the opportunity to decrease the adversely high recirculation rates in the oxyfuel-process. Next to flue gas recirculation it uses nonstoichiometric operating burners to control flame temperatures and that way the heat transfer in the boiler. That enables smaller steam generator concepts and a reduction of the auxiliary power. The aim of these investigations was to show, if it is possible to reduce the recirculation rate by means of nonstoichiometric coal combustion while fulfilling all requirements on temperature and emission limitations. For that purpose a suitable combustion facility, capable of operating with a multi burner set up was build. The influence of oxygen excess and deficit on the combustion characteristics of pre-dried lignite was investigated. Furthermore a combination of two nonstoichiometric operating burners was examined. Gas concentrations and temperatures were measured in the flames and along the flue gas path. Results show that stoichiometry is next to the flue gas recirculation one effective instrument to control flame temperatures even at high oxygen concentrations in the oxidant. The concept of controlled staging showed in concerns of the NO- and CO-emissions a comparable performance to the air-like oxyfuel-process with high flue gas recirculation. The concept of controlled staging offers a potential solution for a more efficient oxyfuel-process. Public awareness of CO2 -storage, political declared intentions and the economical necessities will decide whether CCS and that way the oxyfuel-process will have a future.     «

Due to the global increase in energy consumption and the cost effective, geographical evenly spread reserves, coal will keep on playing a major role in concerns of electricity supply. To contain the effects of the anthropogenic supported greenhouse gas effect, several technologies for CO2 -sequestration from large scale power plants are under investigations. The oxyfuel-process as one of the carbon capture and storage technologies (CCS) is burning coal in a mixture of pure oxygen and recycl...     »