Sauerstoff wird im Rahmen der Abfallverwertung in Verbrennungsprozessen eingesetzt, bei denen höhere Verbrennungstemperaturen, ein verbesserter Ausbrand und/oder eine reduzierte Abgasmenge gefordert sind. 

Gerade für thermische Verfahren der Abfallverwertung, die durch Heizwertschwankungen des Brennstoffes einen permanent veränderten Luftbedarf während der Verbrennung aufweisen, bietet der gezielte Sauerstoffeinsatz mit Oxy-Fuel Verfahren eine wirtschaftliche Möglichkeit, den Ausbrand zu optimieren und die Abgaswerte auch bei höheren Durchsatzleistungen einzuhalten. 

Klärschlammverbrennung

Wegen diverser Verordnungen darf in der Landwirtschaft immer weniger Klärschlamm als Dünger eingesetzt werden. Daher findet zunehmend die Klärschlammverbrennung in Wirbelschichtöfen statt. Der aus der chemischen Verfahrenstechnik bekannte Einsatz von Sauerstoff zur Verbesserung des Wirkungsgrads bei Oxidationsprozessen wurde in Zusammenarbeit mit Anlagenbetreibern auf die Klärschlammverbrennung übertragen und erfolgreich in den Entsorgungsbetrieb eingeführt.

Um die Leistung bei der Klärschlammverbrennung  wesentlich zu steigern, wird Sauerstoff entweder direkt oder durch Anreicherung der Verbrennungsluft in die Feuerung eingetragen. Dies erfolgt unter Berücksichtigung verschiedener Strömungs- und Verbrennungsvorgänge:

  • Einhaltung der Fluidisierungsgeschwindigkeiten
  • konstante Bett-Temperaturen
  • gleichmäßiges Vermischen der Reaktanten
  • Wärmesenken und endotherme Reaktionen

Unsere Technologie bietet:

  • kleinere Prozessgasvolumina
  • geringeren Wärmeverlust
  • gezielte Prozesstemperatur
  • gesteigerte Reaktionsgeschwindigkeit
  • verbesserten Ausbrand

Ihr Nutzen:

  • Leistungssteigerung / Debottlenecking bestehender Anlagen
  • höhere Anlagenflexibilität
  • reduzierter spezifischer Primärenergieverbrauch
  • niedrigere spezifische Fixkosten
  • Einhaltung oder Unterschreitung der Emissionsgrenzwerte
  • geringe Investitionskosten bei Alt- und Neuanlagen
  • niedrige spezifische Sauerstoffkosten

Sonderabfallverbrennung

Sauerstoffeinsatz in einer Drehrohrofenanlage zur Sonderabfallverbrennung

Bei der Sonderabfallverbrennung verbessert die Sauerstoffzugabe die Durchsatzleistung, Wirtschaftlichkeit und die Nachverbrennung. 

Bildunterschrift: Sauerstoffeinsatz in einer Drehrohrofenanlage zur Sonderabfallverbrennung

Verbrennung im Drehrohrofen ohne O2

Für die Sonderabfallverbrennung hat sich der Drehrohrofen mit Nachbrennkammer bewährt, jedoch kann es bei der Sonderabfallverbrennung durch die häufig inhomogene Brennstoffzusammensetzung zu Überlastungen der Anlage und Emissionsüberschreitungen kommen. Ein typisches Beispiel ist die Entsorgung von Gebinden. Die unvollständig verbrannten Komponenten werden selbst in der Nachbrennkammer häufig nicht vollständig umgesetzt und verursachen kurzzeitige Kohlenmonoxid-Emissionsspitzen. Daher werden beim Einsatz von Fassware mit heizwertreichen Abfällen wegen wechselnder feuerungstechnischer Bedingungen die CO-Grenzwerte der TA-Luft bei konventioneller Fahrweise teilweise überschritten. 

Bildunterschrift: Verbrennung im Drehrohr ohne O2

Verbrennung im Drehrohrofen mit O2

Zur Optimierung der Sonderabfallverbrennung werden Sauerstoff-Lanzen in der Frontplatte des Drehrohrofens sowie in der Nachbrennkammer installiert. Eine spezielle Sauerstoff-Zerstäuberlanze für die Verbrennung von flüssigen Abfallstoffen sorgt für eine schnelle Zündung und eine bessere Verbrennung.

Bildunterschrift: Verbrennung im Drehrohrofen mit O2

Vorteile der Sauerstoff:

Technik:

  • Verbessertes Zündverhalten
  • Höhere Prozesstemperaturen
  • Bessere CO-Nachverbrennung
  • Geringerer Wärmeverlust
  • Kleineres Prozessgasvolumen
  • Höhere Reaktionsgeschwindigkeiten

Ihr Nutzen:

  • Kapazitätssteigerung bestehender Anlagen
  • Höhere Anlagenflexibilität
  • Reduzierter spezifischer Primärenergieverbrauch
  • Niedrige spezifische Fixkosten
  • Einhaltung von Emissionswerten
  • Geringe Investitionsaufwendungen
  • Hohe Wirtschaftlichkeit
Leistungssteigerung durch Sauersoffinjektionen ohne O2 mit O2-Zusatz
Drehrohrofen Sonderabfall* [kg/h] 500 600 700 750
Erdgas [m³/h] 42 18 18 18
Verbrennungsluft [m³/h] 1.290 1.690 1.256 1.224
Temperatur Ausgang [°C] 881 944 973 1.056
Sauerstoffinjektion [m³/h] 0 150 150 200
Nachverbrennung Erdgas [m³/h] 236 168 168 107
Verbrennungsluft [m³/h] 2.345 1.647 1.653 1.216
Temperatur Ausgang [°C] 1.064 1.070 1.078 1.072
Kamin O2-Konzentration [Vol.-%] 13,5 14,4 14,5 14,0
CO-Konzentration [mg/m³] 25,6 15,9 22,5 10,5

fester Brennstoff mix. Hₘ=15.800 kj/kg

 

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