Verbundvorhaben: VeRa - Vorhersage von Verschmutzungen bis zum kalten Ende des Rauchgaswegs; Teilvorhaben: Experimentelle Grundlagen zur Verminderung des Belagsbildungs- und Korrosionspotentials in Kraftwerkskesseln bei schrittweisem Ersatz von Regelbrenn-stoffen durch biogene Ersatzbrennstoffe

Abstract

Achtung, dieser Bericht wurde durch eine neue Version ersetzt. Sie finden die neue Version unter: (https://doi.org/10.34657/35115) Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens umfasst unterschiedlichste Aspekte der Co-Feuerung in Kraftwerken. Die schrittweise Umstellung von Regelbrennstoffen auf biogene Ersatzbrennstoffe bedingt eine Änderung des im Kessel wechselwirkenden Mineralstoffsystems, woraus sich Risiken hinsichtlich korrosions-, verschmutzungs-, und verschlackungsbedingter Ausfälle ergeben. Das Teilvorhaben konzentriert sich auf experimentelle und analytische Methoden, um die Ersatzbrennstoffe bestmöglich chemisch-mineralogisch zu charakterisieren sowie die thermochemischen Wechselwirkungen zu untersuchen. Wesentliche Arbeitsschwerpunkte betreffen einen Ringtest zum Abgleich unterschiedlicher Analysemethoden zwischen vier Verbundpartnern mit dem Ergebnis, dass unterschiedlichste Ersatzbrennstoffe zuverlässig charakterisiert werden können. Ein weiterer Schwerpunkt war die Weiterentwicklung und Anwendung fortschrittlichster Analysemethoden (ETV ICP OES, LIBS, Festkörper-NMR, XRD) zur qualitativen und quantitativen Erfassung der Aschebildner sowie zur in-situ Messung der temperatur- und atmosphärenabhängigen Freisetzung von Ansatzbildnern. Auf Basis experimenteller Temperreihen wurden für unterschiedlichste Brennstoffmischungen die Sintertemperaturbereiche bestimmt. Diese Versuchsreihen wurden mit chemisch-mineralogischen Analysemethoden (XRD, SEM-EDX, Auflicht-Polarisationsmikroskopie) sowie thermochemischen Berechnungen begleitet. Darauf aufbauend wurden die Sintermechanismen (überwiegend Flüssigphasensintern für Mischreihen aus Braunkohle, Holz und Klärschlamm; reaktionsdominiertes Sintern bei Steinkohle und deren Mischreihen) aufgeklärt. Mithilfe einer Datenanalyse konnte die Wirkung einzelner Aschekomponenten auf die Sintertemperaturbereiche erfasst werden. Durch die Gruppierung ähnlich wirkender Aschekomponenten wurde ein einfaches Dreiecksdiagramm zur schnellen qualitativen Einordnung der unterschiedlichen Brennstoffe entwickelt, wodurch die Ergebnisse praktisch nutzbar sind.