Verbrennung fester Brennstoffe zur Strom- und Wärmeerzeugung: Verfahren und Stand der Technik - Wirkungsgrad, Betrieb, Emissionen und Reststoffe
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1999
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| Beschreibung: | Stuttgart, Univ., Habil.-Schr., 1999 |
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III
INH ALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG .1
1.1 PRIMAERENERGIEVERBRAUCH UND C0
2-EMISSIONEN.1
1.2 TREIBHAUSEFFEKT UND C0
2-PROBLEMATIK.4
1.3 STRATEGIEN DER C0
2-MINDERUNG.7
2 FESTE BRENNSTOFFE .11
2.1 FOSSILE BRENNSTOFFE.11
2.1.1 ENTSTEHUNG UND EINTEILUNG VON STEIN- UND BRAUNKOHLEN.11
2.1.2 ZUSAMMENSETZUNG UND EIGENSCHAFTEN FESTER BRENNSTOFFE.18
2.1.3 VORKOMMEN FESTER BRENNSTOFFE . 21
2.2 REGENERATIVE BRENNSTOFFE.25
2.2.1 POTENTIALE, DERZEITIGE NUTZUNG.25
2.2.2 BETRACHTUNGEN ZUR C02-NEUTRALITAET REGENERATIVER BRENNSTOFFE .30
2.2.3 BRENNSTOFFEIGENSCHAFTEN VON BIOMASSEN.32
2.2.3.1 LAND-UND FORSTWIRTSCHAFTLICHE BIOMASSEN.32
2.2.3.2 KLAERSCHLAMM .38
3 THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN .41
3.1 KREISLAUFPROZESSE.41
3.1.1 CAMOT-PROZESS.41
3.1.2 JOULE-PROZESS.42
3.1.3 CLAUSIUS-RANKINE-PROZESS.44
3.2 ENERGETISCHE UND EXERGETISCHE BETRACHTUNG EINES EINFACHEN, REALEN
DAMPFKRAFTPROZESSES .46
4 SYSTEM DAMPFKRAFTWERK ZUR STROM- UND WAERMEERZEUGUNG.53
4.1 DAMPFKRAFTWERK MIT STEINKOHLESTAUBFEUERUNG .53
4.1.1 ENERGIEUMWANDLUNG UND KOMPONENTEN.53
4.1.2 AUSFUEHRUNG EINES KONDENSATIONSKRAFTWERKES .54
4.1.3 HISTORISCHE ENTWICKLUNG - ZUSAMMENHANG ZWISCHEN BLOCKGROESSE,
VERFUEGBARKEIT UND WIRKUNGSGRAD.56
4.1.4 VERGLEICHSKRAFTWERK.58
4.2 DAMPFERZEUGER .60
4.2.1 STROEMUNG UND WAERMEUEBERTRAGUNG IN EINEM ROHR.62
4.2.2 VERDAMPFERSCHALTUNGEN.65
4.2.2.1 NATURUMLAUF.65
4.2.2.2 ZWANGUMLAUF.66
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/958445265
IV
4.2.2.3 ZWANGDURCHLAUF.67
4.2.3 BAUARTEN VON DAMPFERZEUGERN.69
4.2.3.1 EINZUG-UND ZWEIZUGKESSEL.70
4.2.4 BETRIEBSWEISE UND REGELUNGSARTEN VON KONDENSATIONSKRAFTWERKEN.71
4.2.4.1 FESTDRUCK-UND GLEITDRUCKREGELUNG.72
4.2.4.2 AUSWIRKUNGEN DER GLEITDRUCK- ODER FESTDRUCKBETRIEBSWEISE AUF DIE
TURBINE . 74
4.2.4.3 AUSWIRKUNGEN DER GLEITDRUCK- ODER FESTDRUCKBETRIEBSWEISE AUF
UMLAUF- ODER DURCHLAUFDAMPFERZEUGER.74
4.2.4.4 ANFAHREN.76
4.3 AUSLEGUNG EINES KONDENSATIONSKRAFTWERKES.78
4.3.1 ANFORDERUNGEN UND RAHMENBEDINGUNGEN.78
4.3.2 WAERMETECHNISCHE AUSLEGUNG, AUSLEGUNG DES KREISLAUFES .82
4.3.3 AUSLEGUNG DER FEUERUNG .85
4.3.4 AUSLEGUNG DES DAMPFERZEUGERS UND DER HEIZFLAECHEN.90
4.3.4.1 EINFLUSS DES FRISCHDAMPFZUSTANDES.92
4.3.4.2 AUSLEGUNG DES VERDAMPFERS .94
4.3.4.3 SENKRECHTBEROHRTER VERDAMPFER MIT INNENBERIPPTEN ROHREN.96
4.3.4.4 VERDAMPFERSTABILITAET.98
4.3.4.5 AUSLEGUNG DER KONVEKTIVEN HEIZFLAECHEN.99
4.3.4.6 LUFTVORWAERMER.104
4.3.5 AUSLEGUNG DER RAUCHGASREINIGUNGSEINRICHTUNGEN UND
HILFSEINRICHTUNGEN.106
4.4 MOEGLICHKEITEN DER WIRKUNGSGRADSTEIGERUNG - WEITERENTWICKLUNG
DES DAMPFKRAFTWERKES.107
4.4.1 ERHOEHUNG DES THERMISCHEN WIRKUNGSGRADES .107
4.4.1.1 ERHOEHUNG DES FRISCHDAMPF- UND ZWISCHENUEBERHITZERDAMPF-ZUSTANDES,
EINFACHE ODER ZWEIFACHE ZWISCHENUEBERHITZUNG, ZUE-EINSPRITZUNG .107
4.4.1.2 EINFLUSS DER SPEISEWASSERVORWAERMUNG.110
4.4.1.3 NIEDRIGERE TEMPERATUREN DER WAERMEABFUHR - OPTIMIERUNG DES KALTEN
ENDES . 113
4.4.2 VERRINGERUNG DER VERLUSTE.' 121
4.4.2.1 INNERER TURBINENWIRKUNGSGRAD, INNERE TURBINEN VERLUSTE.121
4.4.2.2 DAMPFERZEUGERVERLUSTE .122
4.4.2.3 VERLUST DURCH WIEDERAUFHEIZUNG.126
4.4.2.4 WEITERGEHENDE RAUCHGASWAERMENUTZUNG .127
4.4.2.5 WEITERE VERLUSTE.129
4.4.3 VERRINGERUNG DES EIGENBEDARFES .129
4.4.4 VERLUSTE BEI TEILLAST.133
4.4.5 VERLUSTE BEI AN-UND AB FAHREN .135
4.4.6 BRENNSTOFFVORTROCKNUNG FUER BRAUNKOHLE .136
4.5 AUSWIRKUNGEN AUF DEN DAMPFERZEUGERBAU .139
4.5.1 MEMBRANWAND.140
4.5.2 ABSCHEIDER.146
4.5.3 ENDUEBERHITZERHEIZFLAECHEN. 148
4.5.4 HOCHDRUCKAUSTRITTSSAMMLER. 152
4.5.5 TROCKENBRAUNKOHLEFEUERUNGEN.154
V
4.6 STAND DER ENTWICKLUNG UND ZUKUENFTIGE ENTWICKLUNG.156
4.6.1 STEINKOHLE.156
4.6.2 BRAUNKOHLE.160
5 FEUERUNGSSYSTEME FUER FESTE, FOSSILE BRENNSTOFFE .162
5.1 GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNG.164
5.2 GRUNDLAGEN DER SCHADSTOFFBILDUNG.173
5.2.1 STICKSTOFFOXIDE.173
5.2.1.1 THERMISCHE NO-BILDUNG .174
5.2.1.2 PROMPTE NO-BILDUNG.174
5.2.1.3 NO-BILDUNG AUS DEM BRENNSTOFFSTICKSTOFF.174
5.2.1.4 NO-REDUKTIONSMECHANISMEN.176
5.2.2 SCHWEFELOXIDE .178
5.2.3 STAUB. 179
5.2.4 PRODUKTE UNVOLLSTAENDIGER VERBRENNUNG.181
5.3 STAUBFEUERUNGEN.183
5.3.1 STAUBFEUERUNGSSYSTEME .183
5.3.2 BRENNSTOFFAUFBEREITUNG.185
5.3.3 BRENNER.188
5.3.4 TROCKENFEUERUNG .190
5.3.5 SCHMELZFEUERUNG .192
5.4 WIRBELSCHICHTFEUERUNG. 197
5.4.1 STATIONAERE WIRBELSCHICHTFEUERUNG . 198
5.4.2 ZIRKULIERENDE WIRBELSCHICHTFEUERUNG.199
5.5 ROSTFEUERUNG .203
5.6 GESETZLICHE RAHMENBEDINGUNGEN UND EMISSIONSGRENZWERTE .207
5.7 VERFAHREN ZUR NO
X-MINDERUNG.211
5.7.1 FEUERUNGSTECHNISCHE MASSNAHMEN.212
5.7.1.1 EINFLUSSGROESSEN FEUERUNGSTECHNISCHER MASSNAHMEN
(UNTERSUCHUNGEN AN VERSUCHSANLAGEN) .213
5.7.1.2 STAND DER NOX-MINDERUNG BEI DER KOHLESTAUBVERBRENNUNG .219
5.7.1.3 STAND DER NOX- UND N20-MINDERUNG BEI DER
WIRBELSCHICHTVERBRENNUNG.226
5.7.1.4 STAND DER NOX-MINDERUNG BEI DER ROSTFEUERUNG.227
5.7.2 NOX-REDUKTIONSVERFAHREN, SNCR UND SCR (SEKUNDAERMASSNAHMEN).228
5.7.2.1 SELEKTIVE NICHTKATALYTISCHE REDUKTION (SNCR).228
5.7.2.2 SELEKTIVE KATALYTISCHE REDUKTION (SCR) .229
5.7.3 VERBREITUNG UND KOSTEN.232
5.8 VERFAHREN ZUR S0
2-MINDERUNG .233
5.8.1 VERFAHREN ZUR VERMINDERUNG DES SCHWEFELGEHALTES IM BRENNSTOFF.233
5.8.2 VERFAHREN ZUR RAUCHGASENTSCHWEFELUNG .233
VI
5.8.2.1 ADDITIVZUGABE IN DEN FEUERRAUM.234
5.8.2.2 NACHGESCHALTETE ENTSCHWEFELUNGSVERFAHREN (HALBTROCKEN, NASS) .236
5.8.3 VERBREITUNG UND KOSTEN .239
5.9 VERFAHREN ZUR STAUBABSCHEIDUNG.240
5.9.1 MECHANISCHE ABSCHEIDER (TRAEGHEITSKRAFTABSCHEIDER) .240
5.9.2 ELEKTROFILTER .240
5.9.3 ABREINIGUNGSFILTER .242
5.9.4 VERBREITUNG UND KOSTEN.244
5.10 EINWIRKUNGEN VON ASCHEN UND GASEN AUF FEUERRAUMWAENDE
UND NACHSCHALTHEIZFLAECHEN (BETRIEBSPROBLEME).246
5.10.1 VERSCHLACKUNG .247
5.10.1.1 VORGANG DER VERSCHLACKUNG.247
5.10.1.2 BEURTEILUNG DES VERSCHLACKUNGSVERHALTENS .249
5.10.1.3 AUSWIRKUNGEN UND GEGENMASSNAHMEN .256
5.10.2 VERSCHMUTZUNG.257
5.10.3 EROSION.258
5.10.4 HOCHTEMPERATURKORROSION.258
5.11 RESTSTOFFE.262
5.11.1 ENTSTEHUNG UND AUFKOMMEN.262
5.11.1.1 ASCHEN AUS STEINKOHLESTAUBFEUERUNGEN.262
5.11.1.2 ASCHEN AUS BRAUNKOHLESTAUBFEUERUNGEN.263
5.11.1.3 ASCHEN AUS WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN .264
5.11.1.4 RESTSTOFFE AUS RAUCHGASENTSCHWEFELUNG.264
5.11.2 VERWERTUNG.265
5.11.2.1 ASCHEN AUS STEINKOHLESTAUBFEUERUNGEN.266
5.11.2.2 ASCHEN AUS BRAUNKOHLESTAUBFEUERUNGEN.267
5.11.2.3 ASCHEN AUS WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN .268
5.11.2.4 RESTSTOFFE AUS RAUCHGASENTSCHWEFELUNG.268
5.11.2.5 SCHWERMETALLE UND ELUATVERHALTEN DER RESTSTOFFE.269
5.11.2.6 STAND DER VERWERTUNG.270
6 SYSTEME ZUR BIOMASSE- UND KLAERSCHLAMMVERBRENNUNG.272
6.1 EINLEITUNG.272
6.2 FEUERUNGSTECHNIKEN FUER DIE BIOMASSEVERBRENNUNG.273
6.2.1 GROESSEN UND TYPEN DER FEUERUNGSANLAGEN.273
6.2.2 EINFLUSS VON ANFALL UND LIEFERFORMEN DER BRENNSTOFFE .274
6.2.3 SCHACHTFEUERUNG.275
6.2.4 UNTERSCHUBFEUERUNG.275
6.2.5 ROSTFEUERUNGEN.276
6.2.6 HALMGUTBALLEN- "ZIGARRENBRENNER".277
6.2.7 WIRBELSCHICHTFEUERUNG.277
6.2.8 STAUBFEUERUNG.278
6.2.9 RAUCHGASREINIGUNG UND ASCHEENTSORGUNG.279
VII
6.2.10 BETRIEBSPROBLEME.282
6.2.11 BEWERTUNG .283
6.3 MONOKLAERSCHLAMMVERBRENNUNG.284
6.4 MIT VERBRENNUNG IN KOHLEFEUERUNGEN.288
6.4.1 VORTEILE .288
6.4.2 KONZEPTE .288
6.4.3 MITVERBRENNUNG VOM BIOMASSE.289
6.4.3.1 BIOMASSEAUFBEREITUNG .289
6.4.3.2 STAUBFEUERUNGEN.291
6.4.3.3 STUDIE ZUR UMRUESTUNG EINER STEINKOHLESTAUBFEUERUNG .295
6.4.3.4 WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN.301
6.4.3.5 STAND DER MITVERBRENNUNG VON BIOMASSE .303
6.4.4 MITVERBRENNUNG VON KLAERSCHLAMM .305
6.4.4.1 FEUCHTER ODER TROCKENER KLAERSCHLAMM ? .305
6.4.4.2 STAUBFEUERUNGEN.307
6.4.4.3 WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN.310
7 KOMBIKRAFTWERKE MIT KOHLEVERBRENNUNG.312
7.1 ERDGASGEFEUERTER GUD-PROZESS .312
7.2 UEBERBLICK UEBER KOMBIPROZESSE MIT KOHLEVERBRENNUNG.317
7.2.1 EINTEILUNG.317
7.2.2 REINHEITSANFORDERUNGEN AN DAS HEISSGAS .319
7.2.3 UEBERBLICK UEBER DIE HEISSGASREINIGUNG .323
7.2.4 EINFLUSS DES DRUCKES AUF VERBRENNUNG.325
7.3 DRUCKWIRBELSCHICHTFEUERUNG .326
7.3.1 UEBERBLICK .326
7.3.2 HEISSGASREINIGUNG NACH DRUCKWIRBELSCHICHTFEUERUNG .332
7.3.3 STATIONAERE WIRBELSCHICHTFEUERUNG .339
7.3.3.1 STAND DER ENTWICKLUNG.339
7.3.3.2 GROSSTECHNISCHE AUSFUEHRUNG.339
7333
REGELUNG.342
7.3.3.4 EMISSIONEN.342
7.3.3.5 RESTSTOFFE.344
7.3.3.6 BETRIEBSERFAHRUNGEN .344
733.7
WEITERENTWICKLUNG .346
7.3.3.8 VERGLEICH DER STATIONAEREN WIRBELSCHICHT MIT DER KONVENTIONELLEN
KOHLESTAUBFEUERUNG.347
7.3.4 ZIRKULIERENDE WIRBELSCHICHTFEUERUNG.348
7.3.5 ZWEITE GENERATON VON WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN (HYBRIDPROZESS).354
VIII
7.4 DRUCKKOHLENSTAUBFEUERUNG .356
7.4.1 UEBERBLICK .356
7.4.2 HEISSGASREINIGUNG.357
7.4.2.1 FLUESSIGSCHLACKEABSCHEIDUNG.358
7.4.2.2 ALKALIFREISETZUNG .360
7.4.2.3 ALKALIABSCHEIDUNG .366
7.4.3 STAND DER ENTWICKLUNG.371
7.5 EXTERN GEFEUERTER GASTURBINENPROZESS.378
7.5.1 AUFBAU, SCHALTUNGEN, WIRKUNGSGRAD.378
7.5.2 HOCHTEMPERATURWAERMETAUSCHER.382
7.5.2.1 ANFORDERUNGEN .382
1
.
52.2 MATERIALAUSWAHL .383
7.5.2.3 EINTEILUNG VON WAERMETAUSCHERN .386
7.5.3 STAND DER ENTWICKLUNG .390
7.5.3.1 EFCC-PROZESS MIT METALLISCHEM WAERMETAUSCHER .391
1
.
53.2 EFCC-PROZESS MIT KERAMISCHEM WAERMETAUSCHER.393
8 ZUSAMMENFASSUNG.398
9 LITERATURVERZEICHNIS.400
10 SYMBOLVERZEICHNIS .427 |
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