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Forschungsgebiet Energetische und Thermische Verwertung von Alternativbrennstoffen aus Abfällen

Die Verwendung von Alternativbrennstoffen hat in der letzten Zeit in der Kraftwerksindustrie und in der Hochtemperaturtechnikindustrie zur Stoffbehandlung an Bedeutung gewonnen. Dafür gibt es drei Gründe. Erstens sind Alternativbrennstoffe bedeutend billiger als Primärenergieträger und können daher aus ökonomischen Gründen sehr attraktiv sein. Hierfür ist die Zementindustrie ein gutes Beispiel, in der auf diese Weise schon eine große Anzahl an Anlagen mit erheblich reduzierten Brennstoffkosten betrieben wird. Zweitens ist die Reduzierung des Ausstoßes von Treibhausgasen aus Gründen des Umweltschutzes ein wichtiges Anliegen geworden. Der kürzlich eingeführte Emissionshandel soll einen Marktmechanismus in Gang setzen, der umweltverträgliche Technologien vorantreibt. Drittens besteht seit dem Inkrafttreten des Deponieverbotes für heizwertreiche Abfälle und den gestiegenen vorgeschriebenen Verwertungsquoten für eine ganze Reihe von Altprodukten die verstärkte Notwendigkeit einer effizienten Nutzung der Energieinhalte von Abfallströmen. Aus diesen Gründen ist absehbar, dass Alternativbrennstoffe in der europäischen Industrie und unter Umständen auch weltweit in den folgenden Jahren immer weiter an Bedeutung gewinnen werden.

Biomasse, Klärschlamm, EBS (Ersatzbrennstoff aus Abfall) oder Kunststoffe werden als typische Alternativbrennstoffe zur Mitverbrennung angesehen. In der stromerzeugenden Industrie ist die Mitverbrennung von Alternativbrennstoffen mehr und mehr zum Standard geworden. Dennoch ist der Anteil der mit diesen, meist zusammen mit Kohle zum Einsatz kommenden, Brennstoffen erzeugten Energie an der Gesamtenergie heute gering. Der Grund dafür sind viele Betriebsprobleme, die bei der Mitverbrennung von Alternativbrennstoffen in Staubfeuerungen auftreten können, z.B. Mahlbarkeit, Zündverhalten, Ausbrand, Verschlackung, Verschmutzung, Korrosion, Emissionen usw. Die Weiterentwicklung von Aufbereitungsverfahren, die die Erzeugung spezifisch zunehmend angepasster Einsatzstoffe in verschiedenen thermischen Prozessen erlaubt, eröffnet aber neue Potentiale. Hierbei wird die Nutzung spezifischer Materialeigenschaften auch über den reinen Heizwert hinaus genutzt.

In der Stahlindustrie erfolgt z.B. der Einsatz von Kunststoffabfällen in Hochöfen als Reduktionsmittel. Auch die Mitverbrennung von Gasen mit niedrigem Heizwert, welche in Vergasungsanlagen produziert werden, hat sich bereits als brauchbare technische Option erwiesen. Aufgrund der steigenden Bedeutung von Alternativbrennstoffen sind am Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik (IEVB) der Technischen Universität Clausthal bereits mehrere Verfahren zu deren Charakterisierung entwickelt worden. Eine genaue Kenntnis der Brennstoffeigenschaften und des Verbrennungsverhaltens ist für die Konzipierung und den Entwurf zuverlässiger und effizienter Verbrennungs- oder Vergasungsanlagen und Mitverbrennungstechnologien zwingend erforderlich.

Zum Zweck der Brennstoffcharakterisierung sind am IEVB mehrere Labortechniken entwickelt worden. Dazu gehören der Clausthaler Mahlbarkeitstest, die Charakterisierung des Zündverhaltens in einem Zündofen und die Charakterisierung des Verbrennungsverhaltens in vertikalen Technikums- und Pilotbrennkammern, hierbei wird insbesondere auf das Entgasungs-, Ausbrands-, Emissions-, und Verschlackungsverhalten eingegangen. Zu den bereits untersuchten und teilweise auch mit Steinkohlen mitverbrannten Alternativbrennstoffen gehören z. B. Klärschlamm, Holz, Sägemehl, Olivenkerne, EBS (Ersatzbrennstoff aus Abfall), Tiermehl, Kaffeereste, Tabakreste, Gärreste aus einer Biogasanlage.

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Roman Weber
Tel: +49 5323 72 2034
Fax: +49 5323 72 3155
E-Mail: roman.weber@tu-clausthal.de

 

 

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