Anlagenbeschreibung
Der elektrisch beheizte, blasenbildende, atmosphärische Wirbelschichtreaktor (BAR) im größeren Labormaßstab dient zur Durchführung von Grundlagenuntersuchungen unter stationären Wirbelschichtbedingungen (z.B. Ablagerungsbildung auf Wärmeübertragerflächen in Fließbettkühlern, Hochtemperaturentschwefelung von Rauchgasen mit festen Sorbentien sowie Verbrennungs-, Vergasungs- und Pyrolyseverhalten von Brennstoffen).
Zusätzlich zu der standardmäßigen Reaktorfluidisierung mit Luft, Stickstoff oder Wasserdampf können in den Forschungsreaktor weitere Gasmischungen aus SO2, CO, CO2, H2 und CH4 zugegeben werden, um für eine Vielzahl an wissenschaftlichen Fragestellungen die erforderlichen Reaktionsbedingungen einzustellen.
Anlagendaten
Regime | stationär |
Fluidisierungsgeschwindigkeit | 0,1 – 0,5 m/s |
Durchmesser | 70 mm (Wirbelbett), 155 mm (Freeboard) |
Reaktorhöhe | 1 m |
Inventar in Wirbelbett | bis 1,5 kg |
Temperatur | bis 950 °C |
Druck | atmosphärisch |
Brennstoffdosierung | Massengeregelt über eine Schleuse |
Mit der Feststoffdosierung können verschiedene feste Brennstoffe, wie z.B. Kohle Biomasse und Abfallstoffe sowie Additive und Sorbentien etc. dosiert werden. Alle zugeführten Gase werden durch Massenstromregler eingestellt. Der Wassermassenstrom wird dem Dampferzeuger durch eine volumetrische Pumpe zugeführt.
Drücke und Temperaturen werden kontinuierlich aufgezeichnet. Gase werden nach einem Zyklonabscheider für die Analyse entnommen. Für die Gasmessung stehen folgende Verfahren zur Verfügung:
online Gasmessung | O2, CO, CO2, H2, CH4, C2-C4, SO2, NOX, N2O, NO2, (HCl, NH3) |
Nasschemische Messung | Teere, H2S, HCl, NH3 |
Weitere Messverfahren auf Anfrage.
Die folgende Abbildung zeigt ein vereinfachtes Schema der Anlage:
Die Beheizung der Anlage erfolgt extern über außenliegende Heizschalen. Für die Gase Luft, Stickstoff und Wasserdampf steht ein Gasvorwärmer zur Verfügung. Anschließend erfolgt in der Windbox eine weitere Erwärmung auf bis zu 950 °C. Die anderen Gaskomponenten werden direkt in der Windbox vorgewärmt.
Kontakt
Jörg Maier
Dipl.-Ing.Leiter der Abteilung Kraftwerks- und Industriefeuerungen (KWF)