Aschebedingte Problemstellungen

Untersuchung der Feinstaub- und Depositionsbildung sowie der Korrosion in Biomasse-befeuerten Kesseln

Um aschebedingte Problemstellungen in Biomasse-befeuerten Kesseln im Detail wissenschaftlich fundiert analysieren zu können, wurde im Zuge mehrjähriger Forschungsarbeiten ein detailliertes CFD-Modell entwickelt („der virtuelle Biomasse-befeuerte Kessel“), welches die Bildung von Feinstaub und Aschedepositionen sowie das lokale Risiko von Hochtempertatur-Korrosion im Kessel beschreibt. Dieses Modell beschreibt dabei die folgenden relevanten Prozesse: Die Kondensation von Aschedämpfen (direkte Wandkondensation), die Bildung und Ablagerung von Feinstaub, die Deposition von salz- und silikatreichen Grobstaubpartikeln sowie die Erosion der gebildeten Ascheschicht die Staubpartikel. Des Weiteren wurden zwei CFD basierte Modelle zur Beschreibung von Hochtemperatur-Korrosionsprozessen in mit Biomasse befeuerten Kesseln entwickelt (ein sehr schnelles empirisches Modell sowie ein detailliertes Modell, welches Transportprozesse und chemische Reaktionen berücksichtigt). Derzeit wird das Modell u.a. dahingehend weiterentwickelt, dass eine detaillierte Sulphatierungs-Kinetik in der Gasphase implementiert wird.

Feinstaubkonzentration (mg/Nm³ trockenes Rauchgas, 13% O₂) (links) und chemische Zusammensetzung des Feinstaubes (rechts) in einem 70 kW Pelletkessel [Schulze et al. 2010]