Kompakte Feuerungsanlagen

Description: Vorwaermung der Verbrennungsluft ist eine der etablierten Techniken, um Energie in Prozessfeuerungsanlagen zu sparen, bei denen das Abgas nicht durch andere Massnahmen bis zu einem bestimmten Grad abgekuehlt werden kann. Durch diese Waermerueckgewinnung aus dem Abgas koennen zum Teil grosse Energiemengen eingespart werden. Die Verbrennungsluftvorwaermung fuehrt jedoch zu einer Erhoehung der Flammentemperatur und zu einem Anstieg der NOx-Emission. Die NOx-Minderungsmassnahmen, wie z.B. Stufenverbrennung und interne Abgaszirkulation fuehren jedoch zu einer Ausdehnung der Flamme bzw. der Reaktionszone in den gesamten Feuerraum. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen deshalb allgemeingueltige Technologien fuer kompakte Feuerungsanlagen entwickelt werden, mit den Zielen NOx-Minderung und Reduktion des Volumens der Feuerungsanlage und des Platzbedarfs bei Einsatz von hoher Verbrennungsluftvorwaermung. Ziel des Vorhabens ist eine Reduktion des Feuerraumvolumens von 10-30 Prozent. Weiterhin soll der Wirkungsgrad der Anlagen um 10 bis 30 Prozent gesteigert werden, ohne dass es zu einem Anstieg der NOx-Emissionen kommt. Als Verbrennungskonzepte sollen starker Drall der Verbrennungsluft, Luftstufung und flammenlose Oxidation zum Einsatz kommen. Entsprechend der NOx-Minderungskonzepte wird das Forschungsvorhaben in drei Arbeitsschwerpunkte unterteilt. Die Katholische Universitaet Leuven ist verantwortlich fuer die Untersuchungen mit Drall der Verbrennungsluft und die Koordination des Gesamtprojektes, die Universitaet Leeds leitet die Untersuchungen zur Luftstufung und das GWI ist verantwortlich fuer den Bereich flammenlose Oxidation. An dem Projekt sind insgesamt 11 Partner aus 6 Laendern beteiligt. Die Laufzeit betraegt 2 Jahre. Die Gesamtkosten betragen ca. 2,59 Mio. DM. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen ueberall dort zum Einsatz kommen, wo Mittel- bis Hochtemperaturprozesswaerme (300 bis 1500 Grad C) bei der direkten Erwaermung von Produkten bzw. bei der indirekten Erwaermung ueber Prozessfluiderwaermung (z.B. Thermo-Oel) benoetigt werden. Als Industriebereiche sind die chemische und die petrochemische Industrie, die Zementindustrie, die Textilindustrie und die Lebensmittelindustrie zu nennen. Die Ergebnisse koennen jedoch auch auf Kesselfeuerungen und Anlagen der Stahl- und Glasindustrie uebertragen werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Hirsch ? NOx-Emission ? Zementindustrie ? Abwärmenutzung ? Temperaturabhängigkeit ? Flammenlose Oxidation ? NOx-Minderung ? Abgasuntersuchung ? Anlagenoptimierung ? Verbrennungstechnik ? Glasindustrie ? Lebensmittelindustrie ? Luftreinhaltung ? Petrochemische Industrie ? Schadstoffemission ? Stickoxide ? Textilindustrie ? Verbrennung ? Verbrennungsgas ? Wärmeerzeugung ? Vergleichsanalyse ? Heiztechnik ? Internationale Zusammenarbeit ? Oxidation ? Simulation ? Abgas ? Verfahrenstechnik ? Wirkungsgrad ? Forschungsprojekt ? Emissionsminderung ? Feuerungsanlage ? Energietechnik ? Feuerung ? Mathematische Methode ? Schadstoffminderung ? Anlagenbau ? Technische Aspekte ? Effizienzsteigerung ? Brenner ? Anlagengröße ? Luftstufung ? Spezifische-Feuerraumbelastung ? Verbrennungsluft ? Vorwärmung ? flameless-oxidation ? in-furnace-energy-adsorption ? specific-load ? specific-surface-load ? swirling ? CFHU ? Compact-Fired-Heating-Unit ? Abgaszusammensetzung ? Flamme ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Gaswärme-Institut e.V. (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• WS Wärmeprozesstechnik GmbH (Mitwirkung)

Time ranges: 1996-01-15 - 1997-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: NNE-JOULE C - Compact Fired Heating Units
  Description: General Information/Objectives: The objective of the project is to simultaneously study three combustion technologies - swirling, staging, and flameless oxidation - for applications to Compact Fired Heating Units with the aim to: - simultaneously lower NOx emissions, and reduce furnace volume and floor area for the specific case of increased combustion air preheating; - promote the rational use of energy by constraining NOx emissions for higher temperatures of combustion air preheating than currently used in CFHU applications where the performance is restricted by emissions standards; and - build a comprehensive set of experimental data which will serve as a database from which simplified design methodologies for optimally integrating burners in CFHU's can be derived. Technical Approach: The work programme is organised in three main parallel work packages which correspond with the different techniques that are explored. Each work programme contains a detailed experimental investigation and limited theoretical modelling work. At least five different combustion chambers, ranging in load from 30 kW to 500 kW and ranging in applications from thermal oil heaters to adiabatic furnaces are being studied. The temperature of the walls range from 300oC up to 1100oC. The various experimental as well as commercial prototype burners use combustion air that is preheated from 200oC up to 1000oC. Measurements include detailed measurements of in-furnace flue gas composition as well as overall 'furnace goodness' parameters such as: specific load (kW/m3), specific surface load (kW/m2), in-furnace energy adsorption, aspect ratio of the combustion chamber, etc. The economic advantages that can be achieved by increasing the specific load of the furnace while simultaneously increasing the combustion air preheat and lowering the NOx emissions in applications such as steel reheating furnaces, glass furnaces and process heaters are tremendous. Preliminary results indicate that, for swirling combustion, high swirl numbers are more resistant to NOx increase due to an increase in air preheat than low swirl numbers. The Flameless Oxidation process achieves by far the lowest NOx emissions, but at the expense of a very low value of specific load. Expected Achievements and Exploitation: The expected output of this project is a comprehensive comparative study of different combustion technologies for different applications. Because the three work packages operate each in close co-operation with manufacturers of burners and furnaces/heaters, the results of the experimental work will immediately be applied by the manufacturers to steer their production line towards the targets set forward in this project... Prime Contractor: Katholieke Universiteit Leuven, Departement Werktuigkunde - Faculteit Toegepaste Wetenschappen Afdeling Toegepaste Mechanica en Energieconversie; Heverlee/Belgium. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=47943

Status

Aktiv

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