Das Projekt "Reduction of NOx emissions from coal fired boilers using low temperature catalysts (Test Phase)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energie-Versorgung Schwaben AG durchgeführt. Objective: The use of an innovative, catalytically operative process to reduce NOx in exhaust gases from coal-fired steam boilers. The advantage of the DENOX unit is that it may be built on to existing plants, without major modification, thus saving time, money and avoiding shutdowns. General Information: This contract relates only to the fourth phase of the project construction and demonstration. The demonstration plant is constructed at the Heilbronn Power Station and will remove the nitrogen from exhaust gases in Blocks 3-6. Rather than use the DENOX unit as it is used in Japan, between the boiler outflow and air preheater (prior to the desulphurisation unit, crude gas system) it is installed after the desulphurisation unit. Dust will be filtered out by electric filter and sulphur removed by the use of limestone as absorbent, with plaster as the end product. The nitrogen in exhaust gases will be selectively reduced by catalyst, with the addition of ammonia to break down the NOx into nitrogen and water vapour. The exhaust gases emerging from desulphurisation, at +/- 50 degree of Celsius, are heated to required reaction temperature prior to passing into the DENOX-reactor. Since the process causes no major heat loss in the reactor, the heat content of the clean exhaust gases can largely be recovered before the gases are passed into the chimney, by using the gas preheater. In constant operation, the gases only have to be heated by the temperature difference corresponding to the levels of the heat exchanger system. For this task a natural gas burner is used. Before entry into the DENOX reactor, ammonia, in the firm of an air/ammonia mixture, is added to the exhaust gas in proportion to the quantity on NOx contained. In the reactor, nitrogen oxide is reduced, producing water vapour and N2 as end products. After passing through the DENOX reactor, the exhaust gases are passed through the heat recovery system and cooled to the chimney temperature before being passed through and removed.
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Baumgarte Boiler Systems GmbH durchgeführt. Die Verbundpartner entwickeln ein Energie- und Stoffstrommanagement auf der Basis eines Mephrec®-Schmelzreaktors zur Verwertung des regional erzeugten Klärschlamms mit dem Ziel der nahezu reststofffreien Rückgewinnung und Nutzung der enthaltenen Energie, der Metalle und der Pflanzennährstoffe. Mit Hilfe einer Pilotanlage im halbtechnischen Maßstab soll das Mephrec®-Verfahren der einstufigen, metallurgischen Verarbeitung des Klärschlamms in seinen Kernkomponenten getestet werden. In diesem Sinne sollen mit dem Vorhaben alle maßgeblichen Fragen der integrierten Systemlösung zur energetischen und stofflichen Verwertung mit Allokation der Abwasserinhaltsstoffe beantwortet werden. Die Baumgarte Boiler Systems GmbH ist verantwortlich für die Planungsleistungen im Bereich Objektplanung und technische Ausrüstung sowie für die Bauausführung der Pilotanlage. Zum Lieferumfang bzw. Verantwortungsbereich gehört der Mephrec®-Reaktor, der Gasbrenner mit Muffel, der Stahlungsrekuperator, der Wärmetauscher, die Rauchgasreinigung, das Schlacken- und Eisenhandling, die Düsen-, Herd- sowie die el. und leittechn. Ausrüstung o.g. Komponenten. Der Lieferumfang beginnt an der Einwurföffnung am Mephrec®-Reaktor und endet rauchgasseitig unmittelbar hinter dem Schlauchfilter. Der benötigte Sauerstoff inkl. Düsen wird an der Primärwindeindüsung zur Verfügung gestellt. Baumgarte Boiler Systems wird die o.g. Komponenten auslegen, konstruieren, liefern, montieren, in Betrieb nehmen und den Betrieb wenn notwendig begleiten.
Das Projekt "Reduction of NOx emissions from coal fired boilers using low temperature catalysts - Demonstration Phase -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energie-Versorgung Schwaben AG durchgeführt. Objective: The use of an innovative, catalytically operative process to reduce NOx in exhaust gases from coal-fired steam boilers. The advantage of the DENOX unit is that it may be built on to existing plants, without major modification, thus saving time, money and avoiding shutdowns. General Information: This constract relates only to the fifth phase of the project (completion of the plant, commissioning and demonstration). The demonstration plant is constructed at the Heilbronn Power Station and removes the nitrogen from exhaust gases in the units 3 -6. Rather than use the DENOX unit as it is used in Japan, between the boiler outflow and air preheater (prior to the electric precipitator and the desulphurisation unit) it is installed after the desulphyrisation unit. Dust is filtered out by electric as the end product. The nitrogen in exhaust gases is selectively reduced by catalysts, with the addition of ammonia to break down the NOx into nitrogen and water vapour. The exhaust gases emerging from desulphyurisation, at about 50 deg. C, are heated to required reaction temperature prior to passing into the DENOX-reactor. Since the process causes no major heat loss in the reactor, the heat content of the clean exhaust gases can largely be recovered before the gases are passed into the chimney, by using the gas preheater. In constant operation, the gases only have to be heated by the temperature difference corresponding to the hot side temperature approach of the heat exchanger system. For this task a natural gas burner is used. Before entry into the DENOX reactor, ammonia, in the firm of an air/ammonia mixture, is added to the exhaust gas in proportion to the quantity on NOx contained. In the reactor, nitrogen oxide is reduced, producing water vapour and N2 as end products. After passing through the DENOX reactor, the exhaust gases are passed through the heat recovery system and cooled to the chimney temperature before being passed through and removed. Achievements: The plant has operated in at load conditions according to the legal requirements and the suppliers quaranteed data. The NOx-emission is smaller than 200 mg/m3, the NH3-slip smaller than 0. 1 mg/m3. The pressure drop of the reactor is 9 mbar, of the total plant 24 mbar. The hot side temperature approach of the GAVO is lower than 30 deg. C. To compensate this temperature approach the consumption of natural gas is about 1400 m3/h at 100 per cent load. It takes around 7 hours to heat up the DENOX plant after a longer stoppage (cold start up). After a week-end shut down it lasts around 2. 5 - 3 hours and after a night-shut down 1 hour to set the plant into operation. First tests of the catalysts in a laboratory after a operation time of 3700 h showed no activity loss.
Das Projekt "Umruestung eines oelbeheizten Kessels auf Kohlestaub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pfleiderer Teisnach GmbH & Co. KG durchgeführt. Objective: To demonstrate the technical feasibility of converting small industrial water tube steam boilers, ranging in steam production from + 10 T/h to 100-150 T/h (that is from the upper limit of shell boilers to the lower limit of power plant boilers) from oil or gas to pulverized coal firing. This is to be achieved by use of a new type of pulverized coal combustor generating a burning flame jet of 100 to 150 M/s flame velocity. General Information: Pulverized coal firing of power plant boilers is a proven technology but no such technology exists for conversion of smaller boilers, since pulverized coal requires two/three times more combustion space than oil or gas. In oil or gas fired boilers combustion space is too small for total pulverized coal combustion. The new technology is intented to solve the problem in a general way, enabling almost any industrial water tube boiler to be converted to pulverized coal. The technology is a new type of pulverized coal combustor generating a jet of 100 to 150 M/s flame velocity and burning 6 to 8 times more pulverized coal than any other design, achieved by increasing turbulant frequency range, which in turn increases mixing efficiency and combustion rate. The result is that + 60 per cent of fuel is burned in the combustors which represent, in volume 5-8 per cent of combustion chamber volume. Hot flue gas is recirculated rapidly in the combustion chamber by the flame jet, generating heat transfer byconvection and flame radiation. This increased heat transfer decreases flue gas temperature at the superheater intake. Four of the pulverized coal combustors were designed and fitted to a 1962 water tube boiler with vertical combustion chamber and two vertical flues producing 40 T/h steam at 75 Bar-520 C, operating at 4,700 h/y with a heavy fuel intake of 13,000 T/y and modified to permit ash removal. Combustor specification is: - fuel - pulverized lignite - capacity 10. 10 Kcal/h (11. 6 MW) each - combustion air 14,000 m3/h 190 C p=Mbar - coal conveying air 330 m3/h, 20 C - turn down ratio 1:20 - flame jet velocity at 100 per cent load - 125 m/s - make - Dr. Schoppe Anlagenbau Additional equipment includes pulverized coal silos of 120 m3 capacity, pulverized coal feeders (fluidized bed rotary pumps), flue gas filter and a 100 m3 ash silo with out loading equipment. Total project cost is DM 5,043 297 including commissioning and test runs. Fuel cost savings of + DM 784,000 represent 2.5 per cent of the annual turnover of the company owning and operating the boiler. Total conversion costs of a standard 40 T/h boiler are estimated at DM 4,650,000. Payback on the project is 3.93 years. Achievements: Boiler modification and installation of the pulverized coal equipment was completed at 28. 09. 84. After two weeks for calibration and control adjustment the boiler arrived at its design specification of 40 T/h steam production at 74 Bar-500 C. After the first weeks of operation the following problems were:::
Das Projekt "Teilvorhaben U1-2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Die Glasindustrie kann einen wichtigen Beitrag zur Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine flukturierende Energieversorgung leisten, weil in ihren Schmelzanlagen Primärenergieträger (Erdgas) und Strom parallel eingesetzt werden und eine gut ausgebaute Infrastruktur für die Versorgung, Messung und Regelung beider Energieträger zur Verfügung steht. Zur Erzeugung einer spezifikationsgerechten Glasqualität ist neben der Energiemenge auch die Verteilung zwischen den beiden Energieträgern von ausschlaggebender Bedeutung. Da elektrischer Strom unmittelbar in die Schmelze eingebracht wird, während die Gasbrenner nur über Wärmestrahlung auf die Glasschmelze einwirken, können sich bei Änderung der Energieverteilung sehr unterschiedliche Glasqualitäten (Anzahl der Blasen, Relikte, Knoten u.a.) ergeben. Daher wird eine Glasschmelzanlage in der Regel mit konstanten Anlagenparametern betrieben. Untersuchungen zur Flexibilisierung des Stromeinsatzes in der Glasschmelze im Rahmen des Projektes SynErgie belegen aber lediglich überschaubare Flexibilitätspotentiale bzgl. Strom. Somit ist hinsichtlich Erreichung größer Flexibilitätsperspektiven die Einbeziehung des Primärenergieträgers zwingend erforderlich. Der (teilweise) Ersatz von Erdgas durch, mittels regenerativem Strom erzeugtem, Wasserstoff ist ein Erfolg versprechender Ansatz. Im Vorhaben wird zunächst ein kontinuierlicher Versuch im Technikumsmaßstab, zur Bestätigung der Machbarkeit, durchgeführt. Bei positiven Ergebnissen ist daran anschließend ein erster Produktionsversuch geplant.
Das Projekt "Compact porous medium burner and heat exchanger for household applications" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PKO-OSMO Telcom GmbH durchgeführt. General Information/Objectives: The objective of the present project is to advance development work on a porous medium burner with an integrated heat exchanger. This burner does not work as a catalytic combustor, but burns with flames within the pores of a porous medium. Combustion in porous media offers an interesting and potentially promising route towards burners with high power density, high power dynamic range and very small amounts of emission products. Technical Approach The research and development work of this project is based on results of Porous Medium Burner with integrated Heat Exchanger (PMB-HE) developments at the LSTM-ERLANGEN. In a first step, VIESSMANN will build burner prototypes, consisting of a water-cooled housing with an integrated heat exchanger spiral in a porous medium. INSULCON will provide the ceramic materials for all the PMB-HE prototypes and develop special forms of the ceramics materials, so that combustion, heat exchange and mechanical and thermal stability of the ceramic parts are optimised. A first set of tests will be run for this first prototype, in order to ensure that it provides low-emission combustion (CO smaller than 5ppm, NOx smaller than 5ppm) and high efficiency. Then, detailed radiation heat transfer computations will be carried out at IST-LISBON. Computations using full detailed chemistry will be performed at IC-LONDON to provide the theoretical background for the study of emission characteristics. The combustion control systems will be established by PKO-OSMO. In a second step of the project, the burner design towards a ceramic burner will be improved by all partners. The final stage of the project aims at a burner that has as many ceramic parts as possible and is technically and economically sensible. Expected Achievements and Exploitation Within 18 months, the goal of the present project is to provide compact gas burner and heat exchanger units with the following advantages in comparison to existing household heating systems: The system will be of the order 10-15 times smaller in volume than the existing burner and heat exchanger systems. The porous medium burner will show a dynamic range of 20:1 and will, hence, provide the wide-ranged power control needed in household heating systems. The burner will provide excellent emission values comparable to the best gas burners currently on the market, and with the scope for significant improvements depending on the mode of operation. Stable combustion is ensured for a wide range of gas properties and a wide range of air/fuel ratios, hence, being insensitive to variations in gas mixture properties. Prime Contractor: PKO-OSMO Telcom GmbH, Research and Development; Georgsmarienhütte; Germany.
Das Projekt "Energy Lab 2.0 - Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut werden, dessen neues Brennersystem einen Last- und Brennstoffflexiblen Betrieb ermöglicht. Dieser Prüfstand wird dann im Anlagenverbund des Energy Lab 2.0 am KIT eingesetzt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Die sichere, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung der Zukunft wird wesentlich durch die effiziente Wandlung primärer, überwiegend regenerativer Energieträger zu sekundären Energieträgern wie Strom, Wärme und Kraftstoffe sowie deren effiziente Nutzung bestimmt. Forschung und Entwicklung stehen daher vor der Aufgabe, relevante Optionen und variable Prozesskombinationen zu entwickeln, um bei sich ändernden Bedingungen der Märkte innovative und flexibel umsetzbare Lösungen bereitzuhalten. Im Rahmen des Energy Lab 2.0 wird am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein energietechnischer Anlagenverbund realisiert, der wesentliche Komponenten zur Erzeugung, Wandlung und Speicherung verschiedener Energieträger enthält und dabei elektrische, thermische und chemische Energieströme miteinander verknüpft. Eine wichtige Fragestellung dabei ist der Einsatz von Gasturbinen zur Erzeugung von Strom und Wärme aus unterschiedlichen Mischungen von Synthesegas und Erdgas . Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll deshalb ein Brennersystem entwickelt werden, das einen brennstoff- und lastflexiblen Betrieb der Gasturbine ermöglicht. Zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Verbrauchern, den Erzeugern, dem Vergasungsprozess und der Gasturbine wird ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut und im Anlagenverbund des KIT in Betrieb genommen. Die Entwicklung des MobGT lässt sich in die drei Schritte Konzept, Entwicklung und Inbetriebnahme unterteilen. Im ersten Schritt wird das Design des Brennersystems entworfen und der MobGT Prüfstand sowie das Regelungskonzept entwickelt. In der Entwicklungsphase wird das Brennersystem getestet, optimiert und in den MobGT eingebaut. Der Schritt Inbetriebnahme ist zweigeteilt und umfasst zuerst eine Inbetriebnahme des mobilen Labors am DLR in Stuttgart. Nach erfolgreichem Betrieb folgt der Transport und die Inbetriebnahme in Karlsruhe, wo eine reale Kopplung an den bioliq® Vergaser durchgeführt werden kann.
Das Projekt "Fuel Flexible, Air-regulated, Modular, Electrically Integrated SOFC System (FLAME-SOFC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDI/VDE Innovation + Technik GmbH durchgeführt. Objective: The overall objective of the FlameSOFC project is the development of an innovative SOFC-based micro-CHP system capable to operate with different fuels and fulfilling all technological and market requirements at a European level. The main focus concerning t he multi-fuel flexibility lies on different natural gas qualities and LPG, but also on liquid fuels (diesel like heating oil, industrial gas oil IGO and renewables like FAME). The target nominal net electrical output is 2 kWel (stack electrical output ca. 2,5 kW), which is expected to represent the future mainstream high volume mass market for micro-CHPs. An advanced planar, compact SOFC-stack will be developed and combined with an innovative, compact and robust fuel processor, which will be able to process many different fuels without catalytic components, thus enabling the potential for a long lifetime of greater than 30.000 h. A simple, highly integrated and reliable system design will result via the integration of advanced peripheral components like the advanced T hermal Partial Oxidation reformer (T-POX), the multi-purpose off-gas burner, the compact heat exchangers, the cool flame vaporizer and the soot trap. Advanced control strategies will assure an optimal integration in an electrical network environment. The o verall efficiency targets are greater than 35 percent net electrical efficiency and greater than 90 percent total CHP efficiency, which will result in 2 tons of annual CO2 reduction per unit (compared to the combination of a condensing boiler and European electricity mix). The SOFC fuel cell technology will be applied because it is less sensitive to impurities and variations in the fuel composition than other fuel cell systems and has a better cost reduction potential than other fuel cell types. The high temperature level of the SOFC tec hnology gives also a better integration potential in co- or tri-generation applications. The main target application is a micro CHP system for single or two-family residential homes with electrical grid connection.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung und Test eines Mehrstoffbrenners" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines Brenners für einen Zwiebelschalenreformer zur Verbrennung von Erdgas und wasserstoffhaltigem Reformatgas. Mit den Erkenntnissen soll ein Mehrstoff-Brenner mit einem Regelbereich zwischen 30 - 100 Prozent und Wasserstoffanteilen im Brenngas bis 75 Prozent entwickelt und in dem Zwiebelschalenrformer erprobt werden. Nach der Definition der Zielparameter des Zwiebelschalenreformers und den daraus resultierenden Anforderungen an die Einzelkomponenten wird ein Brennerkonzept für die Anlage erstellt. Die Einzelteile des Brenners und des Abgassystems werden gas- und strömungstechnisch ausgelegt und Konstruktionsunterlagen zum Brennerbau erstellt. Anschließend werden die Versuchsbrenner gefertigt und am Versuchsstand umfassend mit Erdgas und wasserstoffhaltigem Reformatgas getestet. Ein optimiertes Brennermodell wird in den entwickelten Zwiebelschalenreformer integriert und getestet. Entwicklungsschritte sind: Die Untersuchung von unterschiedlichen Materialien auf Ihre Eignung zum Einsatz in Brennern für die Verbrennung sowohl von Erdgas als auch von wasserstoffhaltigen Gasen. Die Erstellung eines Brennerkonzeptes zur Reformerbeheizung inkl. der notwendigen Sicherheitstechnik. Innerhalb des Konzeptes müssen sicherheitstechnische Aspekte wie Flammenüberwachung und Rückschlagsicherheit sowie umwelttechnische Aspekte wie sicherer Ausbrand und geringe Schadstoffemissionen berücksichtigt werden. Das Konzept wird anwendungsnahe in dem zu entwickelnden Zwiebelschalenreformer erprobt.
Das Projekt "Schallreduzierung, verbunden mit Design-Entwicklung fuer Schweroel-, Leichtoel- und Gasbrenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saacke, Abteilung Forschung und Entwicklung durchgeführt. Nach der Einfuehrung der TA-Luft war die Firma Saacke gezwungen, abgasarme Brenner zu entwickeln. Dies hat zur Folge, dass die Abgaswerte gut eingehalten werden, aber die Laermemission so hoch ist, dass eine Vermarktung zu Wettbewerbspreisen nicht moeglich ist. Aus diesem Grunde sollen emissionsmindernde Massnahmen entwickelt werden bei gleichzeitiger Verbesserung der gestalterischen Komponente.
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