OxyAB II – Sauerstoffangereicherte Wirbelschichtfeuerung zur Reduktion des Stützbrennstoffbedarfs bei thermischer Abfallverwertung

Das Projekt OxyAB wurde mit dem Ziel gestartet, die Technologie der Reinsauerstoff-verbrennung (OxyFuel Technologie) bei der Verbrennung alternativer Brennstoffe vorteil-haft anzuwenden. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Ausnutzung von Zusatzeffekten neben der prinzipiellen Möglichkeit, am Ende auch das bei der Verbrennung freigesetzte CO2 abzuscheiden und zur Sequestrierung bereitzustellen. Ein solcher Zusatznutzen für die Klimabilanz tritt beispielsweise bei der Verbrennung schwachkalorischer Reststoffe auf, die heute unter Zufeuerung fossiler Stützbrennstoffe (Heizöl schwer) erfolgt. Das Ausmaß die-ser fossilen Zufeuerung beträgt bis zu 50% der Brennstoffwärmeleistung. Die Reinsauer-stofftechnologie ermöglicht die Anhebung des Sauerstoffgehaltes im Verbrennungsgas und erlaubt so eine substanzielle Reduktion bzw. Elimination des Stützbrennstoffbedarfes. In dieser zweiten Phase des OxyAB Leitgedankens wird die Anhebung des Sauerstoffgehal-tes in der Verbrennungsluft im industriellen Maßstab erprobt. Eine temporäre Sauerstoff-versorgungsstation wird am Standort des Antragsstellers aufgebaut und an eine industrielle Wirbelschichtfeuerungsanlage angeschlossen. Das Arrangement erlaubt eine Anhebung des Sauerstoffgehaltes in der Anströmung von 21 auf auf 27 vol-%, was bereits den Stütz-brennstoffbedarf um etwa 50% reduzieren kann. Zusätzliche Maßnahmen zur indirekten Vorwärmung der Verbrennungsluft werden untersucht um so weit als möglich eine voll-ständige Unabhängigkeit von fossilen Stützbrennstoffen zu erreichen. Es wird ein Versuchsbetrieb mit Variation wesentlicher Betriebsparameter gefahren. Variiert werden unter Anderem die Betriebstemperatur, der Sauerstoffgehalt im Oxidationsgas, der Sauerstoffgehalt im Abgas (Luftüberschuss), die Feststoffmenge im Reaktor und die Fluidi-sierungsbedingungen (Wirbelschichtregime) im Zusammenspiel mit Lastvariationen. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse während der Variation von Betriebsparametern wer-den semi-empirische Zusammenhänge formuliert, die als Modellgleichungen eine prädiktive Simulation der Großanlage erlauben. Die Ergebnisse des industriellen Versuches werden wissenschaftlich ausgewertet und in ein Prozesssimulationswerkzeug integriert. Damit steht ein Engineeringwerkzeug für weitere Anlagen zur Verfügung. Die direkten Vorteile der Technologie der liegen in der Einsparung von fossiler Energie, ei-ner Erhöhung des Reststoffdurchsatzes und einer besseren Kontrolle über den Prozess. Es wird erwartet, dass diese Vorteile zusammen den Aufwand für die Reinsauerstoffbereitstel-lung ausgleichen können – und zwar noch ohne Berücksichtigung der möglichen CO2-Ausschleusung sobald eine Infrastruktur dafür gegeben sein wird.