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    Item type:Publication, Access status: without files ,
    Vollständige thermo-chemische Umwandlungsverfahren (Verbrennung)
    (Springer, 2024)
    Adam, Roman
    ;
    Fendt, Sebastian
    ;
    Gaderer, Matthias
    ;
    Gölles, Markus
    ;
    Haimerl, Johannes
    Die Verbrennung – darunter wird hier die vollständige thermo-chemische Umwandlung biogener Festbrennstoffe verstanden – ist die mit Abstand wichtigste Konversionsoption für Lignocellulose-Biomasse; dies wird umfassend in diesem Kapitel diskutiert. Dazu wird zunächst auf die bei der thermo-chemischen Umwandlung ablaufenden chemischen Umwandlungsreaktionen und die damit zusammenhängenden Schadstoffbildungsmechanismen eingegangen; darunter werden hier die Bildungs- und Austragspfade primärer und sekundärer fester Produkte (z. B. Rostasche, Feinstaub im Abgas), flüssiger Komponenten (z. B. Tröpfchen im Abgas aus unvollständiger Verbrennung) und gasförmiger Abgasbestandteile (z .B. Stickstoffoxide, Schwefeldioxide) zusammengefasst. Die eigentlichen Ausführungen zu den Konversionsanlagentechniken beginnen mit dem Eingang der festen Biomasse in die thermo-chemische Umwandlungsanlage und enden mit der Bereitstellung der jeweils angestrebten End- bzw. Nutzenergie. Innerhalb dieser Systemgrenzen werden die folgenden Aspekte diskutiert: - Wesentliche Konstruktionsprinzipien, denen Feuerungsanlagen folgen sollten, damit eine vollständige Verbrennung / Oxidation stattfinden kann und damit maximale Wirkungsgrade realisiert und minimale Schadstofffrachten mit dem Abgas freigesetzt werden, werden diskutiert. - Handbeschickte Feuerungsanlagen, typischerweise zur Raumwärmebereitstellung eingesetzt, werden in einer strukturierten Weise dargestellt. Dies inkludiert sowohl Einzelraumfeuerstätten als auch von Hand beschickte Kesselanlagen. - Dann werden marktübliche, automatisch beschickte Verbrennungstechniken im Kleinanlagenbereich diskutiert, die mit Pellets oder Hackschnitzel / Hackgut befeuert werden. - Feste Biomasse sehr unterschiedlicher Qualität (z. B. Altholz, Schwarzlauge) kann auch in Großanlagen / Großkraftwerken z. B. zur Stromerzeugung eingesetzt werden; dies wird ebenfalls diskutiert. - Zusätzlich wird auf die Verfahrenstechnik der Abgasreinigung eingegangen; dies gilt sowohl für technische Lösungen im Bereich der handbeschickten und der automatisch beschickten Kleinanlagen als auch für entsprechende Abgasreinigungsapparate für Feuerungsanlagen mit höheren thermischen Leistungen bis hin zu Großfeuerungsanlagen. - Final wird noch auf die technischen Optionen einer Stromerzeugung aus der erzeugten Wärme eingegangen.
    Publicationtype: Book Part
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    Influence of Ca- and Al-additives on the pollutant emissions from blends of wood and straw in small-scale combustion
    (2021-07)
    Höfer, Isabel
    ;
    Hülsmann, Theresa
    ;
    Kaltschmitt, Martin
    In the last few years, biomass has become increasingly important as a constantly available, renewable and CO -neutral energy carrier. A growing sector is the combustion of biomass in small-scale combustion plants (<100 kW). If the growth of this sector continues, there may be a shortage of the resource biomass in the future. Another challenge related to biomass combustion is the clearly higher release of total particulate matter (tPM) emissions due to the higher content of aerosol forming elements in biomass fuels (especially the content of potassium) compared to fossil fuels like oil and gas. Thus, the threshold values especially for such airborne pollutants released from biomass combustion, especially wood, in small-scale combustion plants are being tightened more and more. Therefore, the aim of the present work is to investigate the influence of the additive CaHPO , in comparison of the well-known additive kaolin (amount of 0.5 wt%), on the pollutant formation (tPM and CO) of beech wood and blends of beech wood and barley straw (with a proportion of up to 20 wt%) during combustion in a small-scale combustion plant (8 kW). The measurements show considerable reduction effects of both additives for the CO and total PM emissions. For example, the total PM emissions of the pure wood sample can be reduced with the additive kaolin by about 60%. For the blends of wood and straw the additive CaHPO shows an effective reduction effect of 50% (10 wt% straw/90 wt% wood) and of 40% (20 wt% straw/80 wt% wood). By contrast, a significant reduction of more than 50% of CO emissions can be achieved in all samples with the help of the additive kaolin. 2 4 4
    Publicationtype: Journal Article
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    Influence of kaolinite on the PM emissions from small-scale combustion
    (2019-03-01)
    Hülsmann, Theresa
    ;
    Mack, Robert
    ;
    Kaltschmitt, Martin
    ;
    Hartmann, Hans
    In recent years, the use of the renewable and CO 2 -neutral energy carrier wood as a fuel for heat supply in domestic households increased. But as a result, the emission of particulate matter rises to a high level. Due to higher mineral content of wood (especially the content of potassium), the formation of particulate matter during combustion is much higher than that during combustion of fossil fuels like oil or gas. Therefore, the objective of the present work was the analysis of the effect of the mineral additive kaolinite on the particulate matter formation during combustion of wood pellets blended with 0, 0.5 and 1 wt% kaolinite. The examinations were conducted in two different small-scale combustion plants in cooperation between the University of Technology Hamburg (TUHH) and the Technology and Support Centre in the Centre of Excellence of Renewable Resources Straubing (TFZ). For the combustion experiments, an 8.6-kW pellet stove and a 12 kW pellet boiler were used. The results show a similar reduction effect of particulate matter emissions for both combustion devices of 46% (pellet stove) and 48% (pellet boiler) using 0.5 wt% kaolinite. The use of 1 wt% shows different results. The total particulate matter emissions of the pellet boiler were reduced of about 69% while the emissions of the pellet stove only slightly decreased about 5%.
    Publicationtype: Journal Article
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