Brandenburgische Technische Universität Cottbus: BTU Innovative Kraftwerkstechnologien Unternehmen Region: InnoProfile - Die Initiativen
 

Grundlagenforschung für druckaufgeladene Trocknungsprozesse

Simulation zum Einfluss von Strömungswiderständen
Lupe Simulation zum Einfluss von Strömungswiderständen (Bild 1/2)
Gravimetrisches Messsystem für Wasserdampf- Sorptionsmessungen
Lupe Gravimetrisches Messsystem für Wasserdampf- Sorptionsmessungen (Bild 2/2)

Mit der Trocknung des einheimischen Energieträgers Braunkohle werden die Einsatzfelder des fossilen Brennstoffes erweitert. Zum einen wird durch die Verbrennung getrockneter Kohle der Brennstoffbedarf reduziert. Damit verbunden ist die Verringerung von Schadstoffemissionen und die Reduktion der CO2-Emission. Andererseits müssen bei der Verbrennung von grubenfeuchter Kohle erhebliche Wassermengen verdampft werden. Der Einsatz vorgetrockneter Braunkohlen führt jedoch zu einer Reduzierung der Rauchgasvolumenströme und damit einhergehend zu kleineren Anlagengrößen. Darüber hinaus kann die Verbrennungstemperatur auf hohem Niveau gehalten und die Flammenstabilität positiv beeinflusst werden.

In den vergangenen Jahrzehnten wurde der Trocknungsvorgang von Kohle bereits eingehend untersucht. Allerdings geschah dies immer vor dem Hintergrund, dass in der Kohle befindliche Wasser mit atmosphärisch betriebenen Anlagen auszutreiben. Für druckaufgeladene Trocknungsverfahren stehen bisher nur begrenzte, unzureichende wissenschaftliche Erkenntnisse zur Verfügung. Der Energieaufwand zur Erwärmung der zu trocknenden Partikel und zur Verdampfung des Wassers sind aus gesicherten wissenschaftlichen Daten bestimmbar, jedoch liegen für den Anteil des energetisch auszutreibenden, druckabhängigen, kapillargebundenen Kohlewassers keine belastbaren Daten vor. Diese sollen durch experimentelle Untersuchungen im Rahmen des Forschungsvorhabens ermittelt und die theoretischen Grundlagen auf deren Basis weiterentwickelt werden.

Schwerpunktmäßig ist für die spezifischen Bedingungen der Wirbelschichttrocknung ein fluiddynamisches Berechnungsmodell zu entwickeln. Die Notwendigkeit hierfür ergibt sich aus der Tatsache, dass alle bis jetzt bekannten Untersuchungen die Prozesse im Trockner phänomenologisch beschreiben, d.h. die eigentliche Trocknungsanlage als „Black Box" betrachten und keinerlei Aussagen zu fluiddynamischen Details im Trockner erlauben. Um Aussagen zum Verhalten der Wirbelschicht oder zur Optimierung der Trocknerbeheizung treffen zu können, ist eine detaillierte Kenntnis der Geschwindigkeitsfelder oder der partikelbeladenen Strömung in der Wirbelschicht erforderlich. Die Ergebnisse der thermodynamischen Modellierung sind in das Fluiddynamikmodell zu integrieren, da nur so die Spezifika des Wärme- und Stoffübergangs in der Druckaufgeladene Wirbelschichttrocknung adäquat berücksichtigt werden können.


Verantwortlicher:
 

Herr Dipl.-Wi.-Ing. (FH) Matthias Schreiber
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
BTU Cottbus, Lehrstuhl Kraftwerkstechnik
Telefon: (03 55) 69 40 06
matthias.schreiber(at)tu-cottbus.de