Wärme aus Rauchgasen

BIOMASSE In die Staub- und Partikelabscheidung eine Wärmerückgewinnung zu integrieren, ist für Kraftwerksbetreiber eine zunehmend lohnende Investition.

08. August 2007

Die ausgekoppelten Wärmeinhalte werden üblicherweise Warmwassernetzen sowie Brennstoff- und Holztrocknungssystemen zugeführt. Je nach Kunden- oder Standortanforderung können Energy-Recovery & Cleaning Systeme (ERCS) bei Bedarf um eine energieoptimierte Entschwadung (Reduktion oder Vermeidung der Wasserdampffahne am Kaminaustritt) erweitert werden.

Wie das österreichische Unternehmen Scheuch angibt, lassen sich in Abhängigkeit der gewählten Systemkombination Reingasstaubgehalte von weniger als 5 mg/Nm³tr zuverlässig einhalten und bis zu 40 % der Kesselwärmeleistung aus dem Abgas zurückgewinnen. Bei rechtzeitiger Berücksichtigung von ERCS-Systemen in der Projektierungsphase, sei es zudem möglich, Kesselanlagen entsprechend kleiner zu dimensionieren oder bis zu 30 % des Brennstoffes einzusparen. »Diesen Technologievorsprung nutzen immer mehr Betreiber an Biomasse-Heizkraftwerken im Leistungsbereich von unterhalb 1 MW bis zu 100 MW«, betont das Unternehmen Scheuch.

Eine Vorzeigeanlage für ökonomisch effiziente und energetisch verantwortungsvolle Nutzung von Biomasse ist das Heizkraftwerk der Franz Binder GmbH in Fügen/Tirol. Der Standort zählt mit einer

jährlichen Einschnittleistung von rund 1 Mio. Festmetern Holz zu den größten Sägewerken Mitteleuropas. Angesichts der guten Rahmenbedingungen für die energetische Nutzung der anfallenden Biomasse sowie der attraktiven Ökostromvergütung war die Errichtung eines Heizkraftwerkes Brennstoffwärmeleistung naheliegend.

90 % unter Grenzwert

Im neuen Kraftwerk werden naturbelassene Sägenebenprodukte wie Rinde, Kappholz und Waldhackgut zur Erzeugung von Hochdruckdampf energetisch genutzt. Die 30-MW-Anlage wurde im Jahr 2003 in Betrieb genommen und erzeugt etwa 32 t Dampf mit einer Temperatur von 475 °C bei einem Absolutdruck von 65 bar.

Der Dampf wird unter anderem in einer Entnahme-Kondensationsturbine zur Erzeugung von über 7 MWel verwendet. Die restliche im Dampf enthaltene Energie wird über einen Heizkondensator mit rund 17,5 MW Nennleistung für Prozess- und Fernwärme genutzt.

Ein integriertes Wärmerückgewinnungssystem und ein Feinstaubabscheider von Scheuch ergänzen das Heizkraftwerk. Mit dem neuen Verfahrensablauf, bestehend aus Multizyklon (Grobstaubvorabscheidung), Trocken- Elektrofilter (Feinstaubabscheidung PM 10), Abgaswäscher, Kondensations-Nass- Elektrofilter (als Aerosolabscheider PM 2,5 und PM 1) und Edelstahl-Luftvorwärmer werden die Abgase auf unter 5mg/Nm³tr gereinigt.

Dies bedeutet eine weitere Reduktion um 75 % gegenüber den genehmigten und um 90 % gegenüber den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerten.

Bezahlt nach 4 Jahren

Je nach Außentemperatur werden so zwischen 3,5 und 7 MW an sonst ungenützter Wärme in Form von Warmluft für den Bandtrockner der Pelletierung und Entschwadung verwendet. Doch damit ist die Effizienzmaßnahme noch nicht zu Ende. Um weitere Energie in Form von Warmwasser zu nutzen, koppelt ein spezieller Wärmetauscher zusätzlich 1,5 bis maximal 3 MW an sonst ungenützter Energie aus.

Diese mit Nass-Elektrofiltern einfach nachzurüstende Wärmeauskopplung erfolgt hierbei über zwei Plattenwärmetauscher, welche die Energie aus den dafür konzipierten Wäschern unterhalb des Kondensations-Nass-Elektrofilters entnehmen und auf einen Niedertemperaturkreis übertragen. An der bestehenden Anlage werden dabei, je nach eingesetztem Brennstoff, Vorlauftemperaturen am Sekundärnetz von 55 bis 60 °C erreicht.

Wie Scheuch betont, machten die geforderten, sehr niedrigen Emissionsgrenzwerte bei diesem Biomasseprojekt einen relativ hohen Investitionsaufwand für die Rauchgasreinigungsanlage erforderlich. Durch die integrierte, effiziente Wärmerückgewinnung sei dennoch eine Amortisation der Rauchgasreinigungsanlage innerhalb von nur vier Jahren gegeben, so das österreichische Unternehmen. (mn)

WÄRMERÜCKGEWINNUNGBiomasse-Heizkraftwerk BinderStufe 1 Wäscher: Wärmeauskopplung aus dem Waschwasserkreis von bis zu 3 MW.

Stufe 2 SEKA (Kondensations-Nasselektrofilter): Nutzung von Wärmeinhalten der Kesselabgase zur Luftvorwärmung. Rückgewinnung von bis zu 2,3 MW Wärme.

Stufe 3: LUVO (Edelstahl-Luftvorwärmer): Im Kreuzstrom betriebene Edelstahl-Luftvorwärmer sorgen für eine Energierückgewinnung von bis zu 3,4 MW.

Erschienen in Ausgabe: 08/2007