Die Verbrennung

Ein Radlader transportiert die Hackschnitzel, Rinde und Sägemehl vom Lager in den sogenannten Schubboden. Der Schubboden befördert dann das Brennmaterial in den Kessel. Die Kesselanlage mit Treppenrost, Verbrennungszone, Nachverbrennungszone und Wärmetauscher sind die Anlagenteile, die über die Verbrennungsqualität entscheiden. Die optimale Verbrennung von Biomasse ist eine äußerst schwierige Aufgabe, da sich die Zusammensetzung und die Feuchtigkeit des Brennstoffes ständig ändern.

Entscheidende Anlagenteile:

  • Rostzonen mit je einem eigenen drehzahlgeregelten Primärluftventilator
  • Glutbettregelung
  • drehzahlgeregelte Sekundärluftventilatoren
  • drehzahlgeregelter Rezirkulationsventilator
  • Messung der Verbrennungstemperaturen, Rauchgastemperaturen, Wassertemperaturen
  • Messung des Unterdruckes
  • O2-Messung
  • Eine digitale Regelung wertet alle Messwerte aus und steuert die einzelnen Anlagenteile entsprechend.

 

Phasen der Verbrennung:

Erwärmungsphase: Glut oder Zündbrenner erwärmen das Holz.

Trocknungsphase: Vorhandenes Wasser wird ausgedampft. Die Trocknungsgeschwindigkeit ist abhängig von Wärmeleitern, spezifischer Wärme, Dichte, Stückgröße und Wassergehalt.

Zersetzungsphase: Bei ca. 150 °C beginnen sich die Hauptbestandteile zu zersetzen. Als erstes Hemizellulose und Zellulose, bei 250 °C das Lignin. Es entsteht als kurzfristiges Zwischenprodukt Lövoglukosan, aus dem sich sofort Verbindungen wie Essigsäure, Aceton, Phenole und andere bilden.

Entgasungsphase: Bei einer Prozesstemperatur von über 250 °C entstehen die ersten Brenngase und Schwelgase. Über 280 °C wird die Reaktion heftiger, die entströmenden Gase enthalten leicht brennbare Stoffe wie CO, CH4, H2, Methanol, Teere und Öle. Bei etwa 350 °C hat die Entgasung ein Maximum erreicht. Um die Energie der Stoffe, die bei der Entgasung entstanden sind, nutzen zu können, müssen die Gase verbrannt werden. Dafür sind Temperaturen von ca. 500 °C und die Vermischung mit einer ausreichenden Menge Luft erforderlich.

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900°C ist die ideale Verbrennungstemperatur für Hackschnitzel im Biomassekessel.