EP2770255B1 - Verfahren zum Verbrennen von Brennstoff - Google Patents

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EP2770255B1
EP2770255B1 EP13450046.1A EP13450046A EP2770255B1 EP 2770255 B1 EP2770255 B1 EP 2770255B1 EP 13450046 A EP13450046 A EP 13450046A EP 2770255 B1 EP2770255 B1 EP 2770255B1
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EP
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water content
air
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primary air
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EP2770255A2 (de
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Anton Maggale
Egon Ruß
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    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/16—Controlling secondary air

Definitions

  • the invention relates to a method having the features of the introductory part of claim 1.
  • the water content (moisture) of the fuel plays a decisive role in the achievable performance.
  • US 2008/0163803 A1 deals with the burning of waste (municipal solid waste, "MSW"). It is mentioned (paragraph [0003]) that the water content of MSW should be kept as constant as possible by adding either water or liquid waste. According to US 2008/0163803 A1 [0005] and controlling the burning of MSW according to the detected water content (paragraphs [0006] and [0007]) by controlling the supply of MSW to the furnace. Paragraph [0025] states that data relating to the humidity of MSW are given to the controller, which then serve to adjust the supply from the waste supply system and the air supply from the line. Abs.
  • US 2008/0163803 A1 teaches that the detected humidity of the MSW is used to regulate the supply of liquid (water or liquid waste) so that the calorific value of MSW is kept constant. This is also stated in Abs. [0036] "to maintain relatively constant MSW heating value". Thus revealed US 2008/0163803 A1 in that the humidity of fuel (MSW) is to be detected. US 2008/0163803 A1 also indicates that the supply of MSW can be "adjusted" depending on the detected humidity of the MSW.
  • the invention has for its object to provide a method by which the predetermined (desired) performance of the combustion can be maintained in a combustion plant even with changing water content of the fuel.
  • the method according to the invention not only allows to maintain the desired performance of combustion in an incinerator, but also to optimize the combustion temperature, the residual oxygen, the efficiency and the emissions (carbon monoxide, nitrogen oxides and hydrocarbons).
  • the amount of supplied fuel is regulated as a function of the detected water content (moisture of the fuel).
  • the power of the supply of fuel (amount of fuel supplied to the combustion per unit time) is increased when fuel of higher humidity is supplied.
  • the amount of fuel supplied per unit time is reduced when the water content of the fuel detected in the method according to the invention is low.
  • the method according to the invention is capable, for example of burning biomass, of a furnace, in particular of a biomass (lignin or other biomass) Charged firing, without operator intervention for fuels with different water content, for example, from 10 to 60%, and a power range of 5 to 100%, in particular fully automatic, to regulate.
  • a biomass lignin or other biomass
  • the proportion of primary air and / or secondary air in the combustion air is regulated as a function of the detected water content of the fuel.
  • the proportion of primary air in the combustion air is increased at a higher water content in relation to the energy content and the proportion of secondary air is reduced, and at low water content, the proportion of primary air is reduced and increases the proportion of secondary air.
  • the ratio between primary air and secondary air on the one hand and recirculation gas on the other hand is selected as a function of the water content of the fuel.
  • the temperature of primary air and secondary air as a function of the water content of the fuel. It is preferred to set the temperature of the primary air and / or the secondary air in the region of the outlet of primary air / secondary air from the air preheater.
  • the process according to the invention can be carried out in largely any plants for burning fuel. It is preferred in the context of the invention, when the burning of the fuel with fixed grate, moving grate, with stationary fluidized bed, with circulating fluidized bed or with Einblas85ung is performed.
  • the detection of the water content in the fuel takes place while it is stored (in a silo or other storage container) and / or while it is being fed to the furnace, for example through a fuel delivery channel.
  • the parameters for the combustion of fuel such as the fuel supply and / or the proportion of primary air and / or secondary air in the combustion air and / or the proportion of recirculation gas in the combustion air and the temperature, with the primary air and / or Secondary air is passed into the combustion chamber, to be changed if when (continuously) detecting the water content of the fuel to be burned, a change in the water content is detected.
  • the fuel supply can be increased if it is determined when detecting the water content that increases the water content of the supplied fuel. Analogously, the fuel supply can be reduced if the water content of the supplied fuel is smaller.
  • the proportion of primary air can be increased and the secondary air in the combustion air can be reduced if, when (continuously) detecting the water content of the supplied fuel, it is determined that the water content is increasing. Analogously, the proportion of primary air can be reduced and the secondary air can be increased if the water content of the supplied fuel is smaller.
  • the proportion of recirculation gas in the combustion air is reduced when (continuous) detecting the water content in the fuel an increase in the water content in the fuel is detected. Also, according to the invention, the proportion of recirculation gas in the combustion air is increased when, during the (continuous) detection of the water content in the fuel, a decrease in the water content in the fuel is detected.
  • the temperature of the primary air and / or the secondary air can be increased if, during the (continuous) detection of the water content in the fuel, it is ascertained that the water content in the fuel increases.
  • the temperature of the primary air and / or the secondary air can be lowered if, when (continuously) detecting the water content in the fuel, it is determined that the water content in the fuel is decreasing.
  • the process parameters fuel supply and / or primary air, secondary air fraction in the combustion air and / or proportion of recirculation gas in the combustion air and / or the temperature of primary air and secondary air
  • the process parameters or only one of the aforementioned process parameters are adjusted by changing if the water content in the supplied fuel from 10 to 60% deviates upwards or downwards.
  • An in Fig. 1 schematically shown plant for burning fuel, in particular of biomass (lignin or other biomass) includes in addition to the actual furnace 1 a fuel conveyor 2, is supplied by the fuel of the furnace 1. Flue gas flows out of the furnace 1 via a flue gas duct 3.
  • the firing system 1 is supplied with primary air 5 via a combustion air blower 4. It can also be provided that - preferably the top of the supply of primary air 5 - secondary air 6 is supplied.
  • the primary air 5 and / or the secondary air 6 can be passed through heat exchangers to adjust their temperature to the desired value.
  • a portion of the flue gas is mixed by a flue gas recirculation 7 with control valve 8 or fan of the combustion air, for example, the primary air 5 and the secondary air, or mixed into the furnace via its own recirculation fan.
  • control valve 8 or fan of the combustion air for example, the primary air 5 and the secondary air
  • the oxygen content in the recirculated flue gas (recirculation gas) is detected. This detection can take place with the aid of an oxygen probe 9, in particular a lambda probe.
  • the water content of the supplied fuel moisture of the fuel
  • the measurement by means of a sensor 10 in particular continuously takes place.
  • the method according to the invention it is possible to produce the desired recirculation ratio (combustion air mixture consisting of primary air / secondary air on the one hand and flue gas as recirculation gas on the other hand).
  • the optimum oxygen content required for the advantageous combustion is detected with the aid of a lambda probe (oxygen probe 9) and the proportion of recirculation gas in the combustion air is measured by adjusting a control flap 8 or operating a ventilator with the desired power as a function of the detected water content of the fuel and continuously corrected.
  • the water content of the fuel (fuel moisture) is permanently recorded (probe 10).
  • the amount of fuel is metered for the desired performance. In this case, more fuel is metered into the furnace 1 for a given output of the furnace 1 in the case of wet fuel and less fuel per unit of time in the case of a dryer fuel.
  • the ratio between water content and calorific value is for hardwood and softwood in the diagram of Fig. 3 played. It can be assumed that wood has a lower heating value at 15% by weight of water content of about 2.3 kWh / kg and at 20% water content from about 3.84 to 4.02 kWh / kg.
  • the amount of primary air 5 is changed as a function of the water content, the procedure being such that with wet fuel a higher proportion of primary air 5 and with dry fuel a smaller proportion of primary air 5 is selected.
  • the ratio between water content and calorific value, the diagram of the Fig. 3 to take into account.
  • the ratio between primary air 5 (and secondary air) on the one hand and recirculation gas on the other hand is determined in the combustion air.
  • the fuel is wet, little or no recirculation gas is added to the combustion air. If dry fuel is burned, a higher proportion of recirculation gas is possible.
  • the proportion of recirculation gas required in each case depends on its residual oxygen content, that of the lambda probe 9, that in the area of the primary air 5 or the secondary air 6 is integrated, is measured from. In this case, a residual oxygen content in the range of, for example, 5 to 21% is advantageous and can be maintained.
  • the recirculation ratio can be controlled with the control flap 8, which regulates the admixture of recirculation gas to the primary air flow 5 (secondary air 6).
  • Another advantageous measure in the method according to the invention is the setting of a maximum desired temperature of primary air 5 and / or secondary air 6 as a function of the water content of the fuel (fuel moisture).
  • the air temperature in the region of the exit of the primary air and / or secondary air from an air preheater (heat exchanger) is selected and corrected via the temperatures measured by the temperature sensors 11 and 12.
  • a furnace 1 is supplied via a fan 4 with associated lambda probe 9 primary air 5.
  • Fuel is the furnace 1 via a fuel conveyor 2 (symbolized by an arrow), wherein the fuel conveyor 2, a humidity sensor 10 is associated.
  • Secondary air 6 is supplied to the furnace 1 at several locations above the locations where primary air 5 is supplied.
  • Flue gas flows through a filter 17 and a flue gas fan 18 and is mixed as needed via the line 7 of the secondary air 6 (regulated by the flaps 8).
  • Flue gas (recirculation gas) can be removed either before or after the flue gas fan 18 via line 7.
  • an embodiment of the invention can be described as follows:
  • fuel in the form of biomass such as wood
  • a water content moisture
  • a combustion plant with rust, fluidized bed or with Einblas85ung supplying combustion air, containing primary air, secondary air and recirculation gas (flue gas)
  • the water content of the fuel is detected continuously.
  • the amount of fuel supplied in the unit time is increased at a constant power of the combustion, if the fuel has an increased water content or the water content increases.
  • the amount of recirculation gas in the combustion air is reduced.
  • the temperature of the primary air 5 at higher water content of the fuel, or when the water content increases is also increased to a high water content sufficient primary air for drying the fuel.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.
  • Beim Verbrennen von Brennstoff spielt für die erzielbare Leistung der Wassergehalt (Feuchtigkeit) des Brennstoffs eine entscheidende Rolle.
  • US 2008/0163803 A1 befasst sich mit dem Verbrennen von Abfall (municipal solid waste, "MSW"). Erwähnt ist (Abs. [0003]), dass der Wassergehalt von MSW möglichst konstant gehalten werden soll, indem entweder Wasser oder flüssiger Abfall zugesetzt wird. Gemäß US 2008/0163803 A1 soll der Wassergehalt über die Dichte des MSW erfasst (Abs. [0005]) und das Verbrennen von MSW entsprechend dem erfassten Wassergehalt geregelt (Abs. [0006] und [0007]) werden, indem die Zufuhr von MSW in den Ofen geregelt wird. Abs. [0025] sagt aus, dass dem Regler Daten betreffend die Feuchtigkeit von MSW aufgegeben werden, die dann dazu dienen, die Zufuhr aus dem Abfall-Zufuhr-System und die Luft-Zufuhr aus der Leitung einzustellen. Abs. [0029] von US 2008/0163803 A1 lehrt, dass die erfasste Feuchte des MSW herangezogen wird, um die Zufuhr von Flüssigkeit (Wasser oder flüssiger Abfall) so zu regeln, dass der Heizwert von MSW konstant gehalten wird. Dies sagt auch Abs. [0036] "to maintain relatively constant MSW heating value" aus. Somit offenbart US 2008/0163803 A1 , dass die Feuchte von Brennstoff (MSW) erfasst werden soll. US 2008/0163803 A1 gibt auch an, dass die Zufuhr von MSW in Abhängigkeit von der erfassten Feuchte des MSW "eingestellt werden kann".
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auch bei sich änderndem Wassergehalt des Brennstoffs die vorgegebene (gewünschte) Leistung der Verbrennung in einer Verbrennungsanlage eingehalten werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es nicht nur, die gewünschte Leistung der Verbrennung in einer Verbrennungsanlage einzuhalten, sondern auch, die Verbrennungstemperatur, den Restsauerstoff, den Wirkungsgrad und die Emissionen (Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe) zu optimieren.
  • Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Wassergehalt des Brennstoffs erfasst wird, wird die Menge an zugeführtem Brennstoff in Abhängigkeit vom erfassten Wassergehalt (Feuchtigkeit des Brennstoffs) geregelt. Erfindungsgemäß wird die Leistung der Zufuhr an Brennstoff (Menge an Brennstoff, die der Verbrennung je Zeiteinheit zugeführt wird) erhöht, wenn Brennstoff mit höherer Feuchtigkeit zugeführt wird. Umgekehrt wird die Menge an je Zeiteinheit zugeführtem Brennstoff verkleinert, wenn der Wassergehalt des Brennstoffs, der beim erfindungsgemäßen Verfahren erfasst wird, niedrig ist.
  • So ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, beispielsweise beim Verbrennen von Biomasse eine Feuerung, insbesondere eine mit Biomasse (lignine oder andere Biomasse) beschickte Feuerung, ohne Betreibereingriff für Brennstoffe mit unterschiedlichem Wassergehalt, beispielsweise von 10 bis 60 %, und einem Leistungsbereich von 5 bis 100 %, insbesondere vollautomatisch, zu regeln.
  • Zusätzlich zu dem Regeln der Zufuhr an Brennstoff in Abhängigkeit vom erfassten Wassergehalt wird bei der Erfindung auch der Anteil an Primärluft und/oder Sekundärluft in der Verbrennungsluft abhängig vom erfassten Wassergehalt des Brennstoffs geregelt werden. Dabei wird der Anteil an Primärluft in der Verbrennungsluft bei höherem Wassergehalt im Verhältnis zum Energiegehalt erhöht und der Anteil an Sekundärluft verkleinert, und bei niedrigem Wassergehalt wird der Anteil an Primärluft verkleinert und der Anteil an Sekundärluft erhöht.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Verbrennungsluft das Verhältnis zwischen Primärluft und Sekundärluft einerseits und Rezirkulationsgas anderseits in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffs gewählt.
  • Weiters ist im Rahmen der Erfindung auch in Betracht gezogen, die Temperatur von Primärluft und Sekundärluft in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffes einzustellen. Bevorzugt ist es dabei, die Temperatur der Primärluft und/oder der Sekundärluft im Bereich des Austrittes von Primärluft/Sekundärluft aus dem Luftvorwärmer einzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in weitgehend beliebigen Anlagen zum Verbrennen von Brennstoff ausgeführt werden. Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, wenn das Verbrennen des Brennstoffs mit feststehendem Rost, beweglichem Rost, mit stationärer Wirbelschicht, mit zirkulierender Wirbelschicht oder mit Einblasfeuerung ausgeführt wird.
  • Das Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff erfolgt während dieser (in einem Silo oder sonstigem Vorratsbehälter) gelagert ist und/oder während dieser der Feuerung, beispielsweise durch einen Brennstoffförderkanal, zugeführt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Parameter für das Verbrennen von Brennstoff, wie die Brennstoffzufuhr und/oder der Anteil an Primärluft und/oder Sekundärluft in der Verbrennungsluft und/oder der Anteil von Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft und die Temperatur, mit der Primärluft und/oder Sekundärluft in den Verbrennungsraum geleitet wird, geändert werden, wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes des Brennstoffes, der verbrannt werden soll, eine Änderung des Wassergehaltes festgestellt wird.
  • So kann die Brennstoffzufuhr erhöht werden, wenn beim Erfassen des Wassergehaltes festgestellt wird, dass sich der Wassergehalt des zugeführten Brennstoffs erhöht. Sinngemäß kann die Brennstoffzufuhr reduziert werden, wenn der Wassergehalt des zugeführten Brennstoffs kleiner wird.
  • In ähnlicher Weise kann der Anteil an Primärluft erhöht werden und die Sekundärluft in der Verbrennungsluft reduziert werden, wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes des zugeführten Brennstoffes festgestellt wird, dass der Wassergehalt ansteigt. Sinngemäß kann der Anteil an Primärluft reduziert werden und die Sekundärluft erhöht werden, wenn der Wassergehalt des zugeführten Brennstoffs kleiner wird.
  • Erfindungsgemäß wird der Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft verkleinert wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff eine Zunahme des Wassergehaltes im Brennstoff festgestellt wird. Auch wird erfindungsgemäß der Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft erhöht wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff eine Abnahme des Wassergehaltes im Brennstoff festgestellt wird.
  • Schließlich kann beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Temperatur der Primärluft und/oder der Sekundärluft erhöht werden, wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff festgestellt wird, dass sich der Wassergehalt im Brennstoff erhöht. Andererseits kann die Temperatur der Primärluft und/oder der Sekundärluft abgesenkt werden, wenn beim (kontinuierlichen) Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff festgestellt wird, dass sich der Wassergehalt im Brennstoff verkleinert.
  • In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann so vorgegangen werden, dass die Verfahrensparameter (Brennstoffzufuhr und/oder Primärluft-, Sekundärluftanteil in der Verbrennungsluft und/oder Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft und/oder die Temperatur von Primärluft und Sekundärluft) geändert werden, wenn der Wassergehalt, ganz gleich, ob dieser kontinuierlich oder stichprobenartig in zeitlichen Abständen erfasst wird, von einem vorgegebenen Wert für den Wassergehalt nach oben oder nach unten abweicht. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Verfahrensparameter oder nur einer der vorgenannten Verfahrensparameter durch Ändern angepasst werden, wenn der Wassergehalt im zugeführten Brennstoff von 10 bis 60 % nach oben oder nach unten hin abweicht.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:
    • Fig. 1 schematisch eine Anlage, in der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann,
    • Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren als Fließschema,
    • Fig. 3 in einem Diagramm die Wechselbeziehung zwischen Heizwert und Wassergehalt für Laubholz und Nadelholz und
    • Fig. 4 in mehr Einzelheiten eine Anlage zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Eine in Fig. 1 schematisch gezeigte Anlage zum Verbrennen von Brennstoff, insbesondere von Biomasse (lignine oder andere Biomasse) umfasst neben der eigentlichen Feuerung 1 einen Brennstoffförderer 2, durch den Brennstoff der Feuerung 1 zugeführt wird. Rauchgas strömt aus der Feuerung 1 über einen Rauchgaskanal 3 ab. Zusätzlich wird der Feuerung 1 über ein Verbrennungsluftgebläse 4 Primärluft 5 zugeführt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass - bevorzugt oberhalt der Zufuhr von Primärluft 5 - Sekundärluft 6 zugeführt wird. Die Primärluft 5 und/oder die Sekundärluft 6 können über Wärmetauscher geleitet werden, um ihre Temperatur auf den jeweils gewünschten Wert einzustellen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Rauchgases durch eine Rauchgasrückführung 7 mit Regelklappe 8 oder Ventilator der Verbrennungsluft, beispielsweise der Primärluft 5 bzw. der Sekundärluft, zugemischt oder über einen eigenen Rezirkulationsventilator in die Feuerung beigemischt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Sauerstoffgehalt im rückgeführten Rauchgas (Rezirkulationsgas) erfasst wird. Dieses Erfassen kann mit Hilfe einer Sauerstoffsonde 9, insbesondere einer Lambda-Sonde, erfolgen.
  • Im in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Wassergehalt des zugeführten Brennstoffs (Feuchtigkeit des Brennstoffs) beim Zuführen von Brennstoff zur Feuerung 1 gemessen. Dabei ist vorgesehen, dass die Messung mit Hilfe eines Sensors 10, insbesondere kontinuierlich, erfolgt.
  • Mit dem ermittelten Wert des Wassergehaltes (Brennstofffeuchte) wird für den jeweiligen Wassergehalt für den jeweiligen Lastzustand der Feuerung gewählt:
    • die Brennstoffdosierung,
    • die Verbrennungsluftdosierung,
    • Primärluft und/oder Sekundärluft,
    • das Rostmanagement (Rostbewegung) und
    • das Verhältnis zwischen Primärluft und Sekundärluft einerseits und Rezirkulationsgas andererseits.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das gewünschte Rezirkulationsverhältnis (Verbrennungsluftgemisch bestehend aus Primärluft/Sekundärluft einerseits und Rauchgas als Rezirkulationsgas andererseits) herzustellen. Der für das vorteilhafte Verbrennen erforderliche und optimale Sauerstoffgehalt wird mit Hilfe einer Lambda-Sonde (Sauerstoffsonde 9) erfasst und der Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft durch Einstellen einer Regelklappe 8 oder Betreiben eines Ventilators mit der gewünschten Leistung in Abhängigkeit vom erfassten Wassergehalt des Brennstoffs gemessen und kontinuierlich korrigiert.
  • Im Einzelnen kann dabei wie folgt beschrieben vorgegangen werden:
    Brennstoff wird über eine Fördereinrichtung 2 (Stoker) abhängig von der gewünschten Leistung in die Feuerung 1 transportiert.
  • Dabei wird der Wassergehalt des Brennstoffs (Brennstofffeuchte) permanent (Sonde 10) erfasst. Abhängig von der Brennstofffeuchte wird die Menge an Brennstoff für die gewünschte Leistung dosiert. Dabei wird für eine vorgegebene Leistung der Feuerung 1 bei nasserem Brennstoff mehr und bei trockenerem Brennstoff weniger Brennstoff je Zeiteinheit in die Feuerung 1 dosiert. Das Verhältnis zwischen Wassergehalt und Heizwert ist für Laubholz und für Nadelholz in dem Diagramm der Fig. 3 wiedergegeben. Dabei ist davon auszugehen, dass Holz einen unteren Heizwert bei 15 Gew-% Wassergehalt von etwa 2,3 kWh/kg und bei 20 % Wassergehalt von etwa 3,84 bis 4,02 kWh/kg hat.
  • Des Weiteren wird die Menge an Primärluft 5 in Abhängigkeit vom Wassergehalt verändert, wobei so vorgegangen wird, dass bei nasserem Brennstoff ein höherer Anteil an Primärluft 5 und bei trockenerem Brennstoff ein geringerer Anteil an Primärluft 5 gewählt wird. Auch hier ist es vorteilhaft, das Verhältnis zwischen Wassergehalt und Heizwert, das dem Diagramm der Fig. 3 zu entnehmen ist, zu berücksichtigen.
  • Weiters wird in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffs (Brennstofffeuchte) das Verhältnis zwischen Primärluft 5 (und Sekundärluft) einerseits und Rezirkulationsgas andererseits (also das Rezirkulationsverhältnis) in der Verbrennungsluft festgelegt. Bei nasserem Brennstoff wird der Verbrennungsluft wenig oder gar kein Rezirkulationsgas zugemengt. Wird trockener Brennstoff verfeuert, ist ein höherer Anteil an Rezirkulationsgas möglich. Der jeweils erforderliche Anteil an Rezirkulationsgas hängt von dessen Restsauerstoffgehalt, der mit der Lambda-Sonde 9, die im Bereich der Primärluft 5 oder der Sekundärluft 6 integriert ist, gemessen wird, ab. Dabei ist ein Restsauerstoffgehalt im Bereich von beispielsweise 5 bis 21 % vorteilhaft und kann eingehalten werden.
  • Im einfachsten Fall kann das Rezirkulationsverhältnis mit der Regelklappe 8 geregelt werden, welche die Beimischung von Rezirkulationsgas zum Primärluftstrom 5 (Sekundärluft 6) regelt.
  • Eine weitere, beim erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafte Maßnahme ist das Einstellen einer maximal gewünschten Temperatur von Primärluft 5 und/oder Sekundärluft 6 in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffs (Brennstofffeuchte). Insbesondere wird dabei die Lufttemperatur im Bereich des Austrittes der Primärluft und/oder Sekundärluft aus einem Luftvorwärmer (Wärmetauscher) gewählt und über die von den Temperaturfühlern 11 und 12 gemessenen Temperaturen korrigiert.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Anlage umfasst folgende, wesentliche Bauteile:
    Einer Feuerung 1 wird über ein Gebläse 4 mit zugeordneter Lambda-Sonde 9 Primärluft 5 zugeführt. Brennstoff wird der Feuerung 1 über einen Brennstoffförderer 2 (symbolisiert durch einen Pfeil) zugeführt, wobei dem Brennstoffförderer 2 ein Feuchtigkeitssensor 10 zugeordnet ist.
  • Sekundärluft 6 wird der Feuerung 1 an mehreren Stellen oberhalb der Stellen, in denen Primärluft 5 zugeführt wird, zugeführt.
  • In die Leitungen für die Sekundärluft 6 mündet eine Rauchgasrückführung 7 für Rezirkulationsgas, in der Regelklappen 8 vorgesehen sind. Zusätzlich sind den Leitungen für die Sekundärluft Temperaturfühler 11 und 12 und zwei Wärmetauscher 13, 14 zugeordnet.
  • Der Feuerung 1 nachgeschaltet sind im Beispiel zwei Wärmetauscher/Kessel 15, 16. Rauchgas strömt über ein Filter 17 und einen Rauchgasventilator 18 ab und wird je nach Bedarf über die Leitung 7 der Sekundärluft 6 zugemischt (geregelt durch die Klappen 8).
  • Rauchgas (Rezirkulationsgas) kann wahlweise vor oder nach dem Rauchgasventilator 18 über die Leitung 7 entnommen werden.
  • Nicht als Rezirkulationsgas rückgeführtes Rauchgas strömt über einen Kamin/Rauchfang 19 ab.
  • Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:
    Beim Verbrennen von Brennstoff in Form von Biomasse, wie Holz, mit einem Wassergehalt (Feuchtigkeit) von 10 bis 60 % in einer Verbrennungsanlage mit Rost, mit Wirbelschicht oder mit Einblasfeuerung unter Zuführen von Verbrennungsluft, enthaltend Primärluft, Sekundärluft und Rezirkulationsgas (Rauchgas), in einem Feuerraum 1 wird der Wassergehalt des Brennstoffes kontinuierlich erfasst. In Abhängigkeit vom erfassten Wassergehalt des Brennstoffes wird bei konstanter Leistung der Verbrennung die Menge an in der Zeiteinheit zugeführtem Brennstoff erhöht, wenn der Brennstoff einen erhöhten Wassergehalt hat oder sich der Wassergehalt erhöht. Weiters wird bei erhöhtem Wassergehalt des Brennstoffes, oder wenn sich der Wassergehalt erhöht, der Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft verkleinert. Überdies wird die Temperatur der Primärluft 5 bei höherem Wassergehaltes des Brennstoffes, oder wenn der Wassergehalt ansteigt, ebenfalls erhöht, um bei einem hohen Wassergehalt hinreichende Primärluft für das Trocknen des Brennstoffes zur Verfügung zu haben.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Verbrennen von Brennstoff in Verbrennungsluft, enthaltend Primärluft (5), Sekundärluft (6) und Rezirkulationsgas, bei welchem Verfahren der Wassergehalt (Feuchtigkeit) des Brennstoffes erfasst wird, wobei das Erfassen des Wassergehaltes im Brennstoff erfolgt, während dieser gelagert ist und/oder während der Brennstoff einer Feuerung (1) zugeführt wird, wobei unter Berücksichtigen des Energiegehaltes des Brennstoffes für eine gewählte Leistung die Zufuhr von Brennstoff bei höherem Wassergehalt erhöht und bei niedrigerem Wassergehalt verkleinert wird, wobei das Verhältnis in der Verbrennungsluft zwischen Primärluft (5) und Sekundärluft (6) einerseits und Rezirkulationsgas anderseits in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffes gewählt wird, wobei der Anteil an Rezirkulationsgas in der Verbrennungsluft bei höherem oder steigendem Wassergehalt des Brennstoffes verkleinert und bei kleinerem oder sinkendem Wassergehalt des Brennstoffes erhöht wird, wobei der Anteil an Primärluft (5) und/oder Sekundärluft (6) in der Verbrennungsluft abhängig vom erfassten Wassergehalt des Brennstoffes gewählt wird, wobei bei höherem oder steigendem Wassergehalt der Anteil an Primärluft (5) erhöht und der Anteil an Sekundärluft (6) verkleinert wird, wobei bei niedrigerem oder absinkendem Wassergehalt der Anteil an Primärluft (5) verkleinert und der Anteil an Sekundärluft (6) erhöht wird, und wobei die Temperatur der Primärluft (5) und Sekundärluft (6) in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffes eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt des Brennstoffes kontinuierlich erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass fester Brennstoff, insbesondere lignine und landwirtschaftliche Biomasse, wie Holz, Gras und Stroh, verbrannt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Rezirkulationsgas ein Restsauerstoffgehalt von 5 bis 21 % eingehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Primärluft (5) und/oder Sekundärluft (6) im Bereich des Austrittes von Primärluft/Sekundärluft aus dem Luftvorwärmer eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Primärluft (5) und/oder Sekundärluft (6) bei höherem oder steigendem Wassergehalt des Brennstoffes erhöht und bei niedrigerem oder sinkendem Wassergehalt verkleinert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennen des Brennstoffes mit feststehendem Rost, beweglichem Rost, mit stationärer Wirbelschicht, mit zirkulierender Wirbelschicht oder mit Einblasfeuerung ausgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Brennstoff mit einem Wassergehalt zwischen 10 und 60 % verbrannt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt des Brennstoffes kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst wird, während Brennstoff gelagert ist oder während Brennstoff der Verbrennung, beispielsweise durch einen Brennstoffförderkanal, zugeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verbrennungsluft an Rezirkulationsgas mit einer Regelklappe (8) oder mit einem Gebläse (Ventilator) geregelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt im Rezirkulationsgas mit einer Sauerstoffsonde (9), insbesondere mit einer Lambda-Sonde, erfasst wird.
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