BMWi-Projekt: FlexNOx

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BMWi-Projekt FlexNOx – Entwicklung einer Feuerung mit Brennstoffstufung – Stickoxidminderung und Flexibilisierung von Biomassefeuerungsanlagen

Im Projekt FlexNOx soll durch die Entwicklung einer Biomassefeuerungsanlage mit Brennstoffstufung eine kostengünstige Lösung für die Reduktion von NOx-Emissionen im Leistungsbereich 100 kW bis 2 MW entstehen. Der Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik unterstützt die Entwicklung im Rahmen eines Teilvorhabens durch CFD-Simulation und Datenanalyse.

Förderkennzeichen: 03EI5426C

Laufzeit: 01.02.2021 – 31.01.2024

PtJ

Projektträger Jülich

bmwi

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

„Angewandte nichtnukleare Forschungsförderung im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung ‚Innovationen für die Energiewende“

In der holzverarbeitenden Industrie besteht bereits aktuell ein großes Interesse an Lösungen zur Stickoxidminderung in Biomassefeuerungsanlagen, speziell im Leistungsbereich 100 kW bis 2 MW. Typische Reststoffe, wie Spanplatten, Sperr- oder verleimtes Holz können durch die bei ihrer Verbrennung entstehenden NOx-Emissionen bislang nur begrenzt energetisch genutzt werden. Die zu erwartende Einführung von NOx-Grenzwerten in der 1. BImschV wird die Nachfrage in Zukunft weiter steigern. Ziel des Projekts FlexNOx ist es, die von Fraunhofer UMSICHT bereits 2012 demonstrierte Brennstoffstufung in eine Unterschubfeuerung der Endress Holzfeuerungsanlagen GmbH zu integrieren. Durch diese Primärmaßnahme sollen die NOx-Emissionen um 50 % reduziert werden. Das Funktionsprinzip der gestuften Verbrennung ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Funktionsprinzip der gestuften Verbrennung

 

Die Verbrennung der eingesetzten Primärbrennstoffe führt aufgrund ihres typischerweise hohen N-Gehalts zu hohen NOx-Emissionen. Durch die Zufuhr eines Sekundärbrennstoffs wird im Rauchgasweg eine Reduktionszone erzeugt. Die dort entstehenden Kohlenwasserstoffradikale führen wiederum zum Abbau der Stickoxide. Durch CFD-Simulationen am Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik soll die Entwicklung der Demonstrationsanlage beschleunigt werden. Dabei stehen die Optimierung der Eindüsung des Sekundärbrennstoffs sowie die ideale Vermischung mit dem Rauchgas im Vordergrund. Durch eine Live-Daten Schnittstelle, soll am EVT zudem ein online-fähiges thermodynamisches Modell der Demonstrationsanlage entstehen. Dessen Ergebnisse sollen zur regelungstechnischen Optimierung der realen Anlage beitragen.

 

Ansprechpartner:

Julian Nix, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik

Johannes Lukas, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik