ADECOS ZWSF: Weiterentwicklung und Untersuchung des Oxyfuel-Prozesses mit zirkulierender Wirbelschichtsfeuerung auf Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit

Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Mitarbeiter:Dipl.-Ing. C. Günther, Dipl.-Ing. M. Weng
Laufzeit:01.01.2010 - 31.03.2013

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll der Oxyfuel-Prozess mit Zirkulierender Wirbelschichtsfeuerung (ZWSF) auf seine großtechnische Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit unter Beachtung des Standes der Technik und der aktuellen Rahmenbedingungen überprüft werden. Im Rahmen des Projektes soll eine eindeutige Aussage erzielt werden, ob es sich lohnt, den Oxyfuel-Prozess mit ZWSF weiter als einen Baustein der nationalen und internationalen Carbon Capture and Storage (CCS)-Strategie in Betracht zu ziehen oder nicht. 

Die Integration einer ZWSF in den Oxyfuel-Prozess mit CO2-Abtrennung bietet die Möglichkeit, auch schwierige Brennstoffe für CCS zugänglich zu machen und geringe Emissionen im Bereich der Schadstoffe NOx und SOx zu erzielen. Darüber hinaus kann durch die Anwendung des Oxyfuel-Prozesses in Verbindung mit einer ZWSF das Dampferzeugervolumen im Vergleich zum konventionellen Prozess signifikant reduziert werden. Verfügbare Technologien im Bereich der Luftzerlegung und der CO2-Abtrennung können zum Einsatz kommen. Damit stünde schon kurzfristig ein weiteres fossil befeuertes Kraftwerkskonzept mit CO2-Abtrennung zur Verfügung.

Die Forschungsarbeiten umfassen die Simulation und Modellierung des Gesamtprozesses für ein Oxyfuel-ZWSF Kraftwerk sowie die Auslegung des entsprechenden Dampferzeugers und seiner Peripherie. In den Simulationen wird gängige kommerzielle Software verwendet. Der Informationsaustausch mit den parallel laufenden Forschungsvorhaben der zwei anderen Hochschulen (IFK der Universität Stuttgart und VWS der TU-Dresden) soll die o. g. Simulationen mit experimentellen Ergebnissen aus den Labor-ZWS-Feuerungen für Stein- und Braunkohle ergänzen.

Durch die ganzheitliche und realitätsnahe Gesamtprozessbetrachtung, in welcher die wesentlichen Kernfragen im Hinblick auf die großtechnische Umsetzbarkeit des Oxyfuel-Prozesses mit ZWSF beantwortet werden, kann ein aussagekräftiger Vergleich zu den alternativen CO2-armen Stromerzeugungsverfahren erreicht werden. Dieser Ansatz liefert einen möglichen Baustein zur Verringerung der CO2-Vermeidungskosten. Darüber hinaus bietet die ZWSF ein hohes Potenzial zur Mitverbrennung von CO2-neutralen Brennstoffen, welches insbesondere für den Oxyfuel-Prozess mit ZWSF eine interessante Möglichkeit zum schnelleren und wirtschaftlicheren Erreichen der CO2-Minderungsziele darstellt.

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