Beitrag zur Entwicklung eines offenen Absorptionskreisprozesses zur Wärmerückgewinnung bei Biomasserauchgasen

Abstract

Der hohe Feuchtegehalt im Holz, der bei der Verbrennung verdampft werden muss und anschließend ungenutzt als Abgas an die Umgebung verloren geht, trägt maßgeblich zu einem geringen thermischen Wirkungsgrad von Biomasseverbrennungsanlagen bei. Diese Abgaswärme von Biomassekesseln kann durch offene Absorptionskreisprozesse auf einem hohen Nutztemperaturniveau zurückgewonnen werden und führt somit zu einer effizienteren Brennstoffnutzung. Dieser Ansatz wird in der vorliegenden Arbeit aufgegriffen. An einer Pilotanlage für Erdgasrauchgas wurden energetische und exergetische Berechnungen sowie Untersuchungen zu verschiedenen Stoffsystemen durchgeführt. Des Weiteren wurde eine Versuchsanlage für Biomasserauchgase gebaut und in Betrieb genommen. Aus den Ergebnissen verschiedener Experimente wurde ein neuartiges Verfahrenskonzept für die Abgaswärmerückgewinnung von Biomasserauchgasen mit einem offenen Absorptionskreisprozess entwickelt. Abschließend wurde dieses Konzept für unterschiedliche Anwendungen diskutiert und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt.

The flue gas of biomass boilers has a great potential of latent heat, which will be lost to the environment. That is one reason to a low thermal efficiency of biomass combustion plants. This waste heat from biomass boilers can be recovered by open absorption cycles at higher temperatures and thus leads to a more efficient use of fuel. This thesis deals with the opportunity to use this heat for district heating or other applications. At a pilot plant for natural gas flue gas energetic and exergetic calculations and experiments on dif-ferent working pairs were carried out. Furthermore a pilot plant for biomass flue gases was built and put into operation. From the results of various experiments, a novel process concept for the recovery of exhaust heat from biomass flue gases with an open absorption cycle was developed. Finally this concept has been discussed for various applications and it is subject to a economic analysis.