Synthesegase fallen bei unterschiedlichsten industriellen Prozessen an. Dazu zählen die Vergasung von Biomasse oder Kohle sowie Pyrolyseprozesse zur Erzeugung von Biokohle oder zum chemischen Recycling von Abfällen wie Altreifen und Kunststoffen. Die Gase enthalten wertvolle Energie, stellen Betreiber von Verwertungsanlagen jedoch vor eine Herausforderung. So schwankt die Zusammensetzung der Gase häufig stark. Das erschwert die Aufbereitung sowie die energetische Verwertung der Gase erheblich.

Die e-flox GmbH hat kompakte Feuerungsanlagen entwickelt, mit denen Synthesegase nach dem FLOX-Verfahren vollständig und emissionsarm verbrannt werden können, auch bei schwankenden Gaszusammensetzungen. Die erzeugte Abwärme kann beispielsweise für die Stromerzeugung genutzt werden. Elektror Lufttechnik spielt für die Feuerungsanlagen von e-flox eine entscheidende Rolle.

Maßgeschneiderte Feuerungsanlagen im kompakten Container

Die Basiseinheit der e-flox-Anlage besteht aus der Feuerung mit zentraler Brennkammer, an der zwei Elektror Ventilatoren angeschlossen sind, sowie der Anlagenregelung. Alle Komponenten sind in einem kompakten Container untergebracht, der direkt vor Ort aufgestellt werden kann.

Das FLOX-Verfahren ermöglicht ein Verbrennen von Synthesegas ohne sichtbare Flamme. Anders als bei konventionellen Brennern findet die Oxidation bei diesem Verfahren nicht konzentriert in der Flamme, sondern verteilt im gesamten Reaktionsraum statt.

So werden lokale Temperaturspitzen vermieden. Das verringert Stickstoffoxid-Emissionen (NOx) deutlich. Damit das Synthesegas trotz der fehlenden Flamme vollständig verbrennen kann, benötigt das FLOX-Verfahren eine gute Durchmischung von Verbrennungsluft und Gas. Hier kommt der erste Elektror Ventilator ins Spiel.

Hochdruckventilator ermöglicht einen vollständigen und emissionsarmen Brennvorgang

Ein kompakter und wartungsarmer Hochdruckventilator von Elektror vom Typ A-HP drückt die Verbrennungsluft mit hoher Geschwindigkeit in die Rekuperatoren der Verbrennungsanlage. In den Rekuperatoren werden, abhängig vom Heizwert des Synthesegases, Verbrennungsluft und Synthesegas mithilfe rückgeführter heißer Abgase vorgewärmt. Das steigert die Energieeffizienz der Anlage deutlich.

Der A-HP erzeugt einen starken Luftstrom, der über speziell geformte Düsen die Vermischung von Verbrennungsluft, Brennstoff und Abgas nach dem Prinzip der Strahl-Pumpe stark beschleunigt und intensiviert. So wird das Synthesegas bei einer Brenntemperatur von rund 950 °C vollständig oxidiert.

Stabiler Prozess trotz schwankender Gaszusammensetzung dank Elektror

Die schwankende Zusammensetzung des Synthesegases kann die Brenntemperatur beeinträchtigen. Ist das Gas beispielsweise aus Biomasse entstanden, die selbst aus unterschiedlichsten organischen Stoffen zusammengesetzt ist, steigt je nach Bestandteilen die Methankonzentration. Das erhöht die Brenntemperatur und kann zu Temperaturspitzen führen. Je höher diese Spitzen ausfallen, desto stärker steigt die Bildung von NOx. Zudem können zu hohe Brenntemperaturen die Funktion der Anlage beeinträchtigen. Für die Stabilisierung des Betriebs nutzt e-Flox den vorgeschalteten A-HP und setzt zusätzlich auf einen Niederdruckventilator vom Typ D07, der nach der Brennkammer installiert ist. Dank einer Regelung über Frequenzumrichter gekoppelt mit einer SPS-Steuerung und Lambda-Sonden können beide Ventilatoren flexibel an die Gaszusammensetzung und die Kammertemperatur angepasst werden.

Steigt die Temperatur in der Brennkammer zu stark an, wird die Leistung des A-HPs erhöht, damit er mehr Verbrennungsluft einbläst. Das senkt die Temperatur in der Brennkammer. Der Niederdruckventilator saugt das Abgas aus der Brennkammer, um den Brennkammerdruck niedrig zu halten. Das ist insbesondere für Synthesegasfeuerungen von entscheidender Bedeutung, um Leckagen von Geruchsstoffen zu vermeiden.

Dank der beiden Ventilatoren können Druck und Temperatur der Brennkammer zuverlässig geregelt und die Prozessführung an unterschiedliche Gasqualitäten angepasst werden. Dadurch bleiben Brennkammer, Rekuperatoren und nachgeschaltete Komponenten geschützt. Gleichzeitig lässt sich die Anlage über einen großen Leistungsbereich stabil betreiben.