Numerical Simulation of Deposit Formation in Coal-Fired Utility Boilers with Biomass Co-Combustion

Die Nutzung von fossilen Brennsto¿en zur Energieerzeugung f¿uhrt zur Emission von Treib-
hausgasen. Dadurch entstehende Umweltsch¿aden k¿onnen reduziert werden, indem Kohle als
Energietr¿ager im Kraftwerk durch CO2-neutrale Biomasse ersetzt wird. Der Wirkungsgrad der
Energieumwandlung bei der thermischen Nutzung reiner Biomasse ist allerdings noch unzu-
reichend im Vergleich zur Nutzung von Kohle. Eine weitere Alternative stellt die Mitverbren-
nung von Biomasse in bestehenden Kohlekraftwerken dar. Die Mitverbrennung von Biomasse
f¿uhrt jedoch tendenziell zu vermehrter Bildung von Ascheablagerungen auf den Ober¿¿achen
der W¿arme¿ubertrager. Die Ascheablagerungen beeintr¿achtigen besonders im Bereich der
¿Uberhitzer-Heiz¿¿achen die W¿arme¿ubertragung vom Rauchgas in den Wasser/Dampf-Kreislauf
und schr¿anken dadurch den Wirkungsgrad des Dampferzeugers ein. Um diese negativen Folgen
vermindern zu k¿onnen, ist ein grundlegendes Verst¿andnis der Bildung der Ascheablagerungen
erforderlich. Vor allem der hohe Anteil an ¿¿uchtigem Kalium, das w¿ahrend der Verbrennung
der Biomasse freigesetzt wird, tr¿agt zur Bildung von Ascheablagerungen bei. Das freigesetzte
Kalium kann dabei vor oder w¿ahrend des Kondensationsprozesses mit Aschepartikeln reagieren.
Dies f¿uhrt zum Schmelzen von Aschepartikeln und damit letztlich zur Ablagerung an den
Ober¿¿achen der W¿arme¿ubertrager. Das freigesetzte Kalium kann ebenfalls auf den gek¿uhlten
Rohrober¿¿achen kondensieren und dort eine klebrige Schicht bilden, die die Bildung weiterer
Ablagerungen noch beschleunigt.