Brennerentwicklung zur Minderung der NO_x-Emissionen bei der Verbrennung von N-haltigen biogenen Produktgasen

摘要

Bei der Verbrennung von Gasgemischen biogenen Ursprungs konnen viele herkommliche Brennersysteme die Grenzwerte der NO_x-Emissionen aufgrund des erhohten Anteils von brennstoffgebundenem Stickstoff nicht einhalten. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Gaswarme-Instituts e.V. Essen (GWI) (AiF-Nr.: 15553N) wurde das NGyReduktionspotenzial zweier Verbrennungskonzepte (der kontinuierlichen Luftstufung (COSTAIR) und der flammenlosen Oxidation (FLOX~R) bei der Verbrennung von N-haltigem Schwachgas untersucht. In mehreren Arbeitsschritten wurden die beiden Brennersysteme mit dem CFD-Programm FLUENT numerisch simuliert, optimiert und anschliessend experimentell uberpruft. Die experimentellen Untersuchungen gliederten sich in zwei Messphasen. In der ersten Messphase wurden die Basisvarianten der beiden Brenner ohne Optimierungsmassnahmen auf ihre Schadstoffbildung und Flammenstabilitat hin untersucht, wahrend in der zweiten Messphase das NGy Reduktionspotenzial der Optimierungsmassnahmen ermittelt wurde. So ergaben die Messungen beim COSTAIR-Brenner eine NO_x-Reduktion bis zu 89%, wahrend beim optimierten FLOX~R-Brenner eine NO_x-Reduktion von 45 % festgestellt wurde, wobei das NO_x-Bildungsniveau der beiden Brenner unterschiedlich hoch ist. Die Vorgehensweise, Ergebnisse und Hintergrunde werden in diesem Beitrag aufgezeigt.