Anbau von Energiepflanzen - Ganzpflanzengewinnung mit ...

Temperatur hoch genug, reagiert das Kohlenmonoxid mit dem Sauerstoff zu CO 2. Die CO-Emissionen
werden am Ende der Brennkammer gemessen, d.h. die Temperaturen sind niedrig genug, um keine weiteren
Reaktionen von Kohlenwasserstoffen mehr stattfinden zu lassen. Werden die Brennstoffpartikel zu
grob in die Brennkammer eingebracht, reicht die vorgegebene Verweilzeit der Teilchen nicht aus, um
vollständig zu verbrennen, d.h. sie setzen auch noch am Ende der Brennkammer Kohlenwasserstoffe und
CO frei, die dann als Emissionen aufgezeichnet werden. Die CO-Emissionen sind also von dem vollständigen
Partikelausbrand der Biomasse abhängig und steigen mit sinkendem Ausbrand, der wiederum maßgeblich
von der Korngröße des Brennstoffs beeinflußt wird.
In Abbildung 47 ist ein Beispiel für die Abhängigkeit der CO-Emissionen vom Restsauerstoffgehalt im
Rauchgas dargestellt. Es handelt sich hierbei um zwei reine Energiegrasflammen mit einer 1,5 mm Aufmahlung.
Bei der einen wurde durch die Einstellung der Brennstoffmenge der Endsauerstoffgehalt
zwischen 5 und 6 % variiert, bei der anderen Flamme zwischen 5,5 und 4,4 % O 2. Unterhalb von 5 %
Restsauerstoffgehalt steigt in diesem Fall die CO-Emission stark an. Üblicherweise stellt man bei einer
Kohlenstaubfeuerung die Sauerstoffendkonzentrationen auf 3,5 % (entsprechend einer Luftzahl von 1,2)
ein. In diesem Fall ist jedoch eine Luftzahl von 1,3 notwendig, um einen vollständigen Gasausbrand zu
bekommen.
400
PAOGES.ORG
300
Energiegras 100 %
CO
CO in mg/m³
200
100
0
4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2
O 2
in %
Abb. 47: Einfluß des Restsauerstoffgehaltes auf die CO- Emissionen bei reiner Grasflamme
Der im Vergleich zur Kohle frühe Anstieg der CO-Emissionen bei dieser Energiegrasflamme kann verschiedene
Gründe haben. Gröbere Biomasseteilchen können schnell durch die heiße Verbrennungszone
fallen. Sie entgasen zwar vollständig, setzen jedoch beim Koksabbrand noch weit unten in der Brennkammer
bei niedrigeren Temperaturen CO frei. Dieses CO wird aufgrund der geringen Reaktionsgeschwindigkeit
nicht mehr zu CO 2 aufoxidiert und erscheint als Emission. Die Reaktionsgeschwindigkeit
von CO nach CO 2 ist insbesondere von der Temperatur, aber auch von der Sauerstoffkonzentration abhängig.
Da die unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen durch kurzfristige Schwankungen in der
Brennstoffzufuhr verursacht werden und die Brennkammer mit ihrer großen erhitzten Masse sehr viel
Wärme speichert, kann man davon ausgehen, daß die Temperaturen am Brennkammerende nicht beeinflußt
werden. Dieser Einfluß wäre auch gerade entgegengesetzt. Bei geringerem Sauerstoffüberschuß wird
64