heizkraftwerk der universität stuttgart und institut für ... · o2, co, co, nox, cmhn,...

1

Heizkraftwerk der Universität Stuttgart und

Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik

Institutsdirektor: Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht

Abt. Reinhaltung der Luft: Dr.-Ing. Ulrich Vogt

Pfaffenwaldring 23

www.ifk.uni-stuttgart.de

MSc Verfahrenstechnik

Spezialisierungsfach Umweltverfahrenstechnik

Beteiligte Institute:

• IMVT: kommissarischer Leiter Prof. Dr.-Ing. Nieken

• IFK: Prof. Dr. techn. Scheffknecht, Prof. Dr.-Ing. Schnell

Dr.-Ing. Vogt, apl. Prof. Dr.-Ing Baumbach,

Dr.-Ing. Gehrmann (KIT, ext. Lehrbeauftragter )

• IER: apl. Prof. Dr.-Ing. R. Friedrich

2

Universität Stuttgart

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik

kommissarischer Leiter Prof. Dr.-Ing. Nieken

Böblinger Straße 72

D-70199 Stuttgart

www.imvt.uni-stuttgart.de

www.icvt.uni-stuttgart.de (Prof. Nieken)

5

Spezialisierungsfächer M.Sc. Verfahrenstechnik

6


-> 1 Modul (obligatorisch): 6 LP

Vorsicht, entspricht dem Wahlmodul 39110 Air Quality Management

7

Spezialisierungsfächer M.Sc. Verfahrenstechnik

-> 2 - 4 Module (frei wählbar): 12 LP

Vorsicht, steckt im Spezialisierungsmodul

„Grundlagen der Luftreinhaltung“

= Luftreinhaltung II

Vorsicht, steckt im Spezialisierungsmodul

„Firing Systems and

Flue Gas Cleaning“

9

Wahlmodule im M.Sc. Verfahrenstechnik

Vorsicht, ist obligatorisch

10


11


12


13


14

Umweltverfahrenstechnik

• Vermeidung bzw. Minimierung von Schadstoffen bzw.

deren Vorgängerprodukte

• Abscheide- und Rückhaltesysteme

• Konversion in unschädliche oder weniger schädliche

Formen

• Feinstaub

• Schwermetallemissionen (vor allem Quecksilber)

• Spurenelemente

• …

• Grundoperationen

• Industrielle Anwendungen


Inhalte der angebotenen Module

Vorlesungen in der Luftreinhaltung

Measurement of Air Pollutants Chemistry of the Atmosphere

Planning of Measurements

Flue Gas Cleaning

Firing Systems and Flue Gas CleaningAir Quality Management

Grundl. Luftreinhaltung I:

Modul: Grundlagen der Luftreinhaltung (6LP)

bestehend aus:

1. Vorlesung: Luftreinhaltung I, Prof. Baumbach / Dr. Vogt

2. Vorlesung: Air Quality Management, Prof. Friedrich

- Jeweils 3 LP

- Sommersemester

- Sprache: Deutsch / Englisch

- Eine gemeinsame Prüfung

Das Problem: Holzfeuerungsrauch in Wohngebieten!

Was passiert, wenn es klimafreundlich wird und alle mit Holz heizen?

Dettenhausen im Januar 2006

Inversionsperiode im Winter

in Dettenhausen

Bechtoldsweiler

Dettenhausen

Dezember 2005

Bechtoldsweiler

Januar 2007

Emissionsmessungen an Holzöfen

Kaminofen

Buderus blueline 4W

Nennwärmeleistung 8 kW

Baujahr 2008

Burn-out courses of a batchwise wood fired chimney stove

Wood fired stoves

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Abbrandzeit in min

CO

2 in

Vo

l.%

, C

O in

g/m

³

0

100

200

300

400

500

600

700

Cn

Hm

in

mg

C/m

³

CO2

CO

CnHm

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00

Versuchszeit in hh:mm

CO

2 i

n V

ol%

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

CO

in

mg

/m³,

Cn

Hm

in

mg

C/m

³

Ausblasen des Brennschale

CO2

CnHm

CO

Burn-out courses of a continuouswood fired pellet stove

Staubabscheider für kleine Feuerungen

22

Quelle: Hartmann, TFZ

Entwicklung von Mess- und Prüfverfahren erforderlich!

23

Emissionsverlauf Kleinfeuerung

(Strohverbrennung)

0

4

8

12

16

20

0:00 0:07 0:14 0:21 0:28 0:36 0:43 0:50 0:57

Versuchszeit in h:mm

CO

2 in

Vo

l%

0

400

800

1.200

1.600

2.000

CO

, V

OC

un

d N

Ox in

mg

/m3

CO2 VOC NOx CO

Anfahren Teillast Volllast

24

Übersicht

25

Firing Systems and Fluegas Cleaning

Kleine und große Feuerungen

Feuerungswärmeleistung

100 W

Feuerungswärmeleistung

100 MW

26

Feuerungsanlagen zur Wärme- und

Stromerzeugung

Kraftwerke

mit Kohle-, Öl- und

Gasfeuerungen,

Biomassezufeuerung

Industrielle Prozessfeuerungen

z.B. Wärme- und Stromerzeu-

gung, Zementwerke, Stahl-

werke, Glashütten, Ziegelher-

stellung, etc.

Hausheizungen

Kleinfeuerungsanlagen für Öl,

Gas und Holz als Brennstoff

Thermische Abfallbehandlungsanlagen

Hausmüll- und Sondermüllverbrennung

Kraftwerk in Marokko

27

28

Combined Heat and Power Station of

Universität Stuttgart

29

Lectures of IFK

Firing Systems

Chemistry of the Atmosphere

30

Thermische Abfallbehandlung

Müllverbrennungsanlage

Emissionsminderung bei industriellen Prozessen:

Staubentstehung und –abscheidung im Stahlwerk

31

32

Luftverunreinigungen im Izmir-Becken

in der Türkei - Zementwerk

33

Test Facilities

34

500 kWth Pulverised fuel combustion rig (left)

Dual fluidized bed system (right)

35

Dual Fluidized Bed Test Facilities

Cyclone

Fuel dosage system

BFB

CFB

CFB

350 kWth Dual Fluidized Bed

System

20 kWth Dual Fluidized Bed

System (electrically heated)

CFB

BFB

Processes under investigation

• Conventional combustion and

gasification

• Carbon capture technologies

Pre-combustion Post-Combustion

Sorption enhanced Lime-based

gasification CO2- capture

Future activities

• Oxyfuel-combustion in FB

• Chemical Looping Combustion

36

additional fuel +conveyor aircoal + primary airsecondary air, flue gas recirculation

ESP

verticalfurnace burner

reburning fuelburnout airreductionzoneburnoutzone

= 200°Cfly ash samples :- particle size- burnout- ash analysis- trace element analysis- melting behaviour = 150°C

in-flame measurement :O2, CO2, CO, NOX, CmHn, temperature

slag and ash > 100 µm

flue gas emissions :O2, CO2, CO, NOX, CmHn, temperatureSCR Catalyst

= 400°Cvideo control

bagfilter

MEA

+CO2

MEA

CO2

recovery

to stack

additional fuel +

conveyor air

coal + primary air

secondary air, flue gas recirculation

ESP

verticalfurnace

burner

reburning fuel

burnout air

reductionzone

burnoutzone

= 200°Cfly ash samples :

- particle size- burnout- ash analysis- trace element analysis- melting behaviour

= 150°C

in-flame measurement :

O2, CO2, CO, NOX, CmHn, temperature

slag and ash

> 100 µm

flue gas emissions :

O2, CO2, CO, NOX, CmHn, temperature

SCR Catalyst

= 400°C

video control

bag

filter

Mini-plant Installation with CO2-scrubber

37

Test Facilities – Laboratory equipment

Laboratory for fuels, ashes and slag

Corrosion furnace CO2 Scrubber

Ultimate analysis Ion chromatographyGraphite furnace -

atom absorption spectroscopyProximate analysis

38

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

[m]

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

[m]

Oxygen

[Vol.-%,tr.]

Burner level 1

Burner level 2

Burner level 3

Burnout air

Burner Level 1 (9.0 m)

Modelling of Furnaces:

CHP2: Predicted Oxygen Distribution

39

Berufsbild und

Berufsaussichten

40

Der Ingenieur in der Energie- und

Kraftwerkstechnik - Berufschancen

• Planung

Planungs- und Ingenieurbüros für

Energieversorgungsanlagen,

Kraftwerke, Feuerungs- und

Abgasreinigungsanlagen

• Herstellerindustrie

für Komplettanlagen oder

Komponenten

• Betreiber der Anlagen

• Entsorgung

Müll- und Abfallverwertungs-

konzepte, Entsorgung von

Kraftwerksnebenprodukten

• Überwachung

Ministerien, Gewerbeaufsicht,

Techn. Überwachungsvereine,

Messinstitute

• Forschung

Industrie und

Forschungseinrichtungen

heizkraftwerk der universität stuttgart und institut für ... · o2, co, co, nox, cmhn,...

Documents