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Biomasseheizkraftwerk mit ORC-Anlage

Published : 15.03.2017 15:36:10
Categories : Pellets & Briketts

Der Organic Rankine Cycle (Abkürzung ORC) ist ein Verfahren des Betriebs von Dampfturbinen mit einem anderen Arbeitsmedium als Wasserdampf. Der Name des Verfahrens geht auf William John Macquorn Rankine zurück, einen schottisch-britischen Physiker und Ingenieur im 19. Jahrhundert.

Der ORC-Prozess basiert auf einem dem Wasser-Dampf-Prozess ähnlichen Verfahren mit dem Unterschied, dass anstelle von Wasser ein organisches Arbeitsmedium (Silikonöl) verwendet wird. Dieses Arbeitsmedien besitzt günstigere Verdampfungseigenschaften bei tieferen Temperaturen und Drücken.

In unseren BMHKWs werden ausschließlich naturbelassene Holzhackschnitzel verbrannt. Diese stammen aus Waldrestholz, welches bei Landschaftspflegemaßnahmen und bei Forstarbeiten in Wäldern als Abfallprodukt anfallen.

Die Holzhackschnitzel werden mittels Schubböden, Schnecken oder anderen Beförderungseinheiten automatisch dosiert zur eigentlichen Feuerungsanlage im BMHKW befördert. Auf einem Vorschubrost wird das Brennmaterial in die Verbrennungszone geleitet.

Die durch die Verbrennung entstehende Wärmeenergie erhitzt ein Thermoöl,  welches durch die im Feuerraum angebrachten Rohrleitungen (2) strömt. Das Thermoöl durchläuft in einem geschlossenen System Wärmetauscher (3), die thermische Energie des Thermoöls in Heißluft zur Trocknung der Sägespäne in unseren beiden Bandtrocknern (4) umwandeln. Das in den Wärmetauschern abgekühlte Thermoöl wird anschließend in den Rohrleitungen im Feuerraum der BMHKWs wieder erhitzt und fließt dann im Kreislauf wieder durch die Wärmetauscher.

Die Abgase aus dem Biomasse-Kessel enthalten dann aber noch weitere, ungenutzte Energie. Diese wird durch den ORC-Prozess zurückgewonnen und in Strom umgewandelt. Der ORC-Prozess läuft wie folgt ab:

  • Durch die Abgase an den ORC-Prozess übertragene Wärme wird das Silikonöl in einem geschlossenen Kreislauf (5) zunächst verdampft.
  • Das expandierende Gas erzeugt einen Überdruck der zum Antrieb einer Turbine genutzt wird. Diese erzeugt mechanische Arbeit, welche mithilfe eines Generators (6) in elektrische Energie umgewandelt und ins Netz eingespeist wird.
  • Der Dampf wird anschließend noch einem Regenerator (7) zur internen Wärmerückgewinnung zugeführt, der den elektrischen Wirkungsgrad der Anlage erhöht.
  • Das Gas wird anschließend im Kondensator abgekühlt und somit wieder verflüssig.
  • Das nun wieder flüssige Silikonöl kann wieder vorerwärmt und dann, zurück im Verdampfer, den ORC-Kreislauf erneut beginnen. Damit ist der ORC-Kreislauf geschlossen.

Anschließend wird das Rauchgas in einem Multizyklon vorentstaubt und dann in eine entsprechende Rauchgasreinigungsanlage geführt. Von dort gelangt es schließlich – entsprechend den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerten – gereinigt in den Kamin.

Das aus der Hackschnitzelfeuerung austretende Rauchgas wird zunächst in einem Zyklonfilter vorentstaubt. Dieser versetzt das Verbrennungsgas in Rotation, sodass die schweren Staubteilchen an die Außenwand gedrückt werden und von dort in den Auffangbehälter fallen. Im nächsten Schritt wird das Gas in einem Schlauch- und Gewebefilter nachbehandelt. Auch gasförmige Schadstoffe werden hier gebunden, sodass die austretenden Abgase unter den vorgeschriebenen Grenzwerten bleiben. Die so gereinigte Abluft verlässt schließlich durch den Kamin die Filteranlagen.

Im Ergebnis werden somit Abfälle aus der Landschaftspflege und Forstwirtschaft in den BMHWs entsorgt und gleichzeitig hocheffizient zur Gewinnung der Prozesswärme (Spänetrocknung) sowie zur Produktion von Ökostrom genutzt. Die bei der Verbrennung des Holzes entstehenden Abgase werden bestmöglich gefiltert bevor sie wieder in die Atmosphäre abgegeben werden.

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Warum mit Holzpellets heizen

Holzpellets erfüllen alle Eigenschaften, die man von einem modernen Brennstoff erwartet – wirtschaftlich, komfortabel, umweltfreundlich und krisensicher.

Unsere Pellets werden ausschließlich aus chemisch unbehandelten Sägespänen hergestellt. Diese Sägespäne stammen aus unseren eigenen Sägewerken in den ausschließlich PEFC-zertifiziertes Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft verarbeitet wird. Die Späne aus unserem direkt benachbarten Sägewerk erzeugen keine unnötigen Umweltbelastungen aus langen Transportwegen des Rohmaterials. Ein weiterer Pluspunkt für die Ökobilanz unserer Produkte.

Unsere Holzpellets haben einen hohen Heizwert von ca. 5 kWh/kg. Damit entspricht der Energiegehalt von einem Kilogramm Holzpellets ungefähr dem von einem halben Liter Heizöl.

Holzbriketts

Holzbriketts werden zur effizienten und emissionsarmen Befeuerung von Scheitholz-, Kachel-, Kaminöfen und sonstigen (Klein-)Feuerungsanlagen als Alternative zum normalen Scheitholz/Brennholz verwendet.

Die Holzbriketts sollten ein 100% reines Naturprodukt sein. Sie werden aus technisch getrocknetem, natur-belassenem Restholz aus der Schnittholzproduktion (i.d.R. Sägespäne und zum Teil Hackschnitzel), frei von Rinde sowie Altholzanteilen und ohne Zugabe von Zusatzstoffen oder chemischen Bindemitteln hergestellt (mit hohem Druck unter Hitze gepresst).

Bereits 2010 wurden in der EU ca. 42% des Holzverbrauches zur Energienutzung verwendet. Der Holzbedarf für die Energienutzung wird zukünftig noch weiter steigen. Die 27 EU-Mitglieder haben sich verpflichtet bis zum Jahr 2020 den Anteil von erneuerbaren Energien auf einen EU-Durchschnitt von mindestens 20% zu steigern

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