Auslegung und Verifizierung von Brennersystemen

RVT Process Equipment realisiert die fachgerechte Entsorgung flüssiger und gasförmiger Reststoffe durch Verbrennungsanlagen.

Bei den verschiedensten Verarbeitungs- und Produktionsprozessen der Großchemie, ­Lebensmittelindustrie, Petrochemie und der Pharma­industrie fallen gasförmige oder flüssige Medien an, für deren Entsorgung eine thermische Behandlung sowie eine Reinigung der Rauch- und Prozessgase notwendig sind. Besonders beim An- und Abfahren von im Batch betriebenen Produktionsanlagen entstehen in unregelmäßigen Abständen zündfähige oder heizwertreiche Abgase. Bei Anlagenreinigungen oder Produkten, die den Qualitätsanforderungen nicht entsprechen, bleiben flüssige Rückstände zurück, die ebenfalls beseitigt werden müssen.
Die Aufgabe eines Brenners besteht darin, Luft, Brennstoffe sowie die zu entsorgenden Stoffe zunächst getrennt voneinander zuzuführen und anschließend im Brennraum adäquat zu vermischen und zu verbrennen. Eine bewährte Konstruktionsweise ist der sogenannte Zwiebelbrenner. Durch die konzentrische Anordnung von Rohren ineinander kann individuell auf die Anforderungen eingegangen und eine optimale Brennergeometrie entworfen werden.

Versuchsanlage im Technikum
Die dafür benötigten Informationen liefern unter anderem die Erfahrungen und Ergebnissen aus den Technikumsversuchen. RVT verfügt über eine mobile 400 kW Versuchsanlage, welche sowohl mit Erdgas als auch mit leichtem Heiz­öl (EL) betrieben werden kann. Die Anlage ist nach DIN EN 746-2 konzipiert und für eine Maximaltemperatur von 1.100 °C ausgelegt. Über ein Gebläse wird die Verbrennungsluft zugeführt. Durch eine zweite Gasstrecke kann die Aufgabe heizwertreicher Abgase in die Verbrennungsluft durch Erdgas simuliert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit große Inert­gasströme, die bspw. bei der Belüftung von stickstoffüberlagerten Tanks auftreten, durch die Verwendung von Stickstoff nachzubilden.
Im Erdgasbetrieb können Betriebsparameter wie Ausströmgeschwindigkeiten, Relativgeschwindigkeiten sowie geometrische Abmessungen untersucht und optimiert werden. Damit kann ein optimales und stabiles Flammenverhalten mit niedrigen Emissionen (NOx) eingestellt werden.
Im Flüssigbetrieb kann das Verhalten des Brenners mit verschiedenen Brennstoffen untersucht werden. Durch den Einsatz einer Flüssiglanze, die zentral in den Brenner eingeführt wird, können sowohl flüssige heizwertreiche Rückstände, der Betrieb mit Öl als Brennstoff als auch die Kühlung durch Wasser simuliert werden.

Fliegender Brennstoffwechsel
Speziell zur Automatisierung des fliegenden Brennstoffwechsels von Erdgas auf Öl bzw. flüssigen Rückstand können wertvolle Informationen gewonnen werden, da dieser Vorgang bei realen Anlagen häufig einen kritischen Vorgang darstellt. Die Zerstäubung des flüssigen Mediums erfolgt entweder durch eine reine Druckzerstäubung oder durch eine Druckluftzerstäubung. Das Prinzip der Zerstäubung ist stark von den Randbedingungen wie Vordruck, Regelverhältnis und Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit abhängig.
Bereits in der Konzeptphase können Versuche mit den zu entsorgenden Stoffen durchgeführt werden. Durch die Mobilität und normgerechte Ausführung kann die Versuchsanlage ebenso zu Testzwecken direkt vor Ort aufgebaut und betrieben werden. Vor der Auslieferung der Schlüsselkomponente des Brenners können Voreinstellungen sowie erste Zündversuche zur Minimierung der anfallenden Inbetriebnahmezeiten durchgeführt werden.