Industrielle Verbrennung und Umweltfragen

Industrielle Verbrennung und Umweltfragen: Ein Schwerpunkt für Babcock Wanson

In den letzten Jahren und insbesondere seit dem Kyoto-Protokoll (1997) sind die negativen Auswirkungen der Verbrennung auf die Umwelt, einschließlich der Treibhausgasemissionen, zu einem zentralen Thema für den Industriesektor geworden.

Fossile Brennstoffe sind das Lebenselixier der Industrie. Sie sind die Quelle aller Industrieprozesse, notwendig, unverzichtbar und dennoch sehr problematisch.

Babcock Wanson ist ein wichtiger internationaler Akteur im Bereich der Industrie. Daher haben wir uns dem langfristigen Ziel verschrieben, die Industrie in die Lage zu versetzen, ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu reduzieren, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern und den Weg zu einer nachhaltigen Industrie in einer nachhaltigen Welt zu beschreiten.

Die negativen Phänomene, die durch Industriebrenner entstehen, lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: CO₂ einerseits und schädliche Schadstoffe (Methan, Schwefel, Stickstoffoxide) andererseits.

CO2 wird durch eine chemische Reaktion zwischen dem Sauerstoff in der Verbrennungsluft und dem Kohlenstoff in den fossilen Brennstoffen freigesetzt, wobei Wärme abgegeben wird. Dieser Stoff ist maßgeblich für die globale Erwärmung verantwortlich und steht im Mittelpunkt der Probleme der ökologischen Nachhaltigkeit, mit denen die Industrie konfrontiert ist.

Die Emissionen von Schadstoffen, die für die menschliche Gesundheit oder die biologische Vielfalt schädlich sind, bilden die andere Hauptkategorie der durch industrielle Verbrennung verursachten Umweltbelastungen. Dazu gehören Methan (CH₄) und Schwefel (SO₂), aber vor allem Stickstoffoxide bereiten der Industrie und den Behörden Sorgen. Stickstoffoxide (NO_X) umfassen Stickstoffmonoxid NO, Stickstoffdioxid NO₂ und Distickstoffmonoxid N₂O. Für die menschliche Gesundheit stellen Stickstoffdioxid und N₂O, das Atemwegserkrankungen fördert, ein Risiko dar. In der Natur führen Stickstoffoxide dazu, dass Regen sauer wird, was wiederum zur Versauerung von Boden und Wasser und zum Waldsterben führt.

Daher haben sich zwei Hauptarbeitsbereiche herauskristallisiert, in denen Technologien und Ausrüstungen entwickelt werden, um die Umweltauswirkungen von Industrieprozessen zu reduzieren: Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe oder deren Ersatz durch alternative Energien, die in Bezug auf CO dekarbonisiert sind,₂sowie die Entwicklung innovativer Lösungen zur Begrenzung der Bildung von NO_X.

Als Hersteller von Industriekesseln entwirft und fertigt Babcock Wanson auch seine eigenen Brenner. Dieses auf dem Markt einzigartige doppelte Fachwissen ermöglicht es uns, die mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe verbundenen Phänomene ganzheitlich zu betrachten und auf innovative und effiziente Weise darauf zu reagieren.

Innovation zur NO_X-Reduzierung

Eine hochwertige Verbrennung muss einen guten Wirkungsgrad aufweisen, um die CO2-Produktion so weit wie möglich zu reduzieren, aber auch die Bildung von Stickstoffoxiden (NO_X) zu begrenzen, die aus der Verbindung von in der Luft vorhandenem Stickstoff mit Sauerstoff entstehen und unbedingt begrenzt werden müssen. Die Forschungs- und Entwicklungsprojekte von Babcock Wanson zielen daher darauf ab, die Bildung von NO_X zu begrenzen und gleichzeitig die Verbrennungseffizienz zu optimieren, obwohl diese beiden Ziele möglicherweise widersprüchliche Mittel erfordern.
Die Begrenzung von NOx kann leicht durch einen hohen Luftüberschuss erreicht werden, was jedoch zu einer Verringerung der Effizienz führt. Andererseits verbessert die Vorwärmung der Verbrennungsluft die Effizienz, erhöht aber die Brenntemperatur und damit die Produktion von NO_X.
Die Forschungs- und Entwicklungsteams von Babcock Wanson nutzen ihre globale Erfahrung im Betrieb eines industriellen Kesselhauses, um Lösungen zu entwickeln, mit denen diese beiden Ziele erreicht werden können.
Die R-Eco-Lösung ist ein Verbrennungsluftvorwärmer, der die Wärme aus den Verbrennungsabgasen zurückgewinnt und ein Abgasrezirkulationssystem (FGR) verwendet. Diese Technologie erhöht sowohl die Gesamteffizienz des Kessels auf bis zu 98 % und reduziert ebenfalls die Bildung von NO_X Emissionen im Abgas erheblich. Dies ist die ideale Lösung, wenn der Kondensatrücklauf hoch ist und die Verwendung herkömmlicher Vorwärmer zur Rückgewinnung von Wärme aus dem Abgas nicht möglich ist. R-Eco ist mit Installationen kompatibel, die mit Erdgas betrieben werden, mit einer Abgaseinlasstemperatur über 130 °C und einer Auslasstemperatur von ≈ 100 °C.
Alle Industrieprozesse benötigen und/oder produzieren Wärme. Die Rückgewinnung und Wiederverwendung dieser Wärme macht den Produktionsprozess nachhaltiger und bietet Unternehmen finanzielle Vorteile sowie die Erfüllung von Umweltanforderungen.
Die neueste Innovation in der Brennerproduktlinie, das Good-Loop-Konzept, ist eine Ausrüstung, die speziell entwickelt wurde, um die europäischen Anforderungen zur Reduzierung der _{Stickoxidemissionen} zu erfüllen. Good Loop basiert ebenfalls auf der Technik der Rauchgasrückführung (FGR) und saugt die Rauchgase am Kesselausgang ab, bevor die rückgeführten Gase dank eines zusätzlichen speziellen Gebläses direkt in den Ofen, vor dem Feuerfestblock, zurückgeführt werden.
Dadurch werden die Stickoxidemissionen unserer Kessel, die mit Erdgas betrieben werden, direkt um 20-30 mg/Nm₃ reduziert, wodurch die Ausrüstung von Babcock Wanson in diesem Bereich an der Spitze der Innovation steht.
Diese einzigartige Technologie kann für einen vorhandenen Brenner eingesetzt werden und seine Leistung ohne Konstruktionsänderungen verbessern.

Alternative Lösungen

Babcock Wanson arbeitet auch daran, Lösungen anzubieten, die alternative Brennstoffe wie Biogas und Wasserstoff integrieren, die von Natur aus dekarbonisiert sind.
Biogas und Biomethan sind sehr interessante Alternativen, da sie die Nutzung bestehender Verteilungsnetze und Ausrüstungen (für Biomethan) ermöglichen. Allerdings erfordert Biogas Anpassungen und Qualitätskontrollen (Feuchtigkeitsgehalt, Vorhandensein von Schwefelwasserstoff), um mit einer herkömmlichen Verbrennungslösung verwendet werden zu können. Andererseits kann Biomethan leicht als Ersatz für Erdgas verwendet werden, da es von gleichwertiger Qualität ist.
Technisch gesehen erzeugt die Verbrennung in diesem Fall die gleichen Emissionen wie die Verbrennung von Erdgas (CO₂ und Schadstoffe, die begrenzt werden müssen, wie z. B. NO_X), aber es ist ihre Produktionsmethode, die als nachhaltig angesehen werden kann. In der Tat ist es möglich, Biogas und Biomethan durch Methanisierung organischer Stoffe zu erzeugen. Sie bieten daher die Möglichkeit, Abfälle (Grünabfälle, Abfälle aus der Landwirtschaft, der Lebensmittelindustrie oder sogar Klärschlamm aus Wasseraufbereitungsanlagen) wiederzuverwenden. Außerdem entsteht bei der Methanisierung ein Rückstand, der als Gärrückstand bezeichnet wird und ein Ersatz für chemische Düngemittel ist, für deren Herstellung fossile Ressourcen benötigt werden.
Die gesamte Produktpalette der Brenner von Babcock Wanson kann nach einer Untersuchung durch unsere technische Abteilung mit einem dieser neuen Brennstofftypen betrieben werden, die vollständig in den Bereich der nachhaltigen Entwicklung integriert sind.
Wasserstoff ist ebenfalls ein Brennstoff der Zukunft. Allerdings kommt er in der Natur nur in sehr geringen Mengen vor und wird heute hauptsächlich durch petrochemische Prozesse gewonnen, die ebenfalls umweltschädlich sind (grauer Wasserstoff). Andererseits basiert seine Produktion zunehmend auf Prozessen, die Strom aus erneuerbaren Quellen nutzen, wie z. B. die Wasserelektrolyse (grüner Wasserstoff). Er kann daher eine interessante Lösung für die Energiespeicherung und in Zukunft eine sehr glaubwürdige Alternative für die Industrie als Ersatz für fossile Brennstoffe sein. Bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht kein CO₂ mehr, sondern lediglich Wasserdampf. Allerdings unterscheiden sich seine technischen Eigenschaften (Dichte, PCI usw.) stark von denen von Erdgas, und seine Verteilung und Verbrennung erfordern die notwendigen Anpassungen für den großflächigen Einsatz.
In Erwartung dieser aufkommenden Alternative für die Industrie sind die Brenner von Babcock Wanson bereits „H2-ready“ und so konzipiert, dass sie zusätzlich zum traditionellen gasförmigen Brennstoff einen erheblichen Anteil an Wasserstoff aufnehmen können. Wir können auch Lösungen mit 100 % Wasserstoff anbieten, die für jedes Projekt einen speziell entwickelten Verbrennungskopf erfordern.

Für eine umweltbewusste und nachhaltige Industrie

Als bedeutender internationaler Anbieter von Kesselräumen und zugehöriger Ausrüstung, der in 8 Ländern und in allen Industriezweigen tätig ist, ist es für Babcock Wanson nur natürlich, sich stark und langfristig dafür einzusetzen, ein glaubwürdiger Akteur im ökologischen Wandel zu werden. Durch das Angebot konkreter und effizienter Lösungen und Produkte, die Effizienzoptimierung und technologische Innovation vereinen, durch die Erforschung glaubwürdiger Alternativen, die die Industrie von morgen ausmachen werden. Indem wir den Nutzern unserer Ausrüstung Tag für Tag ermöglichen, ihren Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, ihre Ziele zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks zu erreichen und gemeinsam ein nachhaltiges Industriemodell in einer nachhaltigen Welt aufzubauen.