Wärmerückgewinnung im Heizwerk durch die Nachrüstung einer Rauchgaskondensation
In Zeiten steigender Energiekosten und wachsender Umweltbewusstheit gewinnen innovative Technologien zur Energieeinsparung immer mehr an Bedeutung. Eine solche Technologie ist die Rauchgaskondensation. Diese Methode ermöglicht es, die in den Abgasen von Heizkesseln enthaltene Wärmeenergie effizient zu nutzen, um den Brennstoffverbrauch zu senken und gleichzeitig die Emissionen zu reduzieren.
Was passiert bei der Rauchgaskondensation?
Die Rauchgaskondensation ist ein Prozess, bei dem die in den Abgasen enthaltenen kondensierbaren Bestandteile wie Wasser, organische Verbindungen und verschiedene Säuren aus den Rauchgasen abgeschieden werden. Dies geschieht, indem das Rauchgas auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unter dem sogenannten Taupunkt liegt. Dieser liegt bei holzbefeuerten Heizwerken je nach eingesetztem Hackgut bei ca. 60°C. Wird diese Temperatur unterschritten werden die im Gas enthaltenen Dampfbestandteile kondensiert und geben die Energie an die Rauchgaskondensationsanlage ab.
Bei diesem Kondensationsprozess wird somit Wärme aus dem Rauchgas zurückgewonnen, die sonst ungenutzt durch den Schornstein entweichen würde. Diese freigesetzte Wärme kann dann genutzt werden, um das Heizwasser im System vorzuwärmen (Meist wird die Rücklauftemperatur vom Fernwärmenetz damit angehoben, bevor das Heizwasser zurück zum Kessel gelangt), wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Heizwerks erheblich gesteigert wird.
Das sind die Vorteile einer Rauchgaskondensation
Höherer Wirkungsgrad
Durch die Nutzung der Kondensationswärme kann der Wirkungsgrad von Kesselanlagen um bis zu 42 % gesteigert werden. Dies bedeutet, dass weniger Brennstoff für die gleiche Wärmemenge benötigt wird. Dies führt zur Senkung der Wärmeerzeugungskosten.
Reduzierung von Emissionen
Da weniger Brennstoff benötigt wird, verringern sich auch die Emissionen von Schadstoffen wie CO2 und Stickoxiden. Darüber hinaus werden durch die Kondensation auch Schadstoffe wie Schwefeldioxid und andere flüchtige organische Verbindungen aus den Abgasen entfernt.
Rückgewinnung von Energie
Die bei der Kondensation freigesetzte Energie kann direkt oder indirekt für die Vorwärmung des Netzrücklaufes verwendet werden. Dazu bedarf es einer genaueren Betrachtungdes jeweiligen Heizwerks, um sowohl das optimale System, als auch die korrekte hydraulische Einbindung zu wählen.
Anwendungsbereiche und Herausforderungen bei der Nachrüstung einer Rauchgaskondensation
Herausforderungen bei der Implementierung
Trotz ihrer Vorteile bringt die Rauchgaskondensation auch einige Herausforderungen mit sich. Eine der größten Herausforderungen ist die Handhabung des sauren Kondensats, das während des Prozesses entsteht. Dieses Kondensat kann korrosiv sein und muss neutralisiert werden, bevor es entsorgt werden kann. Darüber hinaus können sich Rückstände in den Leitungen und Wärmetauschern ablagern, was regelmäßige Wartung erfordert. Auch der anfallende Schlamm, welcher sich aus der Flugasche bildet, kann zu Problemen in der Kondensationsanlage führen. Es gibt unterschiedliche Bauarten von Rauchgaskondensationsanlagen, die unterschiedliche Nachteile mit sich bringen. Zu den besten Systemen am Markt gehören die hier beschriebenen Rauchgaswäscher. Diese werden schon seit über 100 Jahren in diversen Kraftwerkssystemen eingesetzt und sind sowohl robust, störungsfrei und einfach in der Wartung
Anwendungsbereiche und Zukunftsaussichten
Die Rauchgaskondensation findet bereits in vielen modernen Heizwerken Anwendung, insbesondere in der Industrie und bei großen Fernwärmenetzen. Auch in privaten Haushalten mit modernen Brennwertkesseln wird diese Technologie schon seit 30 Jahren eingesetzt. Mit zunehmendem Fokus auf Energieeffizienz und Umweltschutz wird die Bedeutung der Rauchgaskondensation in den kommenden Jahren voraussichtlich weiter zunehmen. Fortschritte in der Materialwissenschaft und im Anlagenbau machen diese Technologien noch effizienter und auch zugänglich für kleinere Biomasseheizwerke. Ein großer Fokus in Zukunft spielen kleine regionale Nah- und Fernwärmenetze, die Kesselanlagen im Leistungsbereich von 1 bis 5 MW betreiben. Im Zuge dessen wurden viele Förderungen in Deutschland und Österreich neu aufgelegt, um eben die Nachrüstung solcher Systeme anzukurbeln.
Zusammenfassung und Fazit
Die Rauchgaskondensation ist eine innovative und effektive Methode zur Steigerung der Energieeffizienz von Heizwerken. Durch die Nutzung der Abgaswärme trägt sie nicht nur zur Reduzierung der Wärmegestehungskosten bei, sondern leistet auch einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz. Trotz einiger technischer Herausforderungen bietet diese Technologie ein großes Potenzial für die Zukunft und sollte daher bei der Planung neuer oder der Optimierung bestehender Heizwerke unbedingt in Betracht gezogen werden.
