Wirbelschichttrocknung mit interner Abwärmenutzung (WTA)

Rohbraunkohle hat einen hohen natürlichen Wassergehalt von bis zu 60%. Dieses eingelagerte Wasser verschlechtert die Verbrennung der Kohle, daher muss jeder industriellen Nutzung eine Trocknung vorgeschaltet sein, um möglichst viel Wasser aus der Kohle zu entfernen.

In konventionellen Braunkohlenkraftwerken wird die Kohle getrocknet, indem ein Teil der bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase aus den Kraftwerkskesseln dem Rauchgasstrom entnommen und mit der feuchten Rohbraunkohle zusammengeführt wird. Die zur Trocknung der Kohle aufgewandte Verdampfungswärme geht im Prozess verloren. Dieser Prozess kostet vergleichsweise viel Energie, die für die Stromerzeugung nicht zur Verfügung steht. Die Folge: Es muss insgesamt mehr Kohle verbrannt werden, was wiederum einen höheren CO2-Ausstoß nach sich zieht.

Mit der WTA – einer Eigenentwicklung von RWE– wird der Wassergehalt der Rohbraunkohle von mehr als 55 Prozent auf 12 Prozent gesenkt. Der entscheidende Fortschritt: Im Gegensatz zum bisherigen Trocknungsprozess mit 1.000 Grad Celsius heißem Rauchgas erfolgt die Trocknung in der WTA bei einer Temperatur von 110 Grad energetisch deutlich günstiger. Außerdem wird die für die Trocknung der Kohle aufgewandte Wärme jetzt weitgehend zurückgewonnen und weiter genutzt. Zum Vergleich: Um eine ähnliche Wirkung für das Klima zu erreichen, müssten fast 500.000 Mittelklasseautos dauerhaft in der Garage bleiben.

Die Wirbelschichttrocknung wird bereits seit 1993 in einer kleinen Anlage am Standort Frechen erfolgreich erprobt. 2009 ist im Innovationszentrum Kohle eine Prototypanlage im kommerziellen Maßstab in Betrieb gegangen, die den wirtschaftlichen und technischen Nutzen der Wirbelschichttrocknung im Dauerbetrieb unter Beweis stellen sollte. Das Entwicklungsprojekt wurde 2014 erfolgreich abgeschlossen und die Prototypanlage wird seitdem vom Kraftwerk weiterbetrieben. Mit der Demonstrationsanlage können bis zu 110 Tonnen Trockenbraunkohle pro Stunde erzeugt werden – das sind bis zu 30 Prozent des Gesamtkohlebedarfs des BoA-Blocks in Niederaußem. Durch die WTA könnte der Wirkungsgrad künftiger Braunkohlenkraftwerke um zehn Prozent auf mehr als 47 Prozent gesteigert werden. Dadurch wird bei einem Kraftwerk mit 1.000 Megawatt Leistung bei gleicher Stromproduktion eine CO2-Reduktion von bis zu einer Million Tonnen pro Jahr möglich.

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