Mit Kraftwerken besser fahren

16. Juni 2010, 18:00
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Ein neues Analyseverfahren kann mit relativ wenig Aufwand die Qualität von Kohle ermitteln - Ein Wissen, mit dem Kraftwerke effizienter betrieben werden können

Je genauer man über die Qualität des Brennstoffes Bescheid weiß, desto effizienter lässt sich ein Kohlekraftwerk betreiben. Dabei geht es um die Zufuhr zum Brenner, die vom Brennwert der Kohle abhängt, oder um die Optimierung der Abgasreinigung, für die der Betreiber den Schwefelgehalt der Kohle genau kennen muss. Doch Kohleanalysen sind aufwändig. Um den Brennwert zu bestimmen, wird die Kohle beispielsweise in einem Kalorimeter verbrannt und die freiwerdende Wärme gemessen. Eine Alternative ist die Infrarot-Spektroskopie. Sie basiert darauf, dass Moleküle charakteristische Lichtspektren emittieren, wenn sie mit infrarotem Licht bestrahlt werden. Diese Spektren liefern Informationen über chemische Bindungen in der Probe, woraus auf bestimmte Elemente oder Stoffgruppen geschlossen werden kann. Forscher von Siemens können damit nicht nur den Kohlenstoff-, Schwefel- und Wassergehalt der Probe bestimmen, sondern auch aus der Art der Bindungen direkt auf den Brennwert schließen.

Charakteristische Kurven 

Am wirtschaftlichsten ist der Einsatz von Spektrometern im nahen infraroten Wellenlängenbereich (NIR). Ihre Spektren sind allerdings schwer auszuwerten, weil sich die Signale überlagern, die von einzelnen Bindungstypen herrühren. Siemens hat daher mit Methoden der statistischen Mathematik ein Verfahren entwickelt, das anhand von Referenzmessungen an bekannten Proben charakteristische Kurvenformen für die gesuchten Elemente identifiziert. Mit der neuen Analysemethode kann auch der Säuregehalt in Fermentern von Biogasanlagen gemessen werden. Dieser Parameter ist ein wichtiges Indiz für ein drohendes Absterben der Bakterien und damit ein Abschalten der Anlage.

  • Kohleanalyse: anhand von Referenzmessungen an bekannten Proben wurden charakteristische Kurvenformen für gesuchte Elemente identifiziert.
    foto: siemens

    Kohleanalyse: anhand von Referenzmessungen an bekannten Proben wurden charakteristische Kurvenformen für gesuchte Elemente identifiziert.

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