Research Outputs

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  • Publication
    Evaluating the Market Competitiveness of Reed Based Biofuels
    (Institute for Regional Studies Centre for Economic and Regional Studies Hungarian Academy of Sciences, 2015) ; ;
      133  2
  • Publication
    Bewertung und Optimierung der Energieeffizienz von Thermoprozessanlagen
    (Vulkan Verlag, 2013) ;
    Buchner, Klaus 
    ;
    Altena, Herwig 
    Die vergangenen Jahre standen im Zeichen von stark schwankenden Energiepreisen und Unsicherheiten in der Energieversorgung. Prognosen zeigen eine drastische Differenz zwischen Angebot und Nachfrage an fossilen Energieträgern für die kommenden Jahre. Energieeffizienz ist die Basis, um den zukünftigen weltweiten Energiebedarf decken zu können. Die Sektoren Industrieöfen bzw. Prozesswärme nehmen in Österreich und Deutschland einen merklichen Anteil am Gesamtenergieaufkommen ein. Durch Primärmaßnahmen an den Anlagen und eine konsequente Verwertung von Abwärmeströmen kann es zu einer deutlichen Verbesserung von Anlagenwirkungsgraden in Verbindung mit einer Reduktion von CO²-Emissionen kommen. Am Beispiel einer Durchstoß-Gasaufkohlungsanlage werden interne und externe Energieeffizienzmaßnahmen aufgezeigt und deren Auswirkung auf den Gesamtprozess einer Bewertung unterzogen. Eine Wirkungsgradsteigerung um bis zu 19 % sowie eine Reduktion der CO²-Emissionen um 547 t/a kann erzielt werden. Für die optimale Integration in ein betriebliches Energiekonzept ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Anlagenhersteller, Energieplaner und Anlagenbetreiber erforderlich.
      213  1
  • Publication
    Improved ORC process for power production by using low temperature heat
    (2021-10-13) ;
    Beckmann, Georg 
    ;
    Organic Rankine Cycles (ORC) are a modification of the classical water-steam process and are particularly suitable for electricity generation from low and medium temperature heat sources, e.g., industrial waste heat or geothermal energy. In contrast to the water-steam process, the ORC process uses organic fluids as working fluids. When using working fluids of the dry class (e.g. n-pentane), a recuperator is frequently installed in state-of-the-art ORC processes to increase the cycle efficiency. This paper analyses an improved ORC process design: A liquid working fluid stream is mixed with the vapour flow between the high-pressure stage and the medium-pressure stage of the turbine. Furthermore, the recuperator is replaced by a spray condenser. These two improvements were analysed by thermodynamic process simulations. As a use case, electricity production from clinker cooler waste heat at a temperature level of 275°C was simulated. The improved process as described would lead to an increase in the overall net efficiency up to 14%, compared to a state-of-the-art ORC process.
      155  582
  • Publication
    Untersuchung eines Elektroabscheiderkonzepts zur Reduktion von Staubemissionen
    (Leykam, 2020-11-26) ; ;
    Pöttler, Martin 
    ;
    Particulate emissions are formed during the combustion of biogenic fuels depending on the type of furnace, the operating conditions in terms of the combustion quality and the different fuel properties. The release of especially small particles often leads to health problems such as the development or worsening of lung diseases. Downstream electrostatic precipitators (ESP) represent a state of the art separation technology in medium and large biomass plants. However, these precipitators are often difficult to implement in smaller furnaces due to economic aspects and space constraints. This study deals with the integration and experimental investigation of an ESP system into the boiler body of a small scaled biomass furnace (< 100 kW). In Addition to the full load behaviour of the firing system, further test arrangements with different part load conditions of the boiler are being considered in order to analyse the particle precipitation under realistic plant operation with regard to flue gas properties and flow conditions. Furthermore, different fuels are considered. Both, discontinuous as well as time-resolved aerosol measuring methods are used to determine particulate matter emissions. The results of the discontinuous dust measurements show that with the integrated ESP, at least 50 % of the particles in the fine dust range are separated, both at full and partial load operation of the boiler, irrespective of the fuel used. Furthermore, it is shown that partial load conditions favour the separation efficiency due to low velocities and low temperatures of the gas flow over the discharge electrode, which is situated in the reversing chamber. Accordingly, the separation efficiency in part load is between 65 and 85 %, depending on fuel used. In order to enable a more precise observation of the separation behaviour with regard to particle size, additional continuous ELPI (electrical low pressure impactor) measurements are carried out for a selected fuel (wood chips). These measurements show that for small particle collectives (dP < 1 μm) separation efficiencies of over 55 % (full load) and over 80 % (part load) are achieved.
      5722  1066
  • Publication
    RaCiA - Rankine Cycle für industrielle Abwärmen
    (Klima- und Energiefonds, 2016-01-16)
    Beckmann, Georg 
    ;
    ; ;
    Die Nutzung von Abwärme, insbesondere durch Verstromung, gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Steigerung der Energie-Effizienz und die Reduktion von Treibhausgasen. Das Projekt „RaCiA – Rankine Cycle für industrielle Abwärmen“ soll die Industrie dabei unterstützen, Prozess-Abwärme vermehrt zu nutzen. Es gibt eine Reihe von Konzepten und Anlagen zur Abwärme- Verstromung, die nach dem Prinzip der Wärmekraftmaschine funktionieren, wie etwa Dampfkraft- oder ORC- Prozesse. Dennoch ist die breite Umsetzung der Abwärme- Nutzung durch Verstromung in der Industrie noch nicht in Schwung gekommen. Das Sondierungsprojekt RaCiA zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch die Verstromung von Low-Exergy-Quellen zu steigern. Entwickelt wurde ein neuartiger Dampfprozess zur Verstromung von Abwärme mit dem niedrigen Temperaturniveau zwischen 140 °C und 550°C. Das patentierte Verfahren verwendet das Prozessmedium Wasser und basiert auf einer mehrstufigen Flash-Verdampfung. Das Prozessdesign ermöglicht das Einbinden von Niedertemperatur- Abwärmen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Auf Basis von thermodynamischen Prozesssimulationen und einer ökologischen Bewertung wurde der neuartige Prozess optimiert und mit State-of-the-Art Prozessen verglichen. Das Ergebnis zeigt deutliche Vorteile des neuartigen Prozesses gegenüber Vergleichsprozessen (z.B. dem ORC- Prozess) sowohl in Effizienz als auch in ökologischer Sicht. Zum Beispiel könnte im betrachten Fall der Nutzung der Abluft aus Klinkerkühlern in Zementwerken die durch den neuartigen Prozess erzeugte Stromproduktion im Vergleich zu einem herkömmlichen ORC- Prozess um rund 29% gesteigert werden.
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