Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energieversorgung der Zukunft - Sonderforschungsbereich „Oxyflame“ am 1. Oktober gestartet

02.10.2013
Nicht erst seit der Energiewende wird dem Ziel, das klimaschädliche Treibhausgas CO2 zu reduzieren, hohe Priorität eingeräumt.

Um die Energie- und Stromversorgung jedoch auch zukünftig sichern zu können, muss ein Teil des Primärenergiebedarfs weiterhin aus fossilen Energieträgern wie Kohle und Erdgas gedeckt werden. Die „Oxyfuel-Technologie“ stellt für die Realisierung dieser Ziele eine vielversprechende Methode dar.

Im Unterschied zu konventionellen Kraftwerken wird der Brennstoff bei der „Oxyfuel-Technologie“ nicht mit Luft, sondern mit einem Gemisch aus Sauerstoff und rezirkuliertem Rauchgas verbrannt. Im Abgas finden sich dann lediglich die beiden Hauptbestandteile Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Letzteres kann nun mit deutlich weniger Aufwand abgeschieden werden.

Bei dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Sonderforschungsbereich/Transregio 129 „Oxyflame“, bei dem die TU Darmstadt, die RWTH Aachen und die Ruhr-Universität Bochum kooperieren, geht es um die Entwicklung eines grundlegenden Verständnisses der Oxyfuel-Verbrennung von Kohlestaub. Ziel der Forscher ist es, zunächst die Mechanismen und mathematischen Modelle zur Beschreibung von Teilprozessen zu erfassen. Auf Basis der Teilprozessmodellierung soll dann die verlässliche numerische Simulation der gesamten Feuerung ermöglicht werden. Diese kann wiederum dazu genutzt werden, die Technologie zu optimieren und verbesserte Brenner sowie Feuerräume für Oxyfuel-Kraftwerke auszulegen.

Oxyfuel-Forschung an der TU Darmstadt

An der TU Darmstadt sind drei Fachgebiete mit der Erforschung dieser Prozesse in verschiedenen miteinander verzahnten Teilprojekten beschäftigt. Diese sind das Fachgebiet für Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM) unter Leitung von Prof. Dr. Andreas Dreizler, das Fachgebiet für Energie- und Kraftwerkstechnik (EKT) von Prof. Dr.-Ing. Johannes Janicka sowie das Fachgebiet für Energiesystemtechnik (EST), welches von Prof. Dr.-Ing. Bernd Epple geleitet wird. Weitere Teilprojektleiter der Institute sind Dr.-Ing. Jochen Ströhle (EST), Prof. Dr. Amsini Sadiki (EKT) und Prof. Dr. Volker Ebert (RSM).

Am EST beschäftigen sich Wissenschaftler im Rahmen eines Teilprojekts mit den physikalisch-chemischen Grundlagen und dem Verständnis über die chemische Reaktionskinetik von Chlor- und Schwefelverbindungen. Chlorverbindungen sind verstärkt in Biomasse zu finden und können wegen ihrer stark korrosiven Eigenschaften Probleme in Kraftwerken bereiten. Das Vorhandensein von Schwefel in Brennstoffen ist wiederum für die Reinigung des Rauchgases von großer Relevanz. Da bei der Oxyfuel-Verbrennung Rauchgas in den Brennraum rezirkuliert wird, kann es zu einer Aufkonzentration dieser Spezies kommen.

Bei den am EST durchgeführten Experimenten wird die Chlor- und Schwefelchemie untersucht. In einem weiteren Teilprojekt, das am RSM sowie am Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung in Aachen unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Reinhold Kneer durchgeführt wird, geht es um die experimentelle Untersuchung und Charakterisierung von Oxyfuel-Kohlestaubbrennern. Die Herausforderung besteht hier darin, die gekoppelten partikeldynamischen und chemischen Prozesse mit hoher Raum- und Zeitauflösung zu erfassen. Um dies zu erreichen, werden moderne laserdiagnostische Methoden eingesetzt.

Ergebnisse aus Teilprojekten fließen ein

Die Absorptionsspektroskopie ist eine laserdiagnostische Methode, die für die Anforderungen in Kohlestaubbrennern besonders geeignet ist. Um die Konzentration von wichtigen Spezies und die Temperatur der Strömung zuverlässig messen zu können, wird am RSM dieses Messverfahren von Prof. Dr. Volker Ebert in einem weiteren Teilprojekt auf die Oxyfuel-Verbrennung angepasst. Langfristiges Ziel ist die Nutzbarmachung dieses Verfahrens für industrielle Prozesse.

Die numerische Modellierung der Turbulenz-Chemie-Wechselwirkung ist ebenfalls Inhalt eines Teilprojekts mit Darmstädter Beteiligung. Am EKT werden hierzu Modelle und Methoden entwickelt, die zuverlässig die komplexe Interaktion von Partikeltransport, Turbulenz, Gasphasen- und Partikelverbrennung beschreiben sollen. Für die Validierung der Modelle sind experimentelle Ergebnisse erforderlich, die bei den anderen Teilprojekten gewonnen werden.

Mit „Oxyflame“ ist am 1. Oktober ein umfangreiches Projekt in die erste Förderperiode gestartet. Die RWTH Aachen, die Ruhr-Universität Bochum und die TU Darmstadt bringen gemeinsam ihre Kompetenzen ein, um die zukünftige Energie- und Stromversorgung auf eine fundierte Basis zu stellen. Insgesamt kann das Forschungsvorhaben mit weiteren Förderperioden eine Gesamtlaufzeit von zwölf Jahren erreichen.

Ansprechpartner:
Robert Knappstein,
Tel. 06151/16-5186,
E-Mail: knappstein@ekt.tu-darmstadt.de
MI-Nr. 90/2013, Robert Knappstein

Jörg Feuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-darmstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Ein leistungsfähiges Lasersystem für anspruchsvolle Experimente in der Attosekunden-Forschung
19.07.2017 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Solarenergie unterstützt Industrieprozesse
17.07.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten