Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines No-Harm-Anwendungstests für Heizöl-Additive zur Vermeidung unerwünschter Nebenwirkungen von Additiven beim Einsatz in Heizöl-Brennersystemen

Im Raumwärmemarkt ist durch die Energiewende mit einer Brennstoffdiversifikation zu rechnen. Zudem nimmt im Zuge längerer Lagerdauern der Additiveinsatz zu, was die Gesamtzahl an möglichen Brennstoff-/ Additivkombinationen erhöht. Im ungünstigsten Fall könnten neue Brennstoffkomponenten, das Heizöl, deren jeweilige Alterungsprodukte sowie die Additive Wechselwirkungen eingehen, die potentiell zu Anlagenstörungen führen können. Am OWI konnte dies in Anwendungstests bereits vereinzelt beobachtet werden. Die parallel durchgeführten physikalisch-chemischen Analysen zeigten hingegen lediglich die Qualitätsverbesserung durch die Additivzugaben, keinen Hinweis auf potenziell schädliche Nebenwirkungen. Die aktuelle Liste der No-Harm-Prüfkriterien für Additive für Heizöl EL enthält ausschließlich analytische Tests, keinen Anwendungstest.

Im Rahmen des Projektes soll ein anwendungstechnischer No-Harm-Test für Additive in Heizöl EL als Ergänzung zu den chemischen Analysen entwickelt werden. Hierbei sollen alle brennstoffführenden Bauteile einer Heizungsanlage in einem geschlossenen Kreislauf vom zu testenden Brennstoff durchströmt werden. Die generelle Eignung dieses Prüfkonzeptes zur Untersuchung von Störfällen im Feld, unabhängig vom Standort und Bediener, konnte bereits gezeigt werden.

Um die kostengünstige und schnelle No-Harm-Prüfung zu gewährleisten soll der Test schnell durchführbar sein, wenig Probenvolumen benötigen, einen hohen Automatisierungsgrad bieten und geringe Rüstzeiten aufweisen. Die Prüfdauer soll nach Möglichkeit weniger als 200 Stunden betragen.

Von der sicheren und kostengünstigen No-Harm-Prüfung profitieren auch und gerade KMU. Einerseits indirekt, da an die Mineralölindustrie die Heizölhändler angebunden sind, die überwiegend KMU sind. Andererseits direkt, im Fall von KMU Additivherstellern und Analyselaboren. Den Mineralölhändlern wird zudem mit dieser Prüfmethode der Einstieg in den lukrativen Markt der „Premium“ Heizöle erleichtert.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projekts wurde ein Prüfstand aufgebaut, der es ermöglichen soll, die No-Harm-Eigenschaften von Additiven im Zusammenhang mit relevanter Anwendungstechnik zu untersuchen. Unter No-Harm-Tests versteht man eine Reihe von Untersuchungen, die sicherstellen sollen, dass Additive neben ihrer nachgewiesenen Wirksamkeit keine Nebenwirkungen auf andere relevante Eigenschaften von Brenn- und Kraftstoffen haben. Zunächst wurde unter Berücksichtigung von anwendungsnahen Drücken, Durchflüssen und Temperaturen ein Kreislaufprüfstand entwickelt und dann getestet.

Die Versuchsparameter wurden über mehrere Iterationsschritte verändert und optimiert, und schließlich Versuche mit verschiedenen Additiven durchgeführt. Das Ergebnis der Untersuchungen ist ein funktionsfähiger Prüfstand, mit dem in Versuchslaufzeiten von etwa 250 h eine Differenzierung zwischen unterschiedlichen Brennstoffen erreicht werden kann. Die wichtigsten Erkenntnisse für die weitere Verwendung des Prüfstands sind die Vorfiltration der Proben, die Verwendung von frischen Filtern für jeden Versuchslauf, eine Bauweise mit leicht zu reinigenden Bauteilen, und die automatische Regelung des Durchflusses. Mit diesen Verbesserungen kann der Prüfstand in Zukunft erneut getestet und validiert werden, und anschließend in der Testung von Additiven eingesetzt werden.

Das entwickelte Verfahren kann in Zukunft von Additivherstellern eingesetzt werden, um die Wechselwirkung ihrer Additive mit Anwendungstechnik zu prüfen und ggf. Additivformulierungen zu verbessern. Dies erlaubt eine besserer Additivierung für Anwender.