Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methodenentwicklung zur Charakterisierung der Zündung staubförmiger Brennstoffe mittels Spektroskopie an einem Zündofen

Die Substitution fossiler Brennstoffe durch Biomasse, Rest- und Abfallstoffe birgt großes Potential zur Verringerung von CO2-Emissionen, geht aber mit einem veränderten Zünd- und Abbrandverhalten einher. Für Betrieb und Konstruktion von Brennern/Brennkammern stellt dies insbesondere aus sicherheitstechnischer und verfahrenstechnischer Sicht eine große Herausforderung dar. Bislang mangelt es an einer praktikablen, schnellen und kostengünstigen Untersuchungsmethode zur Brennstoffcharakterisierung.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen durch die Kombination der Analysenmethoden Zündofen und NIR-Spektroskopie zunächst zeitlich hochaufgelöste Informationen zum Zünd- und Umsatzverhalten staubförmiger Brennstoffe unter definierten Randbedingungen erhalten werden. Anschließend ist zu zeigen, dass sich mit dieser kombinierten Methode anhand der Versuchsergebnisse einzelner Fraktionen, in Verknüpfung mit einem mathematischen Modell, das Zündverhalten beliebiger Mischungen vorausbestimmen und mit einem Referenzbrennstoff vergleichen lässt, was künftig die Möglichkeit bietet, spezielle Brennstoffmischungen für ein gewünschtes Zündverhalten herzustellen.

Mit der gezielten Anpassung der Brennstoffzündeigenschaften auf Basis der Forschungsergebnisse können der Markt an Substitutionsbrennstoffen deutlich erweitert und Einsatzrisiko, Brennstoffkosten sowie CO2-Emissionen gleichzeitig gemindert werden. Anlagenbetreiber als Kunden der Planer, Hersteller, Lieferanten und Dienstleister würden die praktische Umsetzung finanzieren, da sie von der höheren Brennstoffflexibilität, den o.g. Vorteilen und dem vermeidbaren Brennerumbau profitieren. Speziell KMU profitieren als Start-ups vom Brennstoffdesign, Anlagenhersteller und Planer durch die Anpassung von Bestandsanlagen sowie Anwendung der Erfahrungen in Exportmärkten und Brennstofflieferanten durch ein erweitertes Portfolio. Zudem können neue Produkte und Dienstleistungen bei Anbietern von Messtechnik und Laboranalysen entstehen.