Opti­sche Unter­su­chung Flamm­lo­ser Oxi­da­ti­on mit­tels Visua­li­sie­rung von OH*-Chemilumineszenz bei klei­nen Brennerleistungen

Dr. Sajoscha Blinn


Reihe: Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik

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Inhalt


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Optische Untersuchung Flammloser Oxidation mittels Visualisierung von OH*-Chemilumineszenz bei kleinen Brennerleistungen: Seit vielen Jahrzehnten stehen die Verbesserung und Weiterentwicklung von Verbrennungsverfahren und deren Anwendung zur Prozesswärmeerzeugung im Fokus weltweiter Forschungsprojekte. Aufgrund zunehmender Rohstoffknappheit und dem damit verbundenen Anstieg an Kosten, wurden immer effizientere Brennertechnologien entwickelt. Ein großer Schritt hin zu hocheffizienten Brennern war die Entwicklung und der Einsatz der Luftvorwärmung, bei der die Energie des heißen Abgases genutzt wird, um die Temperatur der Verbrennungsluft zu erhöhen. Ein negativer Effekt des Einsatzes hoch vorgewärmter Verbrennungsluft, ist der dramatische Anstieg der Stickoxidemissionen im Abgas.

In Deutschland sind die zulässigen Emissionen für Anlagen zur Erzeugung von Prozesswärme in der TA-Luft geregelt. Ein Entwurf zur Änderung der aktuellen TALuft von 2002 sieht eine Reduzierung der maximal zulässigen Emissionswerte für NOx bei Anlagen zur Erzeugung von Prozesswärme mit einer Feuerungsleistung von weniger als 50 MW auf 55 ppm vor; das entspricht etwa 20 % des bisher erlaubten Höchstwerts. Die stetige Verschärfung der Umweltschutz- und Emissionsvorschriften erfordert die Entwicklung neuer Brennertechnologien, die sowohl effizient als auch umweltschonend arbeiten.

Für die Entstehung von Stickoxiden ist die hohe Temperatur bei technischen Verbrennungsprozessen der bedeutendste Parameter. Die Bildung von NOx steigt überproportional mit einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur. Dabei werden die höchsten Temperaturen im Bereich der Flammenfront erreicht. Aus diesem Grund ist die Weiterentwicklung von Technologien zur sauberen und effizienten Verbrennung ein lohnendes Ziel. Besonders durch den Einsatz flammloser, räumlich verteilter Verbrennung kann, aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperatur, der Ausstoß von NOx drastisch reduziert werden. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von sogenannten Oxy-Fuel-Prozessen. Die meisten technischen Verbrennungsprozesse nutzen Luft als Oxidator. Bei denen Oxy-Fuel-Prozessen wird statt Luft reiner Sauerstoff als Oxidator verwendet. Der in der Luft enthaltene Stickstoff steht daher nicht als Edukt für die Entstehung von Stickoxiden zur Verfügung, wodurch die Schadstoffemission drastisch gesenkt werden kann. Eine zusätzliche Möglichkeit die Emission von Stickoxiden zu reduzieren, sind sogenannte sekundären Maßnahmen. Die sekundären Maßnahmen beinhalten den nachträglichen Abbau der im Abgas enthaltenen Stickoxide. Ein aus dem Alltag bekanntes Beispiel ist der in Kraftfahrzeugen verwendete Abgaskatalysator. Für große Mengen Abgas empfiehlt sich das Eindüsen von Harnstoff oder Ammoniak in den Abgasstrom. Oxy-Fuel-Prozesse und sekundärmaßnahmen werden im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter behandelt.

Informationen

Format

E-Book (PDF), Softcover (DIN A5)

Autor

Dr. Sajoscha Blinn

Umfang

91 Seiten

ISBN

978-3-96463-000-1

1. Auflage

2018

Verlag

SummaCumLaude-Verlag

Über den Autor

Dr. Sajoscha Blinn promovierte am Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen. Seine Dissertation trägt den Titel „Optische Untersuchung Flammloser Oxidation mittels Visualisierung von OH*-Chemilumineszenz bei kleinen Brennerleistungen“. Seit seiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter ist er unternehmerisch tätig und hilft Promovierenden bei der Veröffentlichung ihrer Doktorarbeiten.

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