DFG verlängert Förderung für „Oxyflame“

26.05.2017

Kontakt

Telephone

work Phone
+49 241 80 95400

E-Mail

Wissenschaftler aus Aachen, Bochum und Darmstadt arbeiten gemeinsam im Sonderforschungsbereich/Transregio.

 

Der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft hat die Förderung für den Sonderforschungsbereich/Transregio „Oxyflame – Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre“ um eine weitere Förderperiode von vier Jahren verlängert.

Sonderforschungsbereiche, SFB, sind langfristige, auf die Dauer von bis zu zwölf Jahren angelegte Forschungseinrichtungen der Hochschulen, in denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen eines fächerübergreifenden Forschungsprogramms zusammenarbeiten. Damit dienen sie der institutionellen Schwerpunkt- und Strukturbildung. Ein Sonderforschungsbereich/Transregio wird von zwei oder drei Hochschulen gemeinsam getragen. Im SFB/Transregio Oxyflame arbeiten die RWTH, die Ruhr-Universität Bochum und die Technische Universität Darmstadt zusammen. Professor Reinhold Kneer vom RWTH-Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung ist Sprecher des Transregio.

Zur Herleitung von validierten und generalisierten Modellen erforschen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Grundlagen der Oxyfuel-Verbrennung fester Brennstoffe – wie Kohle und Biomasse – in einer Atmosphäre, die im Wesentlichen aus CO2, H2O und O2 besteht.

Neues Verbrennungsverhalten

Der Ersatz des Stickstoffanteils der Luft durch die bei hohen Temperaturen am Brennstoffpartikel sehr aktiven und strahlungswirksamen Komponenten CO2 und H2O hat ein völlig neues Verbrennungsverhalten zur Folge, das zu veränderten chemischen Umsatzraten, aber auch zu Instabilitäten sowie zu örtlichen Zünd- und Löscherscheinungen führen kann. Dies wirkt sich auf sämtliche Transportprozesse aus, wobei die zugrundeliegenden Größenskalen von der atomaren Skala – circa 0,1 nm – bis zu den Abmessungen typischer Kohlefeuerungen – Größenordnung 10 bis 100 m – reichen. Zur Auflösung dieser Skalen und der Identifizierung der die Transportprozesse dominierenden Mechanismen werden innerhalb des SFB/Transregio sowohl Grundlagenexperimente generischer Natur wie auch Validierungsexperimente an Festbrennstoffflammen im Technikumsmaßstab durchgeführt. Die Modellbildung reicht von molekulardynamischen Simulationen über Ansätze, welche die Turbulenz ganz oder teilweise auflösen bis hin zur multiskalen Beschreibung des Gesamtsystems durch Large-Eddy-Simulationen, LES, unter Berücksichtigung der Einzelphänomene.

Die Forscherteams bringen ihre Erfahrungen aus den Bereichen homogener Gasverbrennung und heterogener Partikelverbrennung in den Sonderforschungsbereich/Transregio ein. Dies ermöglicht die Nutzung der bei der Gasverbrennung entwickelten und bereits erfolgreich eingesetzten, örtlich sowie zeitlich hochauflösenden experimentellen und theoretischen Methoden für das ungleich komplexere Problem der Partikelverbrennung in einer Oxyfuel-Atmosphäre.

Die im SFB/Transregio erarbeiteten Simulationsmodelle und -methoden sollen zukünftig zusammen mit kommerziellen Software-Anbietern in ein Werkzeug überführt werden, das Anlagenbauer und Kraftwerksbetreiber in die Lage versetzen wird, Brenner und Kraftwerkskessel schneller und günstiger planen und auslegen zu können.

Für die Fortführung des SFB/Transregio wurden bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft 9,6 Millionen Euro beantragt, die auf die drei beteiligten Hochschulen verteilt werden.

Redaktion: Presse und Kommunikation