Vliesverdampfer

Einfluss der Brennstoffzusammensetzung auf die Rückstandsbildung bei der Verdampfung flüssiger Brennstoffe in porösen Medien

Kurzbeschreibung

Aufgrund der klimapolitischen Herausforderungen und des Aufbaus einer treibhausgasneutralen Energieversorgung kommt es seit einigen Jahren zu substanziellen Neuerungen auf dem Energiemarkt. Erneuerbare, klimaneutrale Kraft- und Brennstoffe sind in den Bereichen Mobilität, Heizen und Kühlen eine Alternative zur Elektrifizierung von Anwendungen. Die Vielfalt alternativer Energieträger, die zur Ergänzung und zum Ersatz fossiler Energieträger dienen können, wird aufgrund von stetiger Erweiterung der zur Herstellung genutzten Rohstoffe und Synthesewege immer größer. Beispiele hierfür sind die Umesterung pflanzlicher und tierischer Öle sowie Altfetten zu Fettsäuremethylestern (FAME), die Hydrierung von Pflanzenölen (HVO) und die Synthese von gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Synthesegas aus Biomasse (Biomass-to-Liquid, BtL). Aus der wachsenden Diversität dieser Mitteldestillate resultiert ein ebenfalls stark vergrößertes Spektrum der physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Energieträger. Zudem können sich diese Eigenschaften im Laufe längerer Lagerzeiten in Tanks verändern.

Um die alternativen Mitteldestillate und ihre Mischungen mit fossilen Energieträgern trotz ihres vielfältigen Eigenschaftsspektrums betriebssicher einsetzen zu können, müssen sie mit der bestehenden Infrastruktur und dem Heizungsbestand kompatibel sein. Da sie den Spezifikationen in den Normen (z.B. DIN 51603-1, DIN SPEC 51603-6, DIN EN 590, DIN EN 14214, DIN EN 15940) entsprechen, erfüllen sie eine wichtige Voraussetzung für ihre Einsatzfähigkeit. Allerdings stellen sowohl ihre geringere Dichte als auch bisher noch unklare Ursachen von Wechselwirkungen bei der Mischung mit fossilen Mitteldestillaten Herausforderungen dar für die Betriebssicherheit von Heizgeräten im Bestand.

Ziele des Projekts

Dieses Forschungsprojekt soll die chemisch-physikalischen Ursachen für die Rückstandsbildung bei der Verdampfung flüssiger Brennstoffe in porösen Medien identifizieren, die Ergebnisse validieren, den Einfluss der relevanten Faktoren ermitteln und aus diesen Informationen mögliche Vermeidungsstrategien entwickeln. Die in einem Vorgängervorhaben entwickelten und gewonnenen Erkenntnisse, experimentellen Einrichtungen sowie analytischen Methoden werden genutzt und weiterentwickelt.

Arbeitsaufgaben OWI

  • Langzeitlagerung von Brennstoffen unter definierten Bedingungen
  • Modifizierung und Inbetriebnahme einer idealisierten Prüfapparatur zur Filmverdampfung / Ablagerungsbildung in heißen porösen Medien
  • Validierung der ablagerungsverursachenden Komponenten
  • Entwicklung von Vermeidungs- und Regenerationsstrategien
  • Mathematische Modellierung des Verdunstungsverhaltens der Brennstoffe

Durchführende Forschungsstellen

  • Abteilung Technische und Analytische Chemie am Institut für Chemie der Universität Rostock
  • OWI Science for Fuels gGmbH

Projektförderung

Das IGF-Vorhaben 21317 BG der Forschungsvereinigung Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. – DGMK, Überseering 40, 22297 Hamburg wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektlaufzeit

10/2020 bis 03/2023

Kontakt

M.Sc. Oliver Zöllner
Tel.: 02407/ 9518-116
E-Mail: O.Zoellner@owi-aachen.de