Nachrichten aus dem IOB

Einsatz von Wasserstoff als Brennstoff im Strahlheizrohr

Im Technikum der WS Wärmeprozesstechnik GmbH wurden gemeinsame Messungen zum Einsatz von Wasserstoff als Brennstoff in Strahlheizrohren durchgeführt.
Die prak­ti­sche Arbeit steht bei uns immer mit im Vor­der­grund: Im Tech­ni­kum der WS Wär­me­pro­zess­tech­nik GmbH wur­den gemein­sa­me Mes­sun­gen zum Ein­satz von Was­ser­stoff als Brenn­stoff in Strahl­heiz­roh­ren durchgeführt.

Die indi­rek­te Behei­zung von Indus­trie­öfen mit­tels Strahl­heiz­roh­ren ist für vie­le mit Schutz- oder Reak­ti­ons­ga­sen betrie­be­ne Öfen Stand der Tech­nik. Die Anwen­dun­gen rei­chen von kon­ti­nu­ier­li­chen Feu­er­ver­zin­kungs­an­la­gen für Stahl­band über Glühö­fen für Alu­mi­ni­um­halb­zeu­ge bis hin zu Email­lier­öfen für Kera­mik. Im Zuge der Dekar­bo­ni­sie­rung wer­den ver­schie­de­ne tech­ni­sche Lösun­gen für Strahl­rohr­be­hei­zung dis­ku­tiert. Neben dem Ein­satz elek­tri­scher Wider­stands­heiz­ele­men­te wird von vie­len Anwen­dern, ins­be­son­de­re von Groß­an­la­gen (> 10 MW), die Umstel­lung von Erd­gas auf Was­ser­stoff adres­siert. Ers­te expe­ri­men­tel­le und nume­ri­sche Unter­su­chun­gen wur­den am IOB letz­tes Jahr im Rah­men des progres.nrw – Rese­arch Vor­ha­bens H2RadiantTube (För­der­kenn­zei­chen: 005‑2005-0049_33) durch­ge­führt. Hier­bei wur­de ein metal­li­scher Reku­per­a­tor­bren­ner, der für den Betrieb mit Erd­gas opti­miert ist, mit Gemi­schen aus Erd­gas und Was­ser­stoff und rei­nem Was­ser­stoff betrieben.

 

 

Die Ergeb­nis­se der Emis­si­ons­mes­sun­gen haben gezeigt, dass die NOx-Emis­sio­nen mit höhe­rem Was­ser­stoff­ge­halt im Brenn­stoff deut­lich anstei­gen. Gleich­zei­tig wur­den im Bereich der Bren­ner­mün­dung deut­lich höhe­re Tem­pe­ra­tu­ren gemes­sen. Dies sind die Haupt­an­satz­punk­te für eine Opti­mie­rung der Brenner.

Die gemein­sa­men Unter­su­chun­gen mit WS waren der Auf­takt für die Bear­bei­tung meh­re­rer aktu­el­ler For­schungs­the­men. Ein Ziel war die Vali­die­rung der Ergeb­nis­se eines CFD-Models für ein Man­tel­strahl­heiz­rohr. Hier­für haben wir das Strahl­heiz­rohr mit zahl­rei­chen Ther­mo­paa­ren ver­se­hen, um die Tem­pe­ra­tur­ver­tei­lung zu ermit­teln. Außer­dem wur­de die Abgas­tem­pe­ra­tur und Abgas­zu­sam­men­set­zung in Abhän­gig­keit der Was­ser­stoff­kon­zen­tra­ti­on im Brenn­stoff gemes­sen, um die Effi­zi­enz und die Emis­sio­nen zu bewer­ten. Ein ande­res Ziel war der Ver­gleich ver­schie­de­ner Mess­ge­rä­te zur Emis­si­ons­mes­sung, der gleich­zei­tig durch­ge­führt wurde.

 

 

Im glei­chen Zug wur­de der Besuch vor Ort genutzt, um im Aus­tausch mit den Exper­ten von WS über Details unse­res neu­en Ver­bund­vor­ha­bens FlexHeat2Anneal zu dis­ku­tie­ren, das im Rah­men der „Tech­no­lo­gie­of­fen­si­ve Was­ser­stoff“ vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Kli­ma geför­dert wird. Wei­ter­hin wur­den Erkennt­nis­se zu bereits lau­fen­den Pro­jek­ten und Ideen für neue For­schungs­vor­ha­ben ausgetauscht.

Wir dan­ken den Kol­le­gen von WS für ihre Gast­freund­lich­keit und freu­en uns auf die zukünf­tig noch inten­si­ve­re Zusam­men­ar­beit im Bereich der Strahlheizrohrtechnologie.