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OWI Science for Fuels gGmbH
02.03.2023 | Forschung

Projektstart: Alterungs­vermeidung in paraffinischen Heizölen

Ablagerungsbildung spielt beim Betrieb von Heizölbrennern in Industrie und Privathaushalten, Netzersatzanlagen und in Fahrzeugen eine Rolle. Sie kann in Bauteilen zu Störungen im Betrieb und zu Ausfällen führen. Auch wenn der Austausch von Ölheizungen forciert wird, wird in den kommenden Jahrzehnten ein Anlagenbestand in Millionenhöhe in Betrieb sein. Eine bedeutende Herausforderung ist dabei der Klimaschutz und der Einsatz alternativer Brennstoffe kann dazu beitragen. Dabei ist es essenziell, die Betriebssicherheit und den störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

Durch die Diversifizierung der im Markt vorhandenen Brennstoffkomponenten entstehen Mischungseffekte und neue Materialwechselwirkungen. Sowohl unterschiedliche Löslichkeiten von Alterungsprodukten in den unterschiedlichen Bestandteilen spielen dabei eine immer größere Rolle als auch die Eigenschaften in Verbindung mit Dichtungsmaterialien, Tankmaterialien und anderen Oberflächen in verbauten Teilen von Heizungsanlagen und Motoren. Während es mittlerweile viele Ansätze zur Beschreibung von Ablagerungsbildungs- und Alterungsvorgängen gibt, wie beispielsweise die Oxidation über Peroxide und die Polymerisierung von Doppelbindungen, gibt es noch immer keine exakte Aufschlüsselung der beteiligten Stoffgruppen und der genauen Bedingungen, unter denen sich Ablagerungen bilden. Besonders in Verbindung mit neuen paraffinischen Produkten können hier neue Effekte entstehen, die die Ablagerungsbildung weiter beeinflussen können.

BMWK fördert Forschung zur Ablagerungsvermeidung von E-Fuels

Um Ursachen zu ermitteln und Ansätze zur Vermeidung zu finden, fördert das BMWK zum 1. März 2023 das Forschungsvorhaben „Vermeidung von Alterungsprodukten und Ablagerungen von E-Fuels als Drop-In-Komponenten in Heizöl in Bauteilen von Brennersystemen in anwendungstechnischen Prüfständen“. Im Projekt soll der Fokus auf paraffinischen Produkten liegen, die aus der Fischer-Tropsch-Synthese stammen und Mischungen solcher Produkte mit mineralölstämmigen Heizölen.

Die Ablagerungsvermeidung durch chemische Veränderungen der Produkte über Additive wird einen Schwerpunkt der Arbeiten bilden. Dafür werden Ablagerungen in verschiedenen Brennerbauteilen erzeugt und begutachtet. Wichtig sind dabei die Materialien der Bauteile, Temperaturen und Mischungsverhältnisse der eingesetzten Blends. Für die verschiedenen Materialien und Geometrien werden verschiedene Bauteile mit gleicher Funktion untersucht (u.a. Messing- und Stahldüsen, verschiedene Filtermaterialien). Dann werden Additive eingesetzt, die Lösungseigenschaften analysiert sowie die Effektivität bei der Vermeidung der Ablagerungen. Eingesetzte Detailanalytik (TGA, DSC, GC, IR, NMR) soll letztlich die Möglichkeit erschließen, möglichst gezielt gegen die Ablagerungsbildung vorgehen zu können.

Forschungsstellen

OWI - Science for Fuels gGmbH, Herzogenrath
Institut für Technische und Makromolekulare Chemie RWTH Aachen 

Gemeinsam geht mehr

Das durch die Mitglieder des DGMK-Fachausschusses Brennstoffe auf den Wege gebrachte Projekt 839 wird über 2,5 Jahre laufen und durch einen Expertenkreis branchenübergreifend begleitet. Eingebunden sind Vertreterinnen und Vertreter der Energie- und Additivindustrie, Anbieter von Heizsystemen, Brennern und Komponenten, Fachleute aus der Analytik und Entwicklungsdienstleiter.

Das IGF-Vorhaben (22790 N) der Forschungsvereinigung Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für nachhaltige Energieträger, Mobilität und Kohlenstoffkreisläufe e.V., Große Elbstraße 131, 22767 Hamburg, wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.