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DGMK-Projekt Brennstoffe

Vermeidung von Alterungsprodukten und Ablagerungen von E-Fuels als Drop-In-Komponenten in Heizöl in Bauteilen von Brennersystemen in anwendungstechnischen Prüfständen

Laufzeit
2022 bis 2024 (geplant, 30 Monate)
Forschungsstelle
OWI Science for Fuels gGmbH: Wilfried Plum, Elmar Pohl
ITMC Institut für technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen: PD Dr. Alina Adams, Interim Professor
Anlass und Ziel

Im Rahmen der Verwendung von alternativen Brennstoffen wird zurzeit eine Norm für paraffinische Brennstoffe entwickelt. Ein Vertreter dieser Gruppe sind Produkte aus der Fischer-Tropsch-Synthese, die aus regenerativem Wasserstoff und einer Kohlenstoffquelle hergestellt werden. Da der Wasserstoff aus Elektrolyse über die Verwendung überschüssigen Stroms aus Wind- und Solarenergie gewonnen wird, spricht man auch von E-Fuels. Um solche paraffinischen Fuels sicher und ohne Ausfälle einzusetzen, müssen zuvor einige Untersuchungen durchgeführt werden. Zum einen ist nicht klar, ob in Mischungen mit konventionellem Heizöl Ablagerungsbildung auftritt, und zum anderen, wie solche Ablagerungen verhindert werden können. Gerade in Bezug auf die unterschiedliche Polarität der Komponenten kann es bei Alterung zu schnellerem Ausfallen von Sedimenten kommen. Diese können in Filtern hängen bleiben und diese dadurch verstopfen. Das Projekt soll dazu beitragen, die Bedingungen zur Bildung von solchen Ablagerungen abzuklären, die entstandenen Ablagerungen eingehend zu untersuchen, und Vermeidungsstrategien zu entwickeln. Die Ansätze reichen dabei von Veränderungen der Strömungsverhältnisse in Bauteilen, über die Zugabe von Additiven, bis hin zur Vermeidung bestimmter Mischungsverhältnisse beim Nachtanken.

Kurzbeschreibung

Unter erhöhter Temperatur, Licht, Druck und dem Einfluss katalytischer Metalle können in technischen Heizölbrennern Ablagerungen entstehen. Einige dieser Einflüsse lassen sich durch die Bauart des Systems eliminieren. Es gibt jedoch in jedem Fall Kontakt mit der Oberfläche von Brennerbauteilen, Hitze an der Düse durch die Verbrennung, sowie erhöhten Druck in der Leitung von der Pumpe zur Düse. Bei diesen Randbedingungen werden verschiedene Bauteile von Brennern wie Filter, Pumpen, Ölvorwärmer und Düsen in anwendungsnahen Prüfständen mit Brennstoffen in Kontakt gebracht. Dabei wird der Brennstoff in allen Fällen im Kreis geführt, um ein reales System nachzubilden. Die entstehenden Ablagerungen und die Alterung der Brennstoffe im Kontakt mit den Bauteilen werden im Anschluss näher untersucht. Eingesetzte Methoden sind dabei Standardanalyseverfahren sowie verschiedene NMR-Techniken.

Bearbeitungsstand

Die IGF-Antrag wurde durch die Gutachter der AiF befürwortet und dem BMWi zur Bewilligung vorgelegt.

Projektstatus

Projektkoordination

Jan Ludzay

Leiter der Abteilung Verarbeitung und Anwendung

Nadine Ludzay

Koordination