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Brennstoffe

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

Der vermehrte Einsatz von alternativen flüssigen Brenn- und Kraftstoffen zur Minderung der Treibhausgasemissionen führt bei vielen Anwendungen zu Herausforderungen. Zur Senkung der Treibhausgasemissionen werden fossile durch synthetische und biogene Brennstoffe substituiert, wodurch es einerseits zu Mischungen unterschiedlicher Brennstoffe kommt, aber auch zu negativen Effekten bei Nutzung von reinen alternativen Brennstoffen.

Bei der im Forschungsvorhaben genutzten Wärmeerzeugung durch die Verdampfung von Mitteldestillaten von einem porösen Medium können Ablagerungen auftreten, die den Betrieb beeinträchtigen bzw. zu einer vollständigen Funktionsstörung führen. Im Vorgängerprojekt DGMK-Projekt 767 wurde das Verdunstungsverhalten auf benetzten heißen Oberflächen und das Auftreten technischer Schadensbilder z.B. durch chemische Reaktionen (Verkokung) untersucht.

In diesem Forschungsvorhaben wurden neben fossilen Brennstoffen insbesondere der Einsatz und Einfluss von alternativen Brennstoffen, biogenen und synthetischen Ursprungs, untersucht. Es kamen dabei unterschiedliche Brennstoffmischungen in frischem und gealtertem Zustand zum Einsatz. Als Brennstoffe wurden Heizöl, Diesel RME, HVO, GtL und 2-Ethylexanol (Alkohol) genutzt. Die am OWI in einem Prüfstand erzeugten Ablagerungsmengen waren sowohl von den Brennstoff(-mischungen) selbst, aber auch vom Alterungszustand der Brennstoffmischungen abhängig.

Die weiterführende Analytik der Ablagerung konnte zeigen, dass Verkokung eine vorherrschende Rolle bei der Ablagerungsbildung zu spielen scheint. 60 – 85 % der Ablagerungen bestehen aus anorganischem Kohlenstoff, während der restliche Anteil aus überwiegend pyrolysierbaren Kohlenwasserstoffen mit 0 – 3 Sauerstoffatomen besteht. Es konnten Unterschiede auf molekularer Ebene zwischen Ablagerungen festgestellt werden, die von verschiedenen Brennstoffmischungen gebildet wurden. Spezielle Markerverbindungen in den Ablagerungen konnten nicht identifiziert werden, es bildet sich vielmehr ein extrem komplexes, hochmolekulares Gemisch.

Das IGF-Vorhaben (21317 BG) der Forschungsvereinigung DGMK Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für nachhaltige Energieträger, Mobilität und Kohlenstoffkreisläufe e.V. , Große Elbstraße 131, 22767 Hamburg, wurde 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.

Autoren
OWI Science for Fuels gGmbH An-Institut der RWTH Aachen:
Benedikt Bender, Yohan John
Universität Rostock Institut für Chemie, Lehrstuhl für Analytische Chemie:
Dr. Anika Neumann, Dr. Thorsten Streibel
Copyright
2024
Sprache
deutsch
eBook ISBN
978-3-947716-60-9
Buchreihen ISSN
0937-9762
Seitenzahl
108
Anzahl der Bilder
67
Anzahl der Tabellen
15