Kraftwerks- und Industriefeuerungen

METES – Metals for Energy Storage – ist ein RFCS-Projekt mit dem Ziel, die Nutzung von Metallen als potenziellen Energiespeicher zu untersuchen. Auf Grund des zunehmenden Anteils von erneuerbaren Energiequellen mit fluktuierender Verfügbarkeit werden Langzeitspeicher benötigt, um Angebot und Nachfrage im Einklang zu bringen. Das METES-Projekt erforscht den Einsatz der Metalle Eisen, Aluminium, Magnesium und Silizium als CO₂-freie, zirkuläre Energieträger, um fossile Brennstoffe wie Stein- und Braunkohle in Dampfkraftwerken zu ersetzen. Metalle bieten eine hohe volumetrische Energiedichte sowie eine sichere Lagerung. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, dass der Wärmefreisetzungsprozess dem der Verbrennung von Kohlenstaub ähnelt, was eine Weiternutzung der vorhandenen Kohleinfrastruktur ermöglichen würde. Um dies zu überprüfen werden die genannten Metalle experimentell hinsichtlich ihrer Brenneigenschaften untersucht. Auf dieser Grundlage werden die Verbrennungsprozesse in CFD-Modellen modelliert und validiert. Das Potenzial der Technologie wird anhand detaillierter Umrüstungsszenarien für reale Kraftwerke aufgezeigt. Ziel des Projekts ist es, die Technologie von TRL 2-3 auf TRL 4-5 zu entwickeln und ihre technische, wirtschaftliche und ökologische Machbarkeit nachzuweisen, um konkrete Empfehlungen für politische Entscheidungsträger und die Industrie abzuleiten.

Bearbeiter: C. Baum, J. Maier

Versuchsanlage: BTS, REM, TGA, Gasanalytik, Brennstoffanalytik

Projektstart: 01.10.2026, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Research Fund for Coal and Steel (RFCS)

BioH₂Steel ist ein internationales Forschungsprojekt (CETP) über die effiziente Integration und Nutzung von biogenem, H₂-reichem Synthesegas für eine nachhaltige Stahlproduktion (Efficient Integration and Utilization of Biogenic H₂-rich Syngas for Sustainable Steel Production).

Stahl bildet das Rückgrat der modernen Industrie, gleichzeitig zählt die Eisen- und Stahlproduktion zu den größten Verursachern energiebedingter CO₂-Emissionen. Direktreduktionsverfahren (DRI) gelten als vielversprechende Alternative zur konventionellen Stahlerzeugung, basieren jedoch bislang häufig noch auf fossilem Methan. Der Einsatz von grünem Wasserstoff bietet daher ein großes Potenzial zur weiteren Dekarbonisierung der Stahlindustrie. Das Projekt BIOH₂Steel untersucht die Integration der sorptionsgestützten Vergasung (Sorption Enhanced Gasification, SEG) zur Umwandlung von Biomasse- und Abfallstoffen in wasserstoffreiches Synthesegas für den DRI-Prozess, sodass Abfallverwertung und nachhaltige Wasserstofferzeugung miteinander kombiniert werden. Ergänzend wird die Nutzung des abgeschiedenen CO₂ sowie die Verwertung von Nebenprodukten wie Biokohlenstoff, Kalk und Schlacken betrachtet, um die Kreislaufwirtschaft zu stärken. Arbeitsschwerpunkt des IEDs liegt auf der Oxy-SEG-Vergasung zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Synthesegases und einer effizienten CO₂-Rückgewinnung. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung klimafreundlicher und ressourceneffizienter Technologien für die zukünftige Stahlproduktion.

Bearbeiter: I. Kumar, A. Neuwirth, C. Schmidberger, C. Baum, J. Maier

Versuchsanlagen: ELWIRA, MAGNUS, Gasanalytik, Brennstoffanalytik, REM

Projektstart: 01.12.2025, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Clean Energy Transition Partnership (CETP)

Verbundvorhaben: PARCO₂UR - Kopplung von Aminwäsche und Knallgasfermentation zur CO₂-Abscheidung und Ölsäure-Synthese an Müllverwertungsanlagen

Teilvorhaben: Experimentelle Untersuchung einer Aminwäsche-Versuchsanlage sowie Maßnahmen zur Optimierung des Verfahrens bei realen bzw technisch relevanten Bedingungen

Im Rahmen dieses Projekts wird die Abscheidung und Nutzung von CO₂ aus den Rauchgasen von Müllverwertungsanlagen durch Kopplung der Technologien Aminwäsche und Knallgasfermentation erprobt und optimiert. Dazu werden die CO₂-Abscheidung an einer Müllverwertungsanlage unter Einsatz alternativer Amine und die biologische Verwertung des CO₂ mittels Knallgasfermentation im Pilotmaßstab erprobt. Die Erkenntnisse sollen für ein Scale-Up genutzt werden und Potenziale für eine Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft aufzeigen. Das Institut für Energieverfahrenstechnik und Dynamik in Energiesystemen der Universität Stuttgart (IED) wird die installierte Aminwäsche-Versuchsanlage an der Müllverwertungsanlage der Stadtreinigung Hamburg unter realen Bedingungen wissenschaftlich begutachten und begleiten und darüber hinaus Maßnahmen zur Prozessoptimierung an einer eigenen technisch relevanten Versuchsanlage experimentell untersuchen. Neben diesen Messungen soll zudem das Oxy-Enriched Verfahren als Möglichkeit zur Steigerung der Gesamteffizienz im halbtechnischen Maßstab untersucht und alternative Feuerungskonzepte im Zusammenspiel mit einer Aminwäsche erprobt werden. Hierzu werden an einer modifizierten Rostfeuerungsanlage im Technikum des IED Müllverbrennungsversuche mit einer erhöhten Sauerstoffkonzentration in Kombination mit einer CC-Einheit durchgeführt.

Bearbeiter: F. Koorang Beheshti, E. Miller, J. Maier, C. Baum

Versuchsanlage: ROFEA

Projektstart: 01.01.2026, Laufzeit: 36 Monate

Projektpartner: Universität Stuttgart/IED, Stadtreinigung Hamburg, Colipi

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Teilvorhaben: Bewertung und Vorhersage von Verschmutzungen bis zum kalten Ende des Rauchgaswegs in thermischen Kraftwerken durch Experimente, Modellentwicklung und Simulation (VeRa-EMS)

Der Lösungsansatz des Projekts VeRa ist die Erarbeitung von Werkzeugen zur Vorhersage und Bewertung von Verschlackung und Verschmutzung sowie Kondensation wässriger korrosiver Phasen beim Einsatz unterschiedlicher biogener Brennstoffe und bei Brennstoffmischungen aus Regelbrennstoffen und alternativen Brennstoffen mit hohem biogenem Anteil. Die kurzfristig realisierbare Mitverbrennung soll Biomassen als Alternative zu fossilen Brennstoffen etablieren und langfristig in einer vollständigen Umstellung auf alternative biogene Brennstoffe münden.

Dieses Ziel wird sowohl mit der Weiterentwicklung der Verschmutzungsmodelle für CFD-Simulationen als auch mit einem für diese Anforderungen weiterentwickelten Engineering Tool verfolgt. Unter Anwendung der Softwaretools kann eine geeignete, im Hinblick auf die Minimierung von Verschmutzungsproblemen optimierte Mischung verschiedener Brennstoffqualitäten und dadurch eine Betriebsoptimierung erreicht werden. Grundlage für die Weiterentwicklung der Werkzeuge ist eine zu generierende thermochemische Oxid-Salz-Datenbank sowie die Integration von Kinetiken für langsame Reaktionen und Kondensationsvorgänge.

Die Modellentwicklungen werden durch Versuche, Messungen und Analysen im Labor-, Technikums- und Pilotmaßstab unterstützt. Messkampagnen in vier Kraftwerken liefern die notwendigen Validierungsdaten und Erkenntnisse für den industriellen Maßstab.

Das Projekt wird vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) und Industriepartnern aus der Energiewirtschaft finanziert.

Bearbeiter: A. Suso, P. Plaza, E. Miller, S. Grathwohl, J. Maier, C. Baum

Versuchsanlage: KSVA, BTS, REM, Gasanalytik, Brennstoffanalytik, Großkraftwerksmessungen

Projektstart: 01.02.2021, Laufzeit: 48 Monate

GreenDEALCO₂ ist ein RFCS‑Projekt, in welchem neue Perspektiven für die Kohleindustrie auf Grund des beschlossenen Kohleausstieges in Europa untersucht werden. Dabei werden nachhaltige Nutzungskonzepte für stillgelegte Kohlekraftwerksstandorte untersucht. Ziel ist es, die vorhandene Infrastruktur für die Herstellung von grünen E-Fuels zu nutzen. Hierfür werden Konzepte entwickelt und nach techno-ökonomischen Analysen bewertet. Für die vielversprechendsten Produktionspfade werden mögliche Zertifizierungskonzepte entwickelt, mit denen die Qualität und Nachhaltigkeit der E-Fuels nachgewiesen werden soll. Außerdem werden für die Nachnutzungsszenarien auch soziale Aspekte wie beispielsweise die Entstehung von Arbeitsplätzen berücksichtigt. Darüber hinaus wird mittels Umfragen das Wissen und die Akzeptanz zu E-Fuels in der Bevölkerung untersucht.

Ein zweiter wichtiger Teil des Projekts ist die Untersuchung von alternativen Brennstoffen, wie Wasserstoff, Ammoniak und Metallen. Diese kohlenstofffreien Energieträger könnten in Großkraftwerken eingesetzt werden, um diese als CO₂-freie Reserve und zur Netzstabilisierung nutzen zu können. Die gewonnenen Erkenntnisse des Projekts sollen als Geschäfts‑ und Policy‑Empfehlungen in Europa dienen.

Bearbeiter: C. Baum, J. Maier

Versuchsanlage: BTS, REM, Gasanalytik, Brennstoffanalytik

Projektstart: 01.07.2021, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Research Fund for Coal and Steel (RFCS)

Das AC²OCem-Projekts zielt darauf ab, die Dekarbonisierung der europäischen Industrie voranzutreiben, indem die Oxyfuel-Technologie als kosteneffiziente Lösung zur Kohlenstoffabscheidung in die Zementindustrie integriert wurde. Mit dem Ziel, die Markteinführungszeit der Oxyfuel-Technologie im Zementsektor zu verkürzen, arbeitete das Projekt daran, die Schlüsselkomponenten von Oxyfuel-Zementwerken durch die Durchführung einer Reihe von Pilotversuchen sowie mehrerer detaillierter analytischer Studien auf TRL6 voranzubringen. Dies ermöglichte, die großtechnischen Oxyfuel-Demonstrationsanlagen mit der Perspektive einer nahezu CO₂-freien Zementproduktion zu unterstützen und zu beschleunigen. Im Rahmen des AC²OCem-Projekts wurde die Oxyfuel-Technologie der ersten Generation zur Nachrüstung bestehender Anlagen untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Optimierung des Betriebs des Oxyfuel-Kalzinators und der Weiterentwicklung der Ofenbrennertechnologie zur Verbrennung von 100 % alternativen Brennstoffen, einschließlich eines hohen biogenen Anteils, lag. Ergänzt wird die Arbeit durch eine techno-ökonomische Analyse zur Erstellung eines Leitfadens für die Nachrüstung bestehender Zementwerke mit der Oxyfuel-Technologie.

Die innovative Oxyfuel-Technologie der 2. Generation für neu zu errichtende Zementwerke ohne Rauchgasrückführung wurde untersucht, wodurch ein Sprung von TRL2 auf TRL6 bei zentralen technologischen Komponenten ermöglicht wird. Ein neuartiger Oxyfuel-Ofenbrenner für überstöchiometrische Verbrennung und eine Sauerstoffzufuhr von bis zu 100 % wird entwickelt und in einer Pilotanlage getestet, die die Bedingungen eines Zementofens nachbildet. Im Rahmen von AC²OCem hat das IED sein Fachwissen und seine Kenntnisse im Bereich der Oxyfuel-Technologie und der Verbrennung alternativer Brennstoffe eingebracht, um diese Technologien in die Zementindustrie zu integrieren. Das IED fungierte als Koordinator des AC²OCem-Projekts und leitete zwei Arbeitspakete. Es wurden experimentelle Untersuchungen zur Oxyfuel-Brennertechnologie in einer Pilotanlage auf TRL-Stufe 6 durchgeführt, sowie Versuche zur Technologie der ersten Generation mit einer Verbrennung von 100 % alternativen Brennstoffen sowie zur Oxyfuel-Technologie der zweiten Generation mit einer Verbrennung von bis zu 100 % Sauerstoff. Tests wurden in einem technisch maßstabsgetreuen Flugstromreaktor durchgeführt, der den Zementkalzinatoren entspricht, um den Einfluss veränderter Rauchgasatmosphären auf den Kalzinierungsprozess zu bewerten und zu optimieren.

Bearbeiter: C. Kroumian, M. Paneru, J. Maier

Versuchsanlagen: BTS, KSVA, TGA, Gasanalytik, Brennstoffanalytik

Projektstart: 01.10.2019, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz / ACT – Programm (Accelerating CCS Technologies)

Forschungsvorhaben: Anpassung des Oxy-Fuel und Oxy-SEG Verfahrens an die Erfordernisse im Bereich der Abfallbehandlung

Im NuCA-Projekt sollen Technologien untersucht werden, die es ermöglichen die stoffliche Nutzung von geeigneten Hausmüllfraktionen zu erhöhen und gleichzeitig das bei der energetischen Verwertung der restlichen Hausmüllfraktion anfallende CO₂ abzuscheiden. Hierfür wird zum einen der Oxy-SEG-Prozess als auch die Oxy-Fuel-Verbrennung für die Verwendung von SRF (Hausmüllfraktionen) optimiert und demonstriert. Die nach einer Vergasung verbleibenden Anteile mit zum Teil aufkonzentrierten Schadstoffen des Hausmülls, wie ggf. auch unbehandelter Hausmüll werden in einer Oxy-Fuel-Rostfeuerung verbrannt. Das hierbei anfallende Rauchgas besteht nahezu vollständig aus CO₂ und kann nun genutzt oder gespeichert werden. Bei der Oxy-Fuel-Rostfeuerung wird darüber hinaus Wärme und Strom erzeugt, wodurch die im behandelten Abfall enthaltene Energie genutzt wird. Auch bei der Oxy-SEG Vergasung kann (in kleinerem Umfang) Strom und Wärme erzeugt werden. Auf die beschriebene Weise können die in NuCA untersuchten Technologien einen optimalen Lösungsansatz bieten, um Abfälle nachhaltiger (mit Rückführung von Rohstoffen in den Wirtschaftskreislauf) zu behandeln und die Abfallbehandlung zu dekarbonisieren.

Bearbeiter: A. Mack, J. Maier, C. Baum

Versuchsanlage: ROFEA, Laboröfen, REM, Gasanalytik

Projektstart: 01.12.2019, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: BMWK - Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Das Hauptziel des Forschungsvorhabens besteht darin, die Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator erstmals technisch und wirtschaftlich zu untersuchen. Die Arbeitshypothese zu diesem Vorhaben besteht in der Erwartung, dass der Einsatz von Wasserstoff bei der Zementherstellung zu einer signifikanten Verminderung der CO₂-Emissionen bei im Vergleich zu anderen Technologien geringeren Kosten beitragen kann.  Ziel ist es, im Rahmen des Forschungsvorhabens die Auswirkungen der Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator im Hinblick auf die Betriebsführung, die erforderliche Anlagentechnik, die Produkteigenschaften und Emissionen erstmals systematisch zu untersuchen. Hierbei soll gezeigt werden, unter welchen technischen und wirtschaftlichen Bedingungen Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator eingesetzt werden kann, um mittelfristig die CO₂-Emissionen und den Energieverbrauch der Zementindustrie weiter zu reduzieren. Der Lösungsweg bzw. methodische Ansatz hierzu besteht aus einer Kombination aus Labor- und Technikumsversuchen zum H₂-Einsatz sowie einer Simulation des Klinkerbrennprozesses in industriellem Maßstab.

Das IGF-Vorhaben 21748 N 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.

Bearbeiter: E. Miller, S. Grathwohl
Versuchsanlagen: BTS-VR, TGA
Projektstart: 01.04.2021, Laufzeit: 39 Monate

METES – Metals for Energy Storage – ist ein RFCS-Projekt mit dem Ziel, die Nutzung von Metallen als potenziellen Energiespeicher zu untersuchen. Auf Grund des zunehmenden Anteils von erneuerbaren Energiequellen mit fluktuierender Verfügbarkeit werden Langzeitspeicher benötigt, um Angebot und Nachfrage im Einklang zu bringen. Das METES-Projekt erforscht den Einsatz der Metalle Eisen, Aluminium, Magnesium und Silizium als CO₂-freie, zirkuläre Energieträger, um fossile Brennstoffe wie Stein- und Braunkohle in Dampfkraftwerken zu ersetzen. Metalle bieten eine hohe volumetrische Energiedichte sowie eine sichere Lagerung. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, dass der Wärmefreisetzungsprozess dem der Verbrennung von Kohlenstaub ähnelt, was eine Weiternutzung der vorhandenen Kohleinfrastruktur ermöglichen würde. Um dies zu überprüfen werden die genannten Metalle experimentell hinsichtlich ihrer Brenneigenschaften untersucht. Auf dieser Grundlage werden die Verbrennungsprozesse in CFD-Modellen modelliert und validiert. Das Potenzial der Technologie wird anhand detaillierter Umrüstungsszenarien für reale Kraftwerke aufgezeigt. Ziel des Projekts ist es, die Technologie von TRL 2-3 auf TRL 4-5 zu entwickeln und ihre technische, wirtschaftliche und ökologische Machbarkeit nachzuweisen, um konkrete Empfehlungen für politische Entscheidungsträger und die Industrie abzuleiten.

Bearbeiter: C. Baum, J. Maier

Versuchsanlage: BTS, REM, TGA, Gasanalytik, Brennstoffanalytik

Projektstart: 01.10.2026, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Research Fund for Coal and Steel (RFCS)

BioH₂Steel ist ein internationales Forschungsprojekt (CETP) über die effiziente Integration und Nutzung von biogenem, H₂-reichem Synthesegas für eine nachhaltige Stahlproduktion (Efficient Integration and Utilization of Biogenic H₂-rich Syngas for Sustainable Steel Production).

Stahl bildet das Rückgrat der modernen Industrie, gleichzeitig zählt die Eisen- und Stahlproduktion zu den größten Verursachern energiebedingter CO₂-Emissionen. Direktreduktionsverfahren (DRI) gelten als vielversprechende Alternative zur konventionellen Stahlerzeugung, basieren jedoch bislang häufig noch auf fossilem Methan. Der Einsatz von grünem Wasserstoff bietet daher ein großes Potenzial zur weiteren Dekarbonisierung der Stahlindustrie. Das Projekt BIOH₂Steel untersucht die Integration der sorptionsgestützten Vergasung (Sorption Enhanced Gasification, SEG) zur Umwandlung von Biomasse- und Abfallstoffen in wasserstoffreiches Synthesegas für den DRI-Prozess, sodass Abfallverwertung und nachhaltige Wasserstofferzeugung miteinander kombiniert werden. Ergänzend wird die Nutzung des abgeschiedenen CO₂ sowie die Verwertung von Nebenprodukten wie Biokohlenstoff, Kalk und Schlacken betrachtet, um die Kreislaufwirtschaft zu stärken. Arbeitsschwerpunkt des IEDs liegt auf der Oxy-SEG-Vergasung zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Synthesegases und einer effizienten CO₂-Rückgewinnung. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung klimafreundlicher und ressourceneffizienter Technologien für die zukünftige Stahlproduktion.

Bearbeiter: I. Kumar, A. Neuwirth, C. Schmidberger, C. Baum, J. Maier

Versuchsanlagen: ELWIRA, MAGNUS, Gasanalytik, Brennstoffanalytik, REM

Projektstart: 01.12.2025, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Clean Energy Transition Partnership (CETP)

GreenDEALCO₂ ist ein RFCS‑Projekt, in welchem neue Perspektiven für die Kohleindustrie auf Grund des beschlossenen Kohleausstieges in Europa untersucht werden. Dabei werden nachhaltige Nutzungskonzepte für stillgelegte Kohlekraftwerksstandorte untersucht. Ziel ist es, die vorhandene Infrastruktur für die Herstellung von grünen E-Fuels zu nutzen. Hierfür werden Konzepte entwickelt und nach techno-ökonomischen Analysen bewertet. Für die vielversprechendsten Produktionspfade werden mögliche Zertifizierungskonzepte entwickelt, mit denen die Qualität und Nachhaltigkeit der E-Fuels nachgewiesen werden soll. Außerdem werden für die Nachnutzungsszenarien auch soziale Aspekte wie beispielsweise die Entstehung von Arbeitsplätzen berücksichtigt. Darüber hinaus wird mittels Umfragen das Wissen und die Akzeptanz zu E-Fuels in der Bevölkerung untersucht.

Ein zweiter wichtiger Teil des Projekts ist die Untersuchung von alternativen Brennstoffen, wie Wasserstoff, Ammoniak und Metallen. Diese kohlenstofffreien Energieträger könnten in Großkraftwerken eingesetzt werden, um diese als CO₂-freie Reserve und zur Netzstabilisierung nutzen zu können. Die gewonnenen Erkenntnisse des Projekts sollen als Geschäfts‑ und Policy‑Empfehlungen in Europa dienen.

Bearbeiter: C. Baum, J. Maier

Versuchsanlage: BTS, REM, Gasanalytik, Brennstoffanalytik

Projektstart: 01.07.2021, Laufzeit: 36 Monate

Förderung: Research Fund for Coal and Steel (RFCS)

Das Hauptziel des Forschungsvorhabens besteht darin, die Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator erstmals technisch und wirtschaftlich zu untersuchen. Die Arbeitshypothese zu diesem Vorhaben besteht in der Erwartung, dass der Einsatz von Wasserstoff bei der Zementherstellung zu einer signifikanten Verminderung der CO₂-Emissionen bei im Vergleich zu anderen Technologien geringeren Kosten beitragen kann.  Ziel ist es, im Rahmen des Forschungsvorhabens die Auswirkungen der Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator im Hinblick auf die Betriebsführung, die erforderliche Anlagentechnik, die Produkteigenschaften und Emissionen erstmals systematisch zu untersuchen. Hierbei soll gezeigt werden, unter welchen technischen und wirtschaftlichen Bedingungen Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator eingesetzt werden kann, um mittelfristig die CO₂-Emissionen und den Energieverbrauch der Zementindustrie weiter zu reduzieren. Der Lösungsweg bzw. methodische Ansatz hierzu besteht aus einer Kombination aus Labor- und Technikumsversuchen zum H₂-Einsatz sowie einer Simulation des Klinkerbrennprozesses in industriellem Maßstab.

Das IGF-Vorhaben 21748 N 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.

Bearbeiter: E. Miller, S. Grathwohl
Versuchsanlagen: BTS-VR, TGA
Projektstart: 01.04.2021, Laufzeit: 39 Monate

Verbundvorhaben: PARCO₂UR - Kopplung von Aminwäsche und Knallgasfermentation zur CO₂-Abscheidung und Ölsäure-Synthese an Müllverwertungsanlagen

Teilvorhaben: Experimentelle Untersuchung einer Aminwäsche-Versuchsanlage sowie Maßnahmen zur Optimierung des Verfahrens bei realen bzw technisch relevanten Bedingungen

Im Rahmen dieses Projekts wird die Abscheidung und Nutzung von CO₂ aus den Rauchgasen von Müllverwertungsanlagen durch Kopplung der Technologien Aminwäsche und Knallgasfermentation erprobt und optimiert. Dazu werden die CO₂-Abscheidung an einer Müllverwertungsanlage unter Einsatz alternativer Amine und die biologische Verwertung des CO₂ mittels Knallgasfermentation im Pilotmaßstab erprobt. Die Erkenntnisse sollen für ein Scale-Up genutzt werden und Potenziale für eine Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft aufzeigen. Das Institut für Energieverfahrenstechnik und Dynamik in Energiesystemen der Universität Stuttgart (IED) wird die installierte Aminwäsche-Versuchsanlage an der Müllverwertungsanlage der Stadtreinigung Hamburg unter realen Bedingungen wissenschaftlich begutachten und begleiten und darüber hinaus Maßnahmen zur Prozessoptimierung an einer eigenen technisch relevanten Versuchsanlage experimentell untersuchen. Neben diesen Messungen soll zudem das Oxy-Enriched Verfahren als Möglichkeit zur Steigerung der Gesamteffizienz im halbtechnischen Maßstab untersucht und alternative Feuerungskonzepte im Zusammenspiel mit einer Aminwäsche erprobt werden. Hierzu werden an einer modifizierten Rostfeuerungsanlage im Technikum des IED Müllverbrennungsversuche mit einer erhöhten Sauerstoffkonzentration in Kombination mit einer CC-Einheit durchgeführt.

Bearbeiter: F. Koorang Beheshti, E. Miller, J. Maier, C. Baum

Versuchsanlage: ROFEA

Projektstart: 01.01.2026, Laufzeit: 36 Monate

Projektpartner: Universität Stuttgart/IED, Stadtreinigung Hamburg, Colipi

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Das Hauptziel des Forschungsvorhabens besteht darin, die Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator erstmals technisch und wirtschaftlich zu untersuchen. Die Arbeitshypothese zu diesem Vorhaben besteht in der Erwartung, dass der Einsatz von Wasserstoff bei der Zementherstellung zu einer signifikanten Verminderung der CO₂-Emissionen bei im Vergleich zu anderen Technologien geringeren Kosten beitragen kann.  Ziel ist es, im Rahmen des Forschungsvorhabens die Auswirkungen der Anwendung von Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator im Hinblick auf die Betriebsführung, die erforderliche Anlagentechnik, die Produkteigenschaften und Emissionen erstmals systematisch zu untersuchen. Hierbei soll gezeigt werden, unter welchen technischen und wirtschaftlichen Bedingungen Wasserstoff beim Zementherstellungsprozess im Calcinator eingesetzt werden kann, um mittelfristig die CO₂-Emissionen und den Energieverbrauch der Zementindustrie weiter zu reduzieren. Der Lösungsweg bzw. methodische Ansatz hierzu besteht aus einer Kombination aus Labor- und Technikumsversuchen zum H₂-Einsatz sowie einer Simulation des Klinkerbrennprozesses in industriellem Maßstab.

Das IGF-Vorhaben 21748 N 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.

Bearbeiter: E. Miller, S. Grathwohl
Versuchsanlagen: BTS-VR, TGA
Projektstart: 01.04.2021, Laufzeit: 39 Monate

CEMCAP ist ein Horizont 2020 Projekt, welches sich mit der Entwicklung der CCS-Technologie für die Zementproduktion befasst. Dabei wird die Abteilung Kraftwerksfeuerungen des IFK einen Oxy-Fuel-Brenner für Zementdrehrohröfen konstruieren, erproben und optimieren. Darüber hinaus werden auch experimentelle Untersuchungen zur Flugstrom-Kalzinierung unter Oxy-Fuel Bedingungen durchgeführt. Auch die Abteilung Dezentrale Energieumwandlung des IFK ist an dem Projekt mit Untersuchungen zum Calcium Looping Verfahren beteiligt.

Bearbeiter: F. Carrasco, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.05.2015, Laufzeit: 48 Monate

Hauptfocus des EU RFCS Projekts BiOxySorb ist die experimentelle und technisch-wirtschaftliche Bewertung der Mitverbrennung von Biomassen der 1. und 2. Generation unter Luft- und Oxy-Fuel-Bedingungen und mit unterschiedlichen Mitverbrennungsraten. Darüber hinaus wird der Einsatz von flexiblen und kosteneffizienten SOx-, HCl- und Hg- Emissionsminderungsmaßnahmen für den Luft- und Oxy-Fuel-Betrieb mittels trockener Sorbens-Injektion untersucht. Das Projekt wird vom IFK koordiniert und technisch betreut.

Bearbeiter:  R. Spörl, J. Maier, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2013, Laufzeit: 36 Monate

In diesem EU FP7 Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit Brennstoff, Flammen und Verbrennungscharakterisierung und der Untersuchung von gasseitiger Hochtemperaturkorrosion, Rauchgasreinigung und dem Verhalten von Quecksilber unter Oxy-Fuel-Feuerungsbedingungen.

Bearbeiterin/Bearbeiter:  M. Escoto de Tejada, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.12.2011, Laufzeit: 48 Monate

In diesem deutschen COORETEC-Verbund-Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit dem Einfluss der Brennstoffzusammensetzung und der Verbrennungsbedingungen (Luft, Oxy-Fuel) auf Belag- und Aschebildung und -umwandlung. Darüber hinaus werden Wechselwirkungen zwischen Rauchgasen, Belägen und Wärmetauscherwerkstoffen untersucht.

Bearbeiter:  R. Spörl, M. Paneru
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.04.2011, Laufzeit: 36 Monate

Ein Deutsches Verbundprojekt, das vom IFK verwaltet und technisch koordiniert wird. COORETEC setzt sich mit der Korrosions- und Verschlackungsproblematik in Hochtemperaturkraftwerken auseinander. Der Hauptzweck ist die neue Werkstoffen für die 700C-Kraftwerke unter realen Bedingungen auszulagern und sie demnächst zu untersuchen und mit einander zu vergleichen.

Bearbeiterin/Bearbeiter:   G. Stein-Brzozowska,  O. Lemp
Versuchsanlagen: KSVA, Laborauslagerung, Großkraftwerksmessungen
Projektstart: 01.01.2007, Laufzeit: 4 Jahre

Das Projekt strebt die Technologien an, die 90% CO₂-Abscheidung ermöglichen. Das IFK, als einer der bedeutenden/bekannten/ Haupt-Anbieter für FuE, konzentriert seine Aufgaben auf die Verbrennungsoptimierung und die damit verbundenen Emissionen unter Oxy-Fuel bis 500 kW.

Bearbeiter:  J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.03.2004, Laufzeit: 5 Jahre

Untersuchung der physikalisch-chemischen Vorgänge bei der Umwandlung von Kohlemineralien zur Reduktion von Verschlackungstendenzen an den Strahlungsheizflächen moderner Kraftwerke

Bearbeiter: S. Babat ,  O. Lemp
Versuchsanlagen: KSVA,  Großkraftwerkmessungen
Projektstart: 01.01.2009, Laufzeit: 4 Jahre

The project is administered and technically coordinated by IVD. Major RTD topics are combustion tests with different burner set-ups and validation and evaluation of burner set-ups (up to a scale of 30 MW) by using the IFK CFD combustion model AIOLOS.

Bearbeiter:  S. Grathwohl, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2006, Laufzeit: 3 Jahre

Das Projekt wird vom IFK verwaltet und technisch koordiniert. Der Schwerpunkt der FuE liegt an der Untersuchung von den state-of-the-art Überhitzer Werkstoffen unter Oxy-Fuel-Bedingungen.

Bearbeiterin: G. Stein-Brzozowska
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR, Labor-Teststrecke
Projektstart: 01.09.2009, Laufzeit: 36 Monate

Hauptthemen in diesem Projekt sind die Entwicklung und großtechnische Demonstration innovativer Ansätze bei der hocheffizienten Mitverbrennung von unbehandelten Biomassen und Ersatzbrennstoffen, die aus Siedlungsabfällen gewonnen wurden. Hauptbetrachtungsfelder sind die Stromproduktion im Kraftwerksmaßstab und Kraft-Wärme-Kopplungs-Nutzung bei wettbewerbsfähigen Kosten, hoher Kraftwerksverfügbarkeit und gesteigerter Energie-Effizienz.

Bearbeiter:  B. Schwald, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.01.2010, Laufzeit: 36 Monate

, GroßkraftwerksmessungenTeilvorhaben: Bewertung und Vorhersage von Verschmutzungen bis zum kalten Ende des Rauchgaswegs in thermischen Kraftwerken durch Experimente, Modellentwicklung und Simulation (VeRa-EMS)

Der Lösungsansatz des Projekts VeRa ist die Erarbeitung von Werkzeugen zur Vorhersage und Bewertung von Verschlackung und Verschmutzung sowie Kondensation wässriger korrosiver Phasen beim Einsatz unterschiedlicher biogener Brennstoffe und bei Brennstoffmischungen aus Regelbrennstoffen und alternativen Brennstoffen mit hohem biogenem Anteil. Die kurzfristig realisierbare Mitverbrennung soll Biomassen als Alternative zu fossilen Brennstoffen etablieren und langfristig in einer vollständigen Umstellung auf alternative biogene Brennstoffe münden.

Dieses Ziel wird sowohl mit der Weiterentwicklung der Verschmutzungsmodelle für CFD-Simulationen als auch mit einem für diese Anforderungen weiterentwickelten Engineering Tool verfolgt. Unter Anwendung der Softwaretools kann eine geeignete, im Hinblick auf die Minimierung von Verschmutzungsproblemen optimierte Mischung verschiedener Brennstoffqualitäten und dadurch eine Betriebsoptimierung erreicht werden. Grundlage für die Weiterentwicklung der Werkzeuge ist eine zu generierende thermochemische Oxid-Salz-Datenbank sowie die Integration von Kinetiken für langsame Reaktionen und Kondensationsvorgänge.

Die Modellentwicklungen werden durch Versuche, Messungen und Analysen im Labor-, Technikums- und Pilotmaßstab unterstützt. Messkampagnen in vier Kraftwerken liefern die notwendigen Validierungsdaten und Erkenntnisse für den industriellen Maßstab.

Das Projekt wird vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) und Industriepartnern aus der Energiewirtschaft finanziert.

Bearbeiter: A. Suso, P. Plaza, E. Miller, S. Grathwohl, J. Maier, C. Baum

Versuchsanlage: KSVA, BTS, Gasanalytik, Brennstoffanalytik, REM, Großkraftwerksmessungen

Projektstart: 01.02.2021, Laufzeit: 48 Monate

Bei Verbrennung veredelter Biomasse mit ihren hohen Chlor- und Alkalien- bzw. Schwermetallgehalten, herrschen hochkorrosive Bedingungen, die an die eingebauten metallischen Komponenten höchste Anforderungen stellen. Forschungsschwerpunkt des IFK in diesem BMWi geförderten Projekt ist die Charakterisierung verschiedener Biomassesorten sowie deren Bewertung im Hinblick auf rauchgasseitige Asche- und Belagsbildung. Das DECHEMA-Forschungsinstitut konzentriert sich zeitgleich auf die Weiterentwicklung und -optimierung geeigneter Beschichtungsverfahren zum Schutz der Werkstoffoberflächen vor Hochtemperaturkorrosion.

Bearbeiter:  E. Miller, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA
Projektstart: 01.06.2016, Laufzeit: 30 Monate

Die Verwendung von Biomasse und Bio-Abfällen in kohlebefeuerten Kraftwerken ist ein anerkannter und wichtiger Weg, die international abgestimmten Ziele zur Reduzierung von Treibhausgasen zu erreichen. In diesem Projekt zur Nachhaltigkeitsforschung mit deutschen und polnischen Partnern sollen Methoden entwickelt werden zur Vorbehandlung von Biomasse für Treibhausgas reduzierende Technologien, insbesondere für Verbrennungsprozesse mit Biomasse in der Stromerzeugung. Die Verwendung  von Abfall-Biomasse anstelle von hochwertiger holzartiger Biomasse macht Vorbehandlungen erforderlich, um negative Auswirkungen zu reduzieren. Die zähe und faserige Beschaffenheit der Biomasse erschwert den Mahlvorgang und die Mitverbrennung in bestehenden Kohlestaubmühlen und -verbrennungssystemen. Weitere Probleme wie Verschlackung und Ablagerungen gehen mit dem signifikanten Gehalt an Alkalimetallen in der Biomasseasche einher. Diese Einschränkungen erfordern die Entwicklung einer Vorbehandlungstechnik für Biomasse, die die Qualität als festen Ersatzbrennstoff für Kohle verbessert und standardisiert.

Bearbeiter:  A. Mack, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 10.2016, Laufzeit: 36 Monate

Hauptfocus des EU RFCS Projekts BiOxySorb ist die experimentelle und technisch-wirtschaftliche Bewertung der Mitverbrennung von Biomassen der 1. und 2. Generation unter Luft- und Oxy-Fuel-Bedingungen und mit unterschiedlichen Mitverbrennungsraten. Darüber hinaus wird der Einsatz von flexiblen und kosteneffizienten SOx-, HCl- und Hg- Emissionsminderungsmaßnahmen für den Luft- und Oxy-Fuel-Betrieb mittels trockener Sorbens-Injektion untersucht. Das Projekt wird vom IFK koordiniert und technisch betreut.

Bearbeiter:  R. Spörl, J. Maier, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2013, Laufzeit: 36 Monate

Das Projekt SECTOR wird im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm gefördert. Es konzentriert sich auf die Weiterentwicklung von Torrefizierungs-Verfahren zur Herstellung biogener Energieträger vom Pilotmaßstab bis zu Großkraftwerken. Außerdem unterstützt das Projekt die Produkteinführung dieser biogenen Energieträger in den Energiemarkt als erneuerbarer Festbrennstoff.
Das IFK koordiniert mit Berücksichtigung der vier Endverwendungsmöglichkeiten die Leistungsbeurteilung dieser torrefizierten biogenen Energieträger: Ausgehend von der Ausgangs-Biomasse zu Wärme, Strom, Biokraftstoffen, Bio-Chemikalien und/oder Bio-Werkstoffen.

Bearbeiter:  C. Ndibe, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.12.2012, Laufzeit: 36 Monate

Hauptthemen in diesem Projekt sind die Entwicklung und großtechnische Demonstration innovativer Ansätze bei der hocheffizienten Mitverbrennung von unbehandelten Biomassen und Ersatzbrennstoffen, die aus Siedlungsabfällen gewonnen wurden. Hauptbetrachtungsfelder sind die Stromproduktion im Kraftwerksmaßstab und Kraft-Wärme-Kopplungs-Nutzung bei wettbewerbsfähigen Kosten, hoher Kraftwerksverfügbarkeit und gesteigerter Energie-Effizienz.

Bearbeiter:  B. Schwald, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.01.2010, Laufzeit: 36 Monate

Im DEBCO Projekt wird erweiterte Betriebserfahrung bei der großtechnischen Mitverbrennung von hohen Biomasse-Raten gewonnen. Unterschiedliche Brennstoffe werden betrachtet. Das Projekt demonstriert und bewertet auf einer langfristigen Basis innovative Techniken zur Mitverbrennung, die geeignet sind, höhere Raten der Mitverbrennung nachhaltig zu erreichen.

Bearbeiter:  B. Schwald, A. Fuller, G. Dunnu
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.01.2008, Laufzeit: 48 Monate

Der Schwerpunkt des deutschen Projekts liegt bei der technisch-wirtschaftlichen Bewertung der Mitverbrennung regional verfügbarer Biomassebrennstoffen in Kraftwerken. Probleme, die bei der Mitverbrennung mit hoher Feuerungswärmeleistung auftreten können, sollen bestimmt, mögliche Prozessvarianten aufgezeigt und modelliert (IET/TUHH ), sowie geklärt werden, in welchem Umfang Kohle in Kraftwerken durch Biomasse substituiert werden kann. Am IFK werden Verbrennungstests und die Charakterisierung der verschiedenen Biomassebrennstoffe durchgeführt.

Bearbeiter:  C. Ndibe, M. Paneru, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.12.2012, Laufzeit: 36 Monate

Das Projekt BioBoost wird im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm gefördert. In dezentralen Anlagen werden trockene und feuchte biogene Reststoffe und Abfälle durch Schnellpyrolyse, katalytische Pyrolyse oder hydrothermale Karbonisierung in die Zwischenprodukte Koks, Öl oder Schlämme umgewandelt. Zur Untersuchung der Eignung für den Einsatz als Brennstoff oder zur Mitverbrennung und der Emissionsentwicklung werden diese Produkte bei Verbrennungstests am IFK eingesetzt. Zusätzlich werden Flugstaub- und Depositionseigenschaften hinsichtlich Verschlackung, Verschmutzung und Korrosion bewertet.

Bearbeiter:  M. Paneru, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.12.2012, Laufzeit: 42 Monate

Bearbeiter:  G. Dunnu, J. Maier
Versuchsanlagen: DIVA/ELWIRA
Projektstart: 10.2008, Laufzeit: 36 Monate

Hauptfocus des EU RFCS Projekts BiOxySorb ist die experimentelle und technisch-wirtschaftliche Bewertung der Mitverbrennung von Biomassen der 1. und 2. Generation unter Luft- und Oxy-Fuel-Bedingungen und mit unterschiedlichen Mitverbrennungsraten. Darüber hinaus wird der Einsatz von flexiblen und kosteneffizienten SOx-, HCl- und Hg- Emissionsminderungsmaßnahmen für den Luft- und Oxy-Fuel-Betrieb mittels trockener Sorbens-Injektion untersucht. Das Projekt wird vom IFK koordiniert und technisch betreut.

Bearbeiter:  R. Spörl, J. Maier, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2013, Laufzeit: 36 Monate

Hauptfocus des EU RFCS Projekts BiOxySorb ist die experimentelle und technisch-wirtschaftliche Bewertung der Mitverbrennung von Biomassen der 1. und 2. Generation unter Luft- und Oxy-Fuel-Bedingungen und mit unterschiedlichen Mitverbrennungsraten. Darüber hinaus wird der Einsatz von flexiblen und kosteneffizienten SOx-, HCl- und Hg- Emissionsminderungsmaßnahmen für den Luft- und Oxy-Fuel-Betrieb mittels trockener Sorbens-Injektion untersucht. Das Projekt wird vom IFK koordiniert und technisch betreut.

Bearbeiter:  R. Spörl, J. Maier, A. Fuller
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2013, Laufzeit: 36 Monate

Das Projekt wird vom IFK verwaltet und technisch koordiniert. Der Schwerpunkt der FuE liegt an der Untersuchung von den state-of-the-art Überhitzer Werkstoffen unter Oxy-Fuel-Bedingungen.

Bearbeiterin: G. Stein-Brzozowska
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR, Labor-Teststrecke
Projektstart: 01.09.2009, Laufzeit: 36 Monate

Im DEBCO Projekt wird erweiterte Betriebserfahrung bei der großtechnischen Mitverbrennung von hohen Biomasse-Raten gewonnen. Unterschiedliche Brennstoffe werden betrachtet. Das Projekt demonstriert und bewertet auf einer langfristigen Basis innovative Techniken zur Mitverbrennung, die geeignet sind, höhere Raten der Mitverbrennung nachhaltig zu erreichen.

Bearbeiter: B. Schwald ,  A. Fuller ,  G. Dunnu
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.01.2008, Laufzeit: 48 Monate

Bei Verbrennung veredelter Biomasse mit ihren hohen Chlor- und Alkalien- bzw. Schwermetallgehalten, herrschen hochkorrosive Bedingungen, die an die eingebauten metallischen Komponenten höchste Anforderungen stellen. Forschungsschwerpunkt des IFK in diesem BMWi geförderten Projekt ist die Charakterisierung verschiedener Biomassesorten sowie deren Bewertung im Hinblick auf rauchgasseitige Asche- und Belagsbildung. Das DECHEMA-Forschungsinstitut konzentriert sich zeitgleich auf die Weiterentwicklung und -optimierung geeigneter Beschichtungsverfahren zum Schutz der Werkstoffoberflächen vor Hochtemperaturkorrosion.

Bearbeiter:  E. Miller, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA
Projektstart: 01.06.2016, Laufzeit: 30 Monate

Das VerSi-Projekt hat die Entwicklung fortschrittlicher Werkzeuge zur Vorhersage und Überwachung von Verschlackungen und Verschmutzungen in kohlestaubgefeuerten Dampferzeugungsfeuerungen zum Ziel. Dazu wird ein Online-Monitoringsystem zur Quantifizierung von Aschedepositionen auf Überhitzerrohren und ein zuverlässiges Engineering Tool zur qualitativen Vorhersage entwickelt.
In zwei umfangreichen Messkampagnen wird in den Kraftwerken der beteiligten Industriepartner Probenmaterial gesammelt und Messungen durchgeführt. Die Analyseergebnisse werden zur Validierung der entwickelten Modelle sowie von CFD-Simulationen genutzt. Die Vorhersagegüte der entwickelten Werkzeuge wird in den Anlagen der am Projekt beteiligen Energieversorger evaluiert.
Das Projekt wird vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) und namhaften Industriepartnern aus der Energiewirtschaft finanziert.

Bearbeiter:  B. Schopfer, J. Maier
Projektstart: 01.08.2015, Laufzeit: 36 Monate

Die Verwendung von Biomasse und Bio-Abfällen in kohlebefeuerten Kraftwerken ist ein anerkannter und wichtiger Weg, die international abgestimmten Ziele zur Reduzierung von Treibhausgasen zu erreichen. In diesem Projekt zur Nachhaltigkeitsforschung mit deutschen und polnischen Partnern sollen Methoden entwickelt werden zur Vorbehandlung von Biomasse für Treibhausgas reduzierende Technologien, insbesondere für Verbrennungsprozesse mit Biomasse in der Stromerzeugung. Die Verwendung  von Abfall-Biomasse anstelle von hochwertiger holzartiger Biomasse macht Vorbehandlungen erforderlich, um negative Auswirkungen zu reduzieren. Die zähe und faserige Beschaffenheit der Biomasse erschwert den Mahlvorgang und die Mitverbrennung in bestehenden Kohlestaubmühlen und -verbrennungssystemen. Weitere Probleme wie Verschlackung und Ablagerungen gehen mit dem signifikanten Gehalt an Alkalimetallen in der Biomasseasche einher. Diese Einschränkungen erfordern die Entwicklung einer Vorbehandlungstechnik für Biomasse, die die Qualität als festen Ersatzbrennstoff für Kohle verbessert und standardisiert.

Bearbeiter: A. Mack, J. Maier
Versuchsanlagen:  KSVA, BTS-VR
Projektstart: 10.2016, Laufzeit: 36 Monate

DRYLIG ist ein RFCS-Projekt, das sich zum Zwecke der Flexibilität auf den Einsatz von vorgetrockneter Braunkohle in Kraftwerken konzentriert. Schwerpunkt des Projektes ist die Entwicklung neuer und innovativer Nachrüstkonzepte für die Vortrocknung und Mitverbrennung von Braunkohle. Die vorgeschlagenen Konzepte sind vorgesehen für bestehende Braunkohlekraftwerke (Erhöhung der Flexibilität, Verbesserung der Betriebs- und Umweltverträglichkeit bei geringer Last (Teillastbetrieb)), Steinkohlekraftwerke (als Brennstoff zum Anfahren und Mitverbrennen) und schließlich für die Erweiterung von Einsatzmöglichkeiten von vorgetrockneter Braunkohle in anderen industriellen Anwendungen. Der Forschungsschwerpunkt des IFK ist:

• Mahl- und Trocknungsexperimente von Braunkohle minderer Qualität (mit hohem Feuchte- und Aschegehalt)
• Versuche zur Mitverbrennung (20kWth und 500 kWth) von vorgetrockneter Braunkohle und Steinkohle in verschiedenen thermischen Anteilen zur Beurteilung des Emissionsverhaltens, der Verschlackung und Verschmutzung sowie des Ausbrands und der Qualität der Flugasche.

Bearbeiter: I. Papandreou, J. Maier
Versuchsanlagen:  KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2014, Laufzeit: 36 Monate

In diesem RFCS EU-Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit dem Angriff von Hochtemperaturkorrosion auf verschiedene gasseitig im Kraftwerk eingesetzte Legierungen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen. Die Rückschlüsse sollen die Vorhersage und Vermeidung korrosiver Betriebsweisen von Kohlekraftwerken durch intelligente Sensorik verbessern.

Bearbeiterin/Bearbeiter:  P. Winter, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA, Laborofen, Kraftwerke
Projektstart: Juli 2014, Laufzeit: 48 Monate

Das Projekt wird vom IFK verwaltet und technisch koordiniert. Der Schwerpunkt der FuE liegt an der Untersuchung von den state-of-the-art Überhitzer Werkstoffen unter Oxy-Fuel-Bedingungen.

Bearbeiterin: G. Stein-Brzozowska
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR, Labor-Teststrecke
Projektstart: 01.09.2009, Laufzeit: 36 Monate

In diesem deutschen COORETEC-Verbund-Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit dem Einfluss der Brennstoffzusammensetzung und der Verbrennungsbedingungen (Luft, Oxy-Fuel) auf Belag- und Aschebildung und -umwandlung. Darüber hinaus werden Wechselwirkungen zwischen Rauchgasen, Belägen und Wärmetauscherwerkstoffen untersucht.

Bearbeiter:  R. Spörl, M. Paneru
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.04.2011, Laufzeit: 36 Monate

Das Projekt BioBoost wird im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm gefördert. In dezentralen Anlagen werden trockene und feuchte biogene Reststoffe und Abfälle durch Schnellpyrolyse, katalytische Pyrolyse oder hydrothermale Karbonisierung in die Zwischenprodukte Koks, Öl oder Schlämme umgewandelt. Zur Untersuchung der Eignung für den Einsatz als Brennstoff oder zur Mitverbrennung und der Emissionsentwicklung werden diese Produkte bei Verbrennungstests am IFK eingesetzt. Zusätzlich werden Flugstaub- und Depositionseigenschaften hinsichtlich Verschlackung, Verschmutzung und Korrosion bewertet.

Bearbeiter:  M. Paneru, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.12.2012, Laufzeit: 42 Monate

In diesem EU FP7 Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit Brennstoff, Flammen und Verbrennungscharakterisierung und der Untersuchung von gasseitiger Hochtemperaturkorrosion, Rauchgasreinigung und dem Verhalten von Quecksilber unter Oxy-Fuel-Feuerungsbedingungen.

Bearbeiterin/Bearbeiter:  M. Escoto de Tejada, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.12.2011, Laufzeit: 48 Monate

Ein Deutsches Verbundprojekt, das vom IFK verwaltet und technisch koordiniert wird. COORETEC setzt sich mit der Korrosions- und Verschlackungsproblematik in Hochtemperaturkraftwerken auseinander. Der Hauptzweck ist die neue Werkstoffen für die 700C-Kraftwerke unter realen Bedingungen auszulagern und sie demnächst zu untersuchen und mit einander zu vergleichen.

Bearbeiterin/Bearbeiter:   G. Stein-Brzozowska,  O. Lemp
Versuchsanlagen: KSVA, Laborauslagerung, Großkraftwerksmessungen
Projektstart: 01.01.2007, Laufzeit: 4 Jahre

Untersuchung der physikalisch-chemischen Vorgänge bei der Umwandlung von Kohlemineralien zur Reduktion von Verschlackungstendenzen an den Strahlungsheizflächen moderner Kraftwerke

Bearbeiter: S. Babat ,  O. Lemp
Versuchsanlagen: KSVA,  Großkraftwerkmessungen
Projektstart: 01.01.2009, Laufzeit: 4 Jahre

CEMCAP ist ein Horizont 2020 Projekt, welches sich mit der Entwicklung der CCS-Technologie für die Zementproduktion befasst. Dabei wird die Abteilung Kraftwerksfeuerungen des IFK einen Oxy-Fuel-Brenner für Zementdrehrohröfen konstruieren, erproben und optimieren. Darüber hinaus werden auch experimentelle Untersuchungen zur Flugstrom-Kalzinierung unter Oxy-Fuel Bedingungen durchgeführt. Auch die Abteilung Dezentrale Energieumwandlung des IFK ist an dem Projekt mit Untersuchungen zum Calcium Looping Verfahren beteiligt.

Bearbeiter: F. Carrasco, J. Maier
Versuchsanlage: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.05.2015, Laufzeit: 48 Monate

In diesem EU FP7 Forschungsprojekt befasst sich das IFK mit Brennstoff, Flammen und Verbrennungscharakterisierung und der Untersuchung von gasseitiger Hochtemperaturkorrosion, Rauchgasreinigung und dem Verhalten von Quecksilber unter Oxy-Fuel-Feuerungsbedingungen.

Bearbeiterin/Bearbeiter:  M. Escoto de Tejada, J. Maier
Versuchsanlagen: BTS-VR, KSVA
Projektstart: 01.12.2011, Laufzeit: 48 Monate

The project is administered and technically coordinated by IVD. Major RTD topics are combustion tests with different burner set-ups and validation and evaluation of burner set-ups (up to a scale of 30 MW) by using the IFK CFD combustion model AIOLOS.

Bearbeiter:  S. Grathwohl, J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.07.2006, Laufzeit: 3 Jahre

Bearbeiter: S. Grathwohl ,  J. Maier
Versuchsanlagen: KSVA, BTS-VR
Projektstart: 01.01.2009, Laufzeit: 36 Monate