Bereitstellung von experimentell abgesicherten CFD-Modellen für die thermische Umsetzung von Ersatzbrennstoffen (FLUFF)
 
Laufzeit: 01.02.2019 - 31.07.2021
Vorhaben-Nr. 20410 N
 
Forschungsvereinigung:
Deutsche Vereinigung für Verbrennungsforschung e.V. - DVV
Leimkugelstraße 10 Tel.: +49 201 183-7540
D-45141 Essen E-Mail: dvv@uni-due.de
  www.dvv.uni-due.de
 
Forschungseinrichtungen
Ruhr-Universität Bochum, Institut für Energietechnik Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik 
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Chemie (ITC) Lehrstuhl für Hochtemperaturverfahrenstechnik  
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Automation und angewandte Informatik Fachgebiet Energiesystemintegration (ESI)  
 
Vorhabenbeschreibung:
Ersatzbrennstoffe werden überwiegend in der deutschen Zementindustrie zur Substitution fossiler Energieträger eingesetzt, um Kosten zu sparen und die CO2-Bilanzen der Anlagen zu verbessern. Den größten Anteil an Ersatzbrennstoffen in Zementwerken stellen aufbereitete, feste, flugfähige Brennstoffe (FLUFF) dar. Die im FLUFF enthaltenen grobstückigen Brennstoffpartikel zeigen ein von Regelbrennstoffen abweichendes Abbrandverhalten und führen zu Veränderungen der lokalen Wärmefreisetzung. Dies kann zu Problemen im Betrieb der Zementdrehrohröfen und zu einer Minderung der Zementqualität führen. Versuche zum Ersatz von Regelbrennstoffen sind im Originalmaßstab oft zu aufwändig und meist ist die messtechnische Zugänglichkeit stark eingeschränkt. Hier bieten 3D-Verbrennungssimulationen (CFD-Simulationen) eine effiziente Alternative. In kommerziellen Codes sind jedoch keine Modelle enthalten, welche die Beschreibung des Flugverhaltens und des Abbrands von FLUFF uneingeschränkt zulassen. Hier setzt dieser Antrag an. Durch eine Kombination aus erweiterter Brennstoffcharakterisierung und Modellbildung soll die Basis für eine verlässliche CFD-Berechnung der FLUFF-Verbrennung gelegt werden. Die Modellgüte wird dabei erstmals durch Versuche in einem messtechnisch gut zugänglichen halbtechnischen Drehrohrofen überprüft. Das Forschungsvorhaben adressiert in erster Linie die KMU der deutschen Zementindustrie, da diese alleine nicht in der Lage sind, diese Art von Untersuchungen durchzuführen. Die Forschungsergebnisse sollen zu einer weiteren Erhöhung des FLUFF-Einsatzes beitragen, um die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Zementproduktion in Deutschland zu steigern. Das Forschungsvorhaben ist somit von hoher Bedeutung für die deutsche Zementindustrie inkl. vor- und nachgelagerte Branchen (ca. 75.000 Arbeitsplätze). Aber auch die KMU der Bereiche Brennstoffaufbereitung, CFD-Dienstleistung und Messtechnik können direkt von den Projektergebnissen profitieren.
 
 
Weitere Informationen zum Projekt erhalten Sie bei der AiF-Forschungsvereinigung: Deutsche Vereinigung für Verbrennungsforschung e.V. - DVV
 
AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V.
Bayenthalgürtel 23 | 50968 Köln | Tel.: +49 221 37680-0 |Fax: +49 221 37680-27 | E-Mail: info@aif.de | http//:www.aif.de