Industriewärme mit biogenen Brennstoffen erzeugen

April 2024

PR-Gateway: Bio-Mehrstoffbrenner entwickelt

In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben haben das Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI) und das Oel-Waerme-Institut (OWI) einen Kombi-Biobrennstoff-Brenner zur Erzeugung industrieller Prozesswärme konzipiert, gefertigt und getestet. Der Brenner kann neben niederkalorischen Gasen auch flüssige biogene Brennstoffe, wie zum Beispiel Pflanzenöl, effektiv, betriebssicher und schadstoffarm verbrennen. Die flüssigen konventionellen und biogenen Brennstoffe werden dazu in einem eigens entwickelten Verdampfungsreaktor vorverdampft. Die Umsetzung erfolgte zunächst durch den Aufbau eines Demonstrators mit 100 kW Leistung, der im Projektverlauf auf 300 kW Leistung skaliert wurde. Die erreichten Ergebnisse zeigen, dass der Bio-Mehrstoffbrenner eine stabile simultane Verbrennung der vorverdampften flüssigen und gasförmigen Bio-Brennstoffe bei geringem Schadstoffausstoß ermöglicht. Biogene Brennstoffe, in Reinform oder als Beimischkomponente, werden bislang nur in Ausnahmefällen zur Bereitstellung von industrieller Prozesswärme eingesetzt.

Die Forschungsergebnisse ermöglichen auch die Verwertung von in Industrieprozessen anfallenden Gasen und Ölen als Brennstoff und können sowohl auf Hoch- als auch auf Niedertemperaturanwendungen übertragen werden. Dazu zählen beispielsweise der Einsatz in Schmelz-, Erwärmungsöfen sowie Wärmebehandlungsöfen mit Abgasatmosphäre in der Eisen-, Stahl- und Leichtmetallindustrie, oder auch Tunnelöfen, Brenn-Kammeröfen in der Ziegelei und Keramikindustrie, aber auch Trocknungsanlagen und Kesselfeuerungen, zum Beispiel zur Medienerwärmung im Niedertemperaturbereich. Zudem könnten kleine und mittelständische Unternehmen, die in ländlichen Gebieten ohne Erdgasinfrastruktur verschiedenste Kessel- und Trocknungsanlagen im kleineren Leistungsbereich betreiben, so ihre Energieversorgung mit erneuerbaren Brennstoffen sichern. Der entwickelte Bio-Mehrstoffbrenner ermöglicht den simultanen Einsatz einer Vielzahl gasförmiger und flüssiger Brennstoffe verschiedenartiger Zusammensetzungen. Diese hohe Brennstoffflexibilität des Bio-Mehrstoffbrenners kann auch zur Erschließung lokaler, bisher ungenutzter biogener Brennstoffquellen mit stark schwankender Versorgungssicherheit beitragen.

Das IGF-Vorhaben 18188 N/2 des Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Das OWI ist eine unabhängige und gemeinnützige Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI Konzepte und Technologien auf den Gebieten der energieeffizienten Nutzung flüssiger konventioneller und alternativer Brenn- und Kraftstoffe sowie innovativer Effizienztechnologien. Das Ziel sind technisch ausgereifte, treibhausgas- und emissionsarme Lösungen für die Wärmeerzeugung und Mobilität von Morgen. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik.
Oel-Waerme-Institut gGmbH (OWI)
Michael Ehring
Kaiserstrasse 100
52134 Herzogenrath
m.ehring@owi-aachen.de
49 (0)2407 / 9518 - 138
https://www.owi-aachen.de

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Bio-Mehrstoffbrenner entwickelt

In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben haben das Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI) und das Oel-Waerme-Institut (OWI) einen Kombi-Biobrennstoff-Brenner zur Erzeugung industrieller Prozesswärme konzipiert, gefertigt und getestet. Der Brenner kann neben niederkalorischen Gasen auch flüssige biogene Brennstoffe, wie zum Beispiel Pflanzenöl, effektiv, betriebssicher und schadstoffarm verbrennen. Die flüssigen konventionellen und biogenen Brennstoffe werden dazu in einem eigens entwickelten Verdampfungsreaktor vorverdampft. Die Umsetzung erfolgte zunächst durch den Aufbau eines Demonstrators mit 100 kW Leistung, der im Projektverlauf auf 300 kW Leistung skaliert wurde. Die erreichten Ergebnisse zeigen, dass der Bio-Mehrstoffbrenner eine stabile simultane Verbrennung der vorverdampften flüssigen und gasförmigen Bio-Brennstoffe bei geringem Schadstoffausstoß ermöglicht. Biogene Brennstoffe, in Reinform oder als Beimischkomponente, werden bislang nur in Ausnahmefällen zur Bereitstellung von industrieller Prozesswärme eingesetzt.

Die Forschungsergebnisse ermöglichen auch die Verwertung von in Industrieprozessen anfallenden Gasen und Ölen als Brennstoff und können sowohl auf Hoch- als auch auf Niedertemperaturanwendungen übertragen werden. Dazu zählen beispielsweise der Einsatz in Schmelz-, Erwärmungsöfen sowie Wärmebehandlungsöfen mit Abgasatmosphäre in der Eisen-, Stahl- und Leichtmetallindustrie, oder auch Tunnelöfen, Brenn-Kammeröfen in der Ziegelei und Keramikindustrie, aber auch Trocknungsanlagen und Kesselfeuerungen, zum Beispiel zur Medienerwärmung im Niedertemperaturbereich. Zudem könnten kleine und mittelständische Unternehmen, die in ländlichen Gebieten ohne Erdgasinfrastruktur verschiedenste Kessel- und Trocknungsanlagen im kleineren Leistungsbereich betreiben, so ihre Energieversorgung mit erneuerbaren Brennstoffen sichern. Der entwickelte Bio-Mehrstoffbrenner ermöglicht den simultanen Einsatz einer Vielzahl gasförmiger und flüssiger Brennstoffe verschiedenartiger Zusammensetzungen. Diese hohe Brennstoffflexibilität des Bio-Mehrstoffbrenners kann auch zur Erschließung lokaler, bisher ungenutzter biogener Brennstoffquellen mit stark schwankender Versorgungssicherheit beitragen.

Das IGF-Vorhaben 18188 N/2 des Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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