Abteilung Vergasungstechnologie
Arbeitsgruppe: Vergasung
Die Forschungsarbeiten in der Arbeitsgruppe Vergasung zielen auf die Beschreibung der physikalischen und thermo-chemischen Einzelprozesse bei der Flugstromvergasung von flüssigen und Suspensionsbrennstoffen unter atmosphärischen Bedingungen. Bei autothermen Vergasungsprozessen sind die Energieeffizienz und der Kohlenstoffumsatz direkt mit der Prozesstemperatur gekoppelt, und somit der Stöchiometrie. Da die Brennstoffe über außenmischende Zweistoffdüsen zugegeben werden, ist ein weiterer Einflussfaktor auf die Prozesseffizienz die Geometrie der Brennerdüse. Der hohe Austrittsimpuls des Gasstroms bestimmt über das Strömungsfeld und die räumliche Verteilung des Brennstoffes die Struktur und Stabilität der Reaktionszonen und somit die Qualität des Synthesegases. Experimentelle Untersuchungen werden am atmosphärischen Flugstromvergaser REGA durchgeführt. Die axial verschiebbare Brennerdüse erlaubt detaillierte Messungen der lokalen Gasphasenzusammensetzung und Gastemperaturen. Mittels laser-optischer Verfahren werden lokale Verteilungen von Tropfengrößen und –geschwindigkeiten (PDA) unter reaktiven Bedingungen bestimmt. Zur Charakterisierung der Reaktionsmischung und Lokalisierung unterschiedlicher Reaktionszonen kommt Laser-induzierte Fluoreszenz zum Einsatz. Die Messdaten bilden die Basis für die Entwicklung und Validierung von Modellen der Einzelprozesse und der numerischen Simulation.
Arbeitsschwerpunkte
- Grundlagen der Flugstromvergasung von flüssigen und Suspensionsbrennstoffen aus biogenen und anthropogenen Einsatzstoffen
- Charakterisierung der physikalischen und thermo-chemischen Prozesse in der Flammenzone
- Modellierung des Brennstoffumsatzes der festen und flüssigen Phase
- Experimentelle Daten zur Validierung von Modellen und Simulationen
Abgeschlossene Promotionen
- P. T. Fertl
Arbeiten zur chemischen Gasquenche
Dissertation, KIT, 2017, doi:10..5445/IR/1000070458 - P. Stoesser
Investigation of solid-phase processes during the conversion of biogenic slurry in entrained flow gasifiers
Dissertation, KIT, 2020, Verlag Dr. Hut - C. Schneider
Reaction kinetics of biogenic solid fuels under process conditions of technical entrained-flow gasifiers
Dissertation, KIT, 2021, doi:10.5445/IR/1000139237