Wärmestrahlung von Flugasche in kohlebefeuerten Dampferzeugern. Verfeinerung der Berechnungsmethoden durch Berücksichtigung der chemischen Zusammensetzung der Partikelgrößenverteilung

• Applicant: Professor Dr. Dieter Vortmeyer
• Subject Area: Energy Process Engineering
• Term: from 1993 to 2000
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5096824

Partikel im Rauchgas beeinflussen den Strahlungswärmetransport in Kohlefeuerungen durch Absorption, Emission und Streuung. Die diese Vorgänge beschreibenden Koeffizienten hängen von der Partikelgrößenverteilung und der chemischen Zusammensetzung der Partikel ab. Im bisherigen Verlauf des geförderten Projektes wurden ca. 70 Ascheproben aus verschiedenen Kraftwerken entnommen und analysiert. Durch Kombination mit Daten aus der Literatur wurde eine empirische Mischungsregel erstellt, nach der die Indizes für Brechung ml und Absorption kl einer Asche bestimmt werden können. Anhand der Mie-Theorie wurden für alle Proben die mittleren Wirkungsfaktoren für Absorption und Streuung ermittelt und nach einem 2-Fuß-Modell Staubemissionsgrade berechnet. Gekoppelt mit den Emissionsgraden des Rauchgases lassen sich Strahlungsaustauschrechnungen nach der u.a. auch im VDI-Wärmeatlas beschriebenen Rechenmethode durchführen. Allerdings sind diese Rechnungen beschränkt auf Volumina konstanter Temperatur und geringe Partikelbeladungen. Im beantragten vierten Jahr soll ein Modell erstellt werden mit welchem der Strahlungsaustausch unter nicht-isothermen Verhältnissen auch bei hoher Staubbeladung berechnet werden kann. Mit dem erstellten Programmpaket sollen anhand der vorhandenen Aschedaten umfangreiche Parameterstudien durchgeführt werden, um kohle- und feuerungsspezifische Abhängigkeiten zu ermitteln. Ferner sollen hohe Partikelbeladungen und der Einfluß über den Querschnitt unterschiedlicher Staubkonzentrationen untersucht werden, wie sie beispielsweise in zirkulierenden Wirbelschichtfeuerungen auftreten.

• DFG Programme: Research Grants