Flammenstabilisierung durch Verbrennung in festen Schwämmen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Nikolaos Zarzalis
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering
• Term: from 2005 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5471761

Bei modernen Gasturbinen erfolgt die Reduzierung der NOx-Emission meist durch die Abmagerung der Verbrennungszone bei gleichzeitiger Homogenisierung des Brennstoff/Luft-Gemisches. Die Verwendung dieses Mager-Vormisch-Konzeptes hat eine Verschlechterung der Zündstabilität unter Teillastbedingungen zur Folge. Die notwendige Erweiterung der mageren Stabilitätsgrenze wird derzeit meist durch eine Pilotierung, die als Diffusionsflamme ausgeführt wird, realisiert. Diese stellt bei modernen Gasturbinen die Hauptquelle der NOx-Emissionen dar. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist daher die Untersuchung des Potentials einer neuartigen Stabilisierung, die durch eine in einem porösen, inerten, keramischen Medium (Schwamm) stattfindende Vormischverbrennung gewährleistet werden soll. Die Untersuchung der Reaktion soll dabei unter für Gasturbinen typischen Betriebsbedingungen (hohe Vorwärmtemperatur und Druck) ablaufen. Es sollen Erkenntnisse über den Verlauf und die Stabilität der Verbrennung im Schwamm in Abhängigkeit von dessen Geometrie und Materialeigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Porosität, Porengröße) gewonnen werden. Die aus den Untersuchungen resultierenden Ergebnisse stellen die unbedingte Voraussetzung zur Auslegung und Dimensionierung von Schwämmen für den zukünftigen Einsatz als Pilotbrenner in Gasturbinen dar.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 583: Solid Sponges - Application of Monolithic Network Structures in Process Engineering
• Participating Person: Dr.-Ing. Peter Habisreuther