Flugstromreaktor zur Untersuchung von Verbrennungsvorgängen

 

Für die Untersuchung von Verbrennungsvorgängen steht am Institut für Energietechnik ein Flugstromreaktor zur Verfügung. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem elektrisch beheizten Keramikrohr mit 2 m Länge und einem Durchmesser von 15 cm, das Temperaturen von bis zu 1600 °C erreichen kann.

Dem Reaktor wird der Brennstoff über einen Brenner mit dem Primärgas zugeführt. Bei der Durchströmung des Reaktors zündet der Brennstoff und verbrennt während der Durchströmung. Als Sauerstoffträger kann Luft und ein variables Gemisch aus O2, CO2, N2 und mit Hilfe eines Dampferzeugers auch Wasserdampf verwendet werden. Weiterhin können geringe Mengen an Schadstoffen wie NOx und SO2 zugegeben werden, um alle in der Rezirkulation auftretenden Gaskomponenten berücksichtigen zu können.

Öffnung des Flugstromreaktors im Betrieb

 

 

Die Messwertaufnahme erfasst die wesentlichen Gaskomponenten (O2, CO2) und Schadstoffe (NO, NO2, SO2, CO). Nach der Durchströmung des Reaktors, die etwa 2 Sekunden benötigt, wird der Gasstrom mit Hilfe von Quenchluft gekühlt. Hierbei wird der Verbrennungsvorgang schlagartig unterbrochen und das Abgas wird nach der Partikelabscheidung im Zyklon an die Umgebung abgegeben. Die eingesetzten Kohlen und die nach dem Reaktor abgeschiedene Asche werden in einer Kurz- sowie einer Elementaranalyse untersucht.

Im Folgenden ist der Aufbau schematisch dargestellt und die wesentlichen Parameter aufgelistet.

  • Brennkammer: 150 mm Durchmesser, 2 m Länge
  • Wandtemperatur: 900 – 1600 °C, 5 unabhängig regelbare Module
  • Atmosphären: Luft und beliebige Mischungen aus O2, CO2, H2O, N2
  • Primär-, Sekundär-, Tertiärgas und Möglichkeit zur Gasstufung
  • Aufenthaltszeit bis zu 2 s
  • Messungen von: CO2, O2, NOx, SO2, CO und der Temperatur
Schematische Darstellung des Flugstromreaktors im Betrieb

 

 

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. A. Kather