Das Projekt "Teilprojekt 12" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wieland-Werke AG durchgeführt. Das gesamte Forschungsvorhaben zielt auf die Erschließung bisher nicht genutzter Potenziale zur Steigerung der prozessintegrierten Energieeffizienz durch Nutzung innovativer Apparate- und Anlagenkonzepte zur Wärmeübertragung. Das Ziel soll erreicht werden durch die Zusammenführung innovativer Apparate- und Anlagenkonzepte mit prozesslichen Anwendungen, die ein besonders hohes Wärmeintegrationspotenzial erwarten lassen. Im Rahmen der Teilprojekte A1, A3 und B2 soll die Verwendbarkeit von mikrostrukturierten Rohren in Wärmetauschern der stoffwandelnden Industrie unter realitätsnahen Bedingungen nachgewiesen werden. Es sollen sowohl die Prozesse 'Verdampfung' als auch 'Kondensation' untersucht werden. Im ersten Schritt soll in Laborversuchen ein weiter Bereich von Betriebsparametern abgedeckt werden. In diesen Screeningversuchen kommen mehrere Rohrstrukturen zum Einsatz, die auf Ihre Leistungsfähigkeit untersucht werden. Die Rohrmuster werden in Absprache der Partner durch die Fa. Wieland-Werke AG angefertigt. Die Untersuchungen finden vorwiegend an der Universität Kassel (Verdampfung) und an der TU München (Kondensation) statt. Ergänzende Messungen werden im wärmetechnischen Labor der Wieland-Werke AG durchgeführt. In den anschließenden Versuchen im Technikumsmaßstab bei der Fa. Linde AG wird eine Auswahl der Rohrmuster unter realitätsnahen Bedingungen in Rohrbündelwärmetauschern untersucht. Damit erlauben die Ergebnisse eine Übertragbarkeit auf die spätere Anwendung.
Das Projekt "CFD-Simulation von Wärmetauschern, Modellierung der Bildung von Aschedepositionen sowie Untersuchungen von Verschlackung und Korrosion in Biomassefeuerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Prozess- und Partikeltechnik durchgeführt. Die Auswirkungen von Verschlackungen auf die Verfügbarkeit und die Instandhaltungskosten von Feuerungsanlagen können sehr negativ sein. Ziel dieses Projektes ist es, das grundsätzliche Verständnis für die maßgeblichen Mechanismen, die zu Aschenschmelze und Depositionsbildung führen, zu verbessern. Am Ende des Projektes sollen entsprechende Auslegungs- und Prognosetools für Biomasse-befeuerte Feuerungen und Kessel zur Verfügung stehen. Als Basis soll ein CFD-Modell zur Simulation und Optimierung von Rohrbündelwärmetauschern (konvektiver Teil des Kessels) weiterentwickelt werden. Dieses Modell soll in weiterer Folge mit thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen kombiniert und in ein Modell implementiert werden, mit dem die Bildung von Depositionen an Feuerungs- und ebenen Kesselwänden sowie Oberflächen von Rohrbündelwärmetauschern vorhergesagt werden kann. Damit soll, unterstützt durch Testläufe, das Schmelzverhalten (Verschlackung) von Aschen im Feuerraum und im Kesselbereich genauer untersucht werden. Des weiteren wird anhand ausgewählter Fallbeispiele Korrosion in Wärmetauschern experimentell untersucht. Die Arbeiten im Rahmen dieses Projektes erfolgen primär in Form von Simulationen, die mit Messdaten validiert werden.