Modellierung der Partikel-Turbulenz-Chemie-Wechselwirkung für Oxyfuel-Prozesse (B06)

• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 215035359

Das übergeordnete Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung konsistenter Modelle und Methoden zur Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Turbulenz, Chemie und Partikeln, die ferner den einzelnen Aspekten des Kohleverbrennungsprozesses Rechnung tragen. Diese Beschreibung der Partikel- und Gasphasenverbrennung soll über eine hochdimensionale FGM-Formulierung erfolgen. Sie berücksichtigt neben Effekten nicht-adiabater Physik und endlich schneller Chemie zwei Mischungsbrüche für Flüchtige und Koks sowie erstmals eine Variation der Entgasungsprodukte, die über eine Fortschrittsvariable des Entgasungsvorgangs erfasst wird. Innerhalb der beantragten Periode wird außerdem eine Feld-basierte transportierte FDF-Methode entwickelt. Diese berücksichtigt die höhere Dimensionalität des entwickelten Flamelet-Modells sowie die Wechselwirkung mit der dispersen Phase. Die Erweiterung des Brennstoffspektrums auf Biomasse beeinflusst zahlreiche Aspekte der Modelle und wird entsprechend konsistent erarbeitet und implementiert. Neben der Kinetik für Koksabbrand und Pyrolyse für ein breiteres Brennstoffspektrum findet ein Fragmentierungsmodell, welches das stochastisch auftretende Zerplatzen bzw. Zerfallen von Partikeln beschreibt, Eingang in die Modelle. Die Validierung diverser Teilmodelle erfolgt anhand von Experimenten.

• DFG-Verfahren: Transregios
• Teilprojekt zu: TRR 129: Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Mitantragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Teilprojektleiter: Professor Dr.-Ing. Johannes Janicka; Professor Dr. Amsini Sadiki