Ganzheitliche Analyse von Mikrowellenplasmafackeln in Hochtemperaturprozessen - Prozesstechnische und materialseitige Betrachtungsweise
Eckdaten
Förderkennzeichen: 01IF24804N
Projektlaufzeit: 04/2026 - 09/2028
Projektpartner:
- TU Bergakademie Freiberg, Professur GWA
- TU Chemnitz, Professur Werkstoff- und Oberflächentechnik
Ansprechpartner an der Professur GWA:
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Krause
Assoc. Prof. Dr.-Ing. Sven Eckart
Übersicht zum Projekt
Die Erzeugung von CO2-neutraler Prozesswärme ist mit den heutigen Heizsystemen nur begrenzt möglich. Der Einsatz von Wasserstoff als Energieträger erfordert in vielen Fällen einen Pipeline-Zugang, der nicht an jedem Standort vorhanden ist oder sein wird. Dies betrifft auch kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die oft stationäre Tanks mit fossilen Brennstoffen zur Erzeugung von Prozesswärme verwenden. Standorte ohne Pipeline-Zugang, die ihren Verbrennungsprozess dekarbonisieren möchten, benötigen geeignete Alternativen wie Elektrifizierung.
Dieses Projekt zielt darauf ab, die Potenziale der Mikrowellen-Plasmatechnologie zur Beheizung von Thermoprozessanlagen zu erforschen und mit Wasserstoff-Erdgasbeheizung zu vergleichen. Durch den Einsatz von Mikrowellen-Plasmafackeln kann die Effizienz gesteigert und die Emissionen im Vergleich zu konventionellen gasbeheizten Systemen eventuell reduziert werden. Dabei wird die Wärmeübertragung direkt im Gasvolumen durchgeführt, was im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Heizmethoden zu einem veränderten Temperaturprofil und schnellen Erwärmungsvorgängen führt. Das Projekt untersucht auch systematisch die Wechselwirkungen zwischen Plasma, erwärmtem Material und Feuerfestwerkstoffen, insbesondere hinsichtlich der Temperaturhomogenität und Schadstoffemissionen bei verschiedenen Feedgasen. Diese Forschung ist von hoher wirtschaftlicher Bedeutung für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) in der Thermoprozesstechnik, da sie deren Expertenwissen erweitert und ihnen ermöglicht, innovative, emissionsarme Beheizungslösungen anzubieten. Durch die Forschungsergebnisse können KMUs ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken und einen Beitrag zur Reduktion von CO2- und NOx-Emissionen in der Industrie leisten.