1996-08-01  –  1997-09-30

53.683,09 EUR

Battelle Ingenieurtechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Eschborn, Hessen

0326834 /0

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1326]

01000464/1  –  HGR: Filter aus Hochleistungskeramik für die Energietechnik

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Für die Messung von Massenkonzentrationen und Partikelgrößenverteilungen zum Beispiel für die Überwachung des Gasstromes wurden bisher hauptsächlich optische Systeme eingesetzt, die empfindlich gegenüber Verschmutzung und Alterung von Komponenten sein können. Daher sollte im Rahmen des Projektes ein sogenannter kompensierter Streulichtphotometer (LUKAS: Langzeit-Aerosol-Überwachung mit einem kalibrierfreien, kompensierten Streulichtphotometer) entwickelt werden. Ein solcher Streulichtphotometer erfasst Streulicht- und Transmissionswerte eines Partikelkollektives und verknüpft diese miteinander indem Streulichtsignale auf die Transmissionssignale normiert werden. Dadurch lässt sich die Partikelgrößenverteilung bestimmen und die genannten Nachteile konventioneller Messverfahren ausräumen. Außerdem ist damit ein geringerer Kalibrierungsaufwand und daher eine überdurchschnittliche Langlebigkeit zu erwarten. Weitere Anforderungen sind der Einsatz unter hohen Temperaturen und unter hohem Druck sowie einfach zu installierende Systeme. In der vorliegenden Erforschung der Grundlagen wurden die prinzipielle Funktionsweise und Vorteile des Kompensationsverfahrens experimentell getestet.
Als Ergebnis konnte der theoretisch erwartete Vorteil für einen Transmissionsbereich >75% nachgewiesen werden. Ein geeignetes Invertierungsverfahren wurde ermittelt, zur Berechnung von Partikelgrößenverteilungen aus spektralen Messungen. Es konnte gezeigt werden, dass die erforderliche Laserleistung für den minimal nachzuweisenden Streulichtwirkungsgrad starkt von der Tessgastemperatur und dem betrachteten Wellenlängenbereich abhängt. Für den Einsatz einer Punktmessung wird ein passiver Messkopf vorgeschlagen, der über Fiberoptik von Sende- und Empfangseinheit entkoppelt wird. Die Umsetzbarkeit für Temperaturen bis 1.170K werden positiv, für Temperaturen über 1.170K bis 1.670K eher kritisch eingeschätzt.