Verbundvorhaben: BioFeuse - Neue Sensorik für die Prozessoptimierung von SCR-Verfahren und Partikelabscheidung an Biomasseverbrennungsanlagen - Teilvorhaben: Entwicklung neuartiger Sensorkonzepte zur NH3-Detektion
Zeitraum
2021-07-01 – 2024-06-30
Bewilligte Summe
255.979,48 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI5434B
Leistungsplansystematik
Energetische Biomassenutzung [EB1920]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)
Förderprogramm
Energie
Als Bestandteil einer regenerativen Energieversorgung müssen zukünftig verstärkt biogene Rest-und Abfallstoffe energetisch genutzt werden. Die dabei entstehenden Schadstoffemissionen müssen mittels geeigneter Messsysteme überwacht und ggf. durch entsprechende Abgasreinigungssysteme gemindert werden. Bei der Konversion biogener Reststoffe entstehen aufgrund relativ hoher Stickstoffgehalte erhöhte NOx-Emissionen, welche durch geeignete Verfahren wie die selektive katalytische Reduktion (SCR) gemindert werden können. Für die Überwachung und Steuerung von SCR-Systemen werden geeignete Sensoren benötigt, um eine automatische Dosierung der optimalen Reduktionsmittelmenge realisieren und die Einhaltung relevanter Grenzwerte (NOx, NH3) überwachen zu können. Die bislang am Markt verfügbare Sensorik ist nicht selektiv genug und die verfügbare Messtechnik ist schlichtweg zu teuer für den Einsatz in kleinen dezentralen Biomasseanlagen. Die im Automobilbereich eingesetzten NOx-Sensoren sind zwar relativ preiswert, weisen aber eine sehr starke Querempfindlichkeit zu Ammoniak auf, so dass eine Unterscheidung zwischen NOx und NH3 anhand der Sensorsignale nicht möglich ist. Daher wird in dem Forschungsvorhaben die Entwicklung neuartiger Sensoren und Sensorprinzipien zur Messung von NOx und NH3 angestrebt, welche wirtschaftlich für die Steuerung von SCR-Systemen und das Monitoring von Reststoffanlagen eingesetzt werden können. Es werden zwei verschiedene Forschungsansätze zur Entwicklung geeigneter Sensorik verfolgt: Einerseits wird versucht, kostengünstigere und selektive NOx-Sensoren ohne Querempfindlichkeit auf NH3 bzw. Abgassensoren für die NH3-Messung zu entwickeln. Der zweite Ansatz basiert auf die Bestimmung des Beladungszustandes des SCR-Katalysators mittels der Hochfrequenz-Technik. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, mit dem man die NH3-Beladung des Katalysators in-situ und berührungslos messen kann.