Forschungsprojekte

Immer einen Schritt voraus.

Unser wissenschaftliches Engagement geht weit hinaus über die bloße Weiterentwicklung unserer Produkte. Es sind die großen Themen, die uns bewegen: Energiewende, grüne Gase und konsequente Schadstoffminimierung. 

Dank jahrzehntelanger enger Kooperation mit renommierten wissenschaftlichen Einrichtungen sowie hervorragender Ergebnisse aus abgeschlossenen Forschungsprojekte genießt WS einen ausgezeichneten Ruf bei allen Projektträgern und Forschungsförderern und ist gefragter Berater bei der Vorbereitung politischer Richtungsentscheidungen. 

Laufende Forschungsprojekte

Ziel des Vorhabens ist der flexible Einsatz von Wasserstoff als Brennstoff an kontinuierlichen Glühlinien und Feuerbeschichtungsanlagen für Stahlband zur Reduktion der CO2-Emissionen. Hierfür wird der Einsatz von Wasserstoff in bestehenden Strahlheizrohrsystemen im Labor untersucht und gleichzeitig die Entwicklung und Demonstration innovativer, brennstoffflexibler und energieeffizienter FLOX®-Strahlrohrsysteme (für PP-Strahlheizrohre) mit geringsten NOx-Emissionen angestrebt. Der Einsatz von Wasserstoff in Erdgas soll im Bereich von 0 bis 100 Vol.-% möglich sein, ohne dass manuelle Anpassungen an der Gesamtanlage und am spezifischen Strahlrohrsystem nötig sind. Ziel ist es, trotz des flexiblen und zeitlich schwankenden Einsatzes beider Brennstoffe bei der Verbrennung im Strahlheizrohr gleichzeitig eine hohe Prozessstabilität, Energieeffizienz sowie geringste NOx-Emissionen zu erreichen.
 
So leistet dieses Vorhaben einerseits einen Beitrag zur Dekarbonisierung im Bereich der Stahlverarbeitung, andererseits aber auch zur Akzeptanz des neuen Brennstoffs Wasserstoff in der Industrie. Die entwickelte Lösung soll nicht nur für neue Strahlrohrsysteme, sondern möglichst auch für Retrofit-Installationen geeignet sein und damit eine kurzfristige Marktdiffusion ermöglichen. Die Demonstration der entwickelten Strahlrohrsysteme erfolgt an einer kontinuierlichen Glühlinie für Stahlband. Hierfür werden zwei Demonstratoren des entwickelten Strahlrohrsystems installiert. Dies umfasst nicht nur den Austausch der Systeme, sondern auch die Anpassung der Gasversorgung sowie die umfangreiche Ausstattung der Strahlheizrohre und Brenner mit Messtechnik zur Evaluation des Ofenbetriebs, der Energieeffizienz sowie der Schadstoffemissionen. Auf Basis der Ergebnisse werden die Auswirkungen der Umstellung von fossilem Erdgas auf Wasserstoff für kontinuierliche Glühlinien und Feuerbeschichtungsanlagen untersucht und das reale Potenzial zur Minderung der CO2-Emissionen ermittelt.
 
 
Themenseite: FlexHeat2Anneal

Im BMWi-Projekt "ReOrgAl" untersucht WS das Potential der FLOX®-Technologie im Bezug auf die Nutzung von niederkalorischen Brennstoffen mit schwankenden Zusammensetzungen aus der thermischen Vorbehandlung von recycelten und organisch kontaminierten Aluminiumschrotten. Gesamtziel des Projekts liegt in der Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz und Prozessoptimierung in Recycling-Prozessen der Aluminiumindustrie.
Eine umfangreiche Projektbeschreibung mit Projektzielen und Methodik kann auf der Webseite des Projektkoordinators entnommen werden:


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Ziel des Forschungsvorhabens „FLOX-2“ ist die Entwicklung eines neuartigen Verbrennungssystems, das es ermöglicht, die FLOX®-Technologie auch bei Prozesstemperaturen unter 850 °C anzuwenden. Dies ermöglicht bei Prozessfeuerungen die flexible Substitution fossiler Brennstoffe durch Schwachgase, Kuppelgase oder synthetische („grüne“) Brennstoffe und damit eine deutliche Senkung der anthropogenen CO2-Emissionen. Aufgrund des Aufbaus des neuartigen Systems kann es ebenso möglich sein, dass nicht nur die thermische NOx-Bildung, sondern auch die Bildung von Brennstoff-NO deutlich verringert werden kann.
Weitere Informationen zum Projekt befinden sich auf der projektspezifischen Webseite unseres Projektpartners, das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen:


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Gegenstand der Forschung im Projekt "Hybridstrahlrohr" ist die Erprobung einer hybriden Beheizung von Thermoprozessanlagen. Hybrid bedeutet hier die Nutzung von Brenngas und elektrischer Energie. Der Strom kommt bevorzugt aus regenerativen Energiequellen. Ist im Stromnetz überschüssiger Strom aus erneuerbaren Quellen vorhanden, kann von der Gasbeheizung auf die elektrische Beheizung umgeschaltet werden. Somit kann die Anlage CO₂-neutral beheizt und einer Überlastung des Stromnetzes vorgebeugt werden.

 

In ein klassisches Mantelstrahlrohr wurden modifizierte Flammrohr eingebaut. Die elektrische Heizwendel wurde helixförmig auf dem Flammrohr angeordnet. Für die Gasbeheizung wird ein keramischer Rekuperatorbrenner eingesetzt. Im Projektverlauf konnte das Hybridstrahlrohr seine technische Machbarkeit unter Beweis stellen. Die Vorbereitung für eine industrielle Erprobung des Hybridstrahlrohrs sind weitestgehend abgeschlossen. Als Fazit kann festgehalten werden, dass mit dem Einsatz des hybriden Strahlrohrs bereits heute auf das volatile Angebot am Energiemarkt reagiert werden kann. Im Hinblick auf Preis und CO₂-Bilanz kann jeweils die günstigere Beheizungsvariante gewählt werden.

 

Bericht

 

Projekthomepage

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Erweiterung der Einsatzgrenzen der FLOX Technik für kleine und große Brennerleistungen.

Projekt Webseite: www.eu-projects.de

Flameless combustion conditions and efficiency improvement of single- and multi-burner-FLOX furnaces in relation to changes in fuel and oxidizer composition

Projektinfo

Ceramic Heat Exchangers with Enhanced Material Properties, CEREXPRO

www.cerexpro.org

Entwicklung eines CO2 -emissionsfreien Kohleverbrennungsprozesses zur Stromerzeugung

Projekt Internetseite

Lebensdauerbewertungsverfahren für korrosiv, thermisch und mechanisch beanspruchte Bauteile bis 1200 °C

Infoblatt (pdf)

Dynamic Behavior of a Multi-Burner Excess Enthalpy Combustion System (MEEC) for Industrial Process Furnacess

Ingenieurkeramik zur Energieeinsparung in Thermoprozessanlagen mit hoch intensiver Gasumwälzung bei höheren Temperaturen

Energieeinsparung und Schadstoffminderung an Glasschmelzwannen mit rekuperativer Luftvorwärmung.

New Burner Technology for Low Grade Biofuels to Supply Clean Energy for Processes in Biorefineries.

Projektpartner: GWI, Uni Bochum, RWTH Aachen, IST, DLR, Ansaldo, WS, Uni Delft, DGT, Snecma, Alstom (Siemens)
Laufzeit: 2001 - 2004
Förderinstitution: EU

 

Entwicklung von FLOX® Brennern für Gasturbinen.