Hochdruck-Thermowaage

Vergasungsbasierte Kombikraftwerke bestechen durch höchste Wirkungsgrade, die Möglichkeit zur Abtrennung von CO₂ und eine hohe Lastwechselfähigkeit. Durch den steigenden Anteil an fluktuierenden regenerativen Energien werden sie in Zukunft besondere Bedeutung erlangen. Eine Optimierung der Kraftwerkstechnologie erfordert die Untersuchung von Einzelphänomenen wie dem Schlackeverhalten oder dem Einbindungsverhalten von Alkalien. Insbesondere das Alkaliverhalten bei höchsten Temperaturen und Drücken in reduzierender (Vergasungs-)Atmosphäre ist im Hinblick auf die Reinigung des Synthesegases von großem Interesse. Die im Brennstoff enthaltenen Alkalien verursachen Heißgaskorrosion, die die Standzeiten der Gasturbinen stark verringert. Nach dem Stand der Technik wird das Synthesegas zur Reinigung stark abgekühlt, so dass die Alkalien auskondensieren. Um den hierdurch bedingten Wirkungsgradverlust zu reduzieren, ist eine Reinigung des Synthesegases bei möglichst hohen Temperaturen erstrebenswert.
Der umfangreichste und anspruchvollste Teil des Projekts ist die Auslegung und Konstruktion der Hochdruckthermowaage. Die größten Herausforderungen ergeben sich dabei durch die extrem hohen Temperaturen bei zugleich hohem Druck und der notwendigen höchsten Präzision in der Wägegenauigkeit von 1 Millionstel Gramm. Nach Fertigstellung und Inbetriebnahme der Anlage wird das Versuchsprogramm zum Verhalten von Alkalien bei höchsten Drücken und Temperaturen am Lehrstuhl für Energiesysteme der TUM durchgeführt. Die Untersuchung des Alkaliverhaltens wird damit erstmals mit einer Thermowaage möglich sein. Danach steht die Anlage für ein breites Spektrum an Fragestellungen aus dem energietechnischen oder materialwissenschaftlichen Sektor bereit.