Heizen mit HolzFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Werkstoffentwicklung zur Brennrostherstellung für Biomassereaktoren zur Nutzung alternativer Brennstoffe (BioRost); Teilvorhaben 1: Theoretische Untersuchungen und - Entwicklung - Akronym: BioRost

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) - Institutsteil Dresden
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Kontakt
Dr. Uwe Gaitzsch
Tel: +49 351 2537-430
E-Mail schreiben
FKZ
22404815
Anfang
01.07.2016
Ende
31.12.2019
Ergebnisdarstellung
Die beste Beständigkeit wurde mit partikelverstärkten FeCrAlY-Rosten erzielt die nach etwa 1000 h Brenndauer ohne erkennbare Schäden ausgebaut und charakterisiert wurden. Neben der fehlenden Abzehrung durch Korrosion zeigten diese Roste auch eine erhöhte Beständigkeit gegen die sog. Verschlackung, also die Verschließung der Zwischenräume im Brennrost mit versinterten oder angeschmolzenen Aschepartikeln. Eine Beschichtung mit FeCrAlY war ebenfalls erfolgreich. Allerdings wurde diese Schicht im Betrieb vollständig aufgezehrt, sodass der Korrosionsmechanismus in dieser Legierung nicht experimentell belegt werden konnte. Es wurde aber eine deutliche Verlängerung der Standzeit im Vergleich zum unbeschichteten Rost erzielt.
Aufgabenbeschreibung
Die Verstromung von Biomasse ist ein wichtiger Schritt zur CO2-neutralen Stromerzeugung und damit eine Schlüsseltechnologie auf dem Weg in die umweltfreundliche Zukunft. Die dabei im Brennraum eingesetzten Materialien müssen neben den hohen Temperaturen auch Gasen widerstehen, die in normalen Ofenatmosphären nicht vorkommen, dies sind insbesondere Kohlenstoff-, schwefel- und chlorhaltige Gase. Diese führen zu Hochtemperaturkorrosion und sind der Hauptgrund für Wartungs- und Reparaturarbeiten an den Anlagen. Die Verlängerung der Lebensdauer der Schlüsselkomponente ist das Hauptziel der hier beantragten Forschungsarbeiten. Dazu werden neue Materialkonzepte erprobt und Fertigungsstrategien für die betreffenden Bauteile erarbeitet. In diesem Projekt wird ein oxidationsbeständiger Hochtemperaturwerkstoff entwickelt. Dieser Werkstoff kann die notwendigen Voraussetzungen erbringen, um einen Brennrost für bis zu 1500 h - 3000 h stabil im Einsatz zu halten. Die wichtigsten Eigenschaften des Werkstoffes sind dabei die Hochtemperaturfestigkeit, um das Brenngut aufzunehmen. Die Festigkeit muss insbesondere unter dem Einfluss der korrosiven Gase und der anfallenden Aschen gewährleistet werden. Neben der Werkstoffentwicklung sind auch die Aspekte der Formgebung und Fügetechnik zu beachten. Ein großer Vorteil der Pulvermetallurgie ist die endformnahe Fertigung. Dabei entsteht wenig Abfall und durch die wegfallenden Bearbeitungsschritte können Kosten gespart werden. Insbesondere für den Industriepartner ist der Werkstoffpreis enorm wichtig, um über die Einsetzbarkeit des Werkstoffes oder Bauteils zu entscheiden. Die Fügetechnik ist wichtig, um den Formkörper oder das Bauteil mit dem Grundwerkstoff oder andern Basisbauteilen zu verbinden. Da diese Aufgabenstellung vielfach in der Pulvermetallurgie angetroffen wird, kann hier auf einen reichen Erfahrungsschatz am Fraunhofer IFAM zurückgegriffen werden.

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