Optimierung eines Wasserstoff-Brenners für die on-board LOHC Dehydrierung

Wasserstoffflamme des Einzeldüsenbrenners (links) und Aufnahme mit Infrarotkamera (rechts)

In diesem Projekt wird ein skalierbarerer, modularer und emissionsarmer Wasserstoffbrenner für die Dehydrierung von LOHCs (Liquid Organic Hydrogen Carriers) entwickelt. Das Konzept beruht auf einem Matrixbrenner, dessen Skalierbarkeit durch eine Erweiterung der Düsenanzahl realisiert wird. Es wurde zunächst ein teilvorgemischter Einzeldüsenbrenner konzipiert, getestet und optimiert. Experimentelle Studien zeigen einen stabilen Betrieb für verschiedene Brennerkonfigurationen über einen großen Lastbereich. Durch einen mageren Betrieb des Brenners und die Befeuchtung der Verbrennungsluft können die NO_x-Emissionen auf < 10 ppmv reduziert werden. Die Weiterentwicklung zum Matrixbrenner erfolgt in zwei Schritten. Der erste Schritt sieht einen Einreihenbrenner vor, für dessen Entwicklung die Verteilung von Brennstoff-und Verbrennungsluft auf die Einzeldüsen in Reihe untersucht wird. Im zweiten Schritt erfolgt, durch die Erhöhung der Reihenanzahl, die Erweiterung des Einreihenbrenners zu einem Matrixbrenner. Durch das Zu- und Abschalten einzelner Düsenreihen ist eine Regelung in einem großen Lastbereich bei gleichem Brennverhalten möglich.

Dieses Projekt ist Teil des Projektes „Emissionsfreier und stark emissionsreduzierter Bahnverkehr auf nicht-elektrifizierten Strecken“ unter Projektleitung des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg und mit Förderung durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie.