ISBN 9783843940948

978-3-8439-4094-8, Reihe Energietechnik

Balbina Caecilia Hampel
Untersuchungen zu einem Verbrennungs-konzept für Mikrogasturbinen im Kontext mit chemischen Wasserstoffspeichertechnologien

160 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2019), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit stickoxidarmer Wasserstoffverbrennung für Mikrogasturbinen, die in einen Speicherzyklus, der auf flüssigen organischen Wasserstoffspeichern basiert, integriert sind. Der Abgasenthalpiestrom der Mikrogasturbine kann so für die Aufrechterhaltung der endothermen Freisetzungsreaktion des Wasserstoffs (Dehydrierung) aus dem chemischen Wasserstoffträger genutzt werden. Der freigesetzte Wasserstoff wird in der Mikrogasturbine zur Energiegewinnung eingesetzt.

Für ein System, bestehend aus Mikrogasturbine und Dehydriereinheit, wird ein thermodynamisches Modell erstellt und mit genetischen Algorithmen optimiert. Mit Hilfe von 3D-Strömungssimulationen und experimentellen Untersuchungen bei Umgebungsbedingungen wird eine neue Brennkammer für das Regime der verdünnten Verbrennung entwickelt, die sowohl mit Wasserstoff als auch mit Erdgas betrieben werden kann. Im für die Gasturbine relevanten Betriebsbereich können die Stickoxidemissionen der entwickelten Brennkammer für beide Brennstoffe auf 1 bis 2 ppm reduziert werden. Simulationen mit Reaktormodellen zeigen, dass die Brennkammer auch bei einem Druck von 4,5 bar einsetzbar sein sollte.