Tomo-ReG – Mehrkamerasystem für die 3-dimensionale Erfassung der Verbrennungsvorgänge in industriellen Hochtemperaturprozessen bei Einsatz regenerativer Brenngase

Die Umstellung von Erdgas auf Wasserstoff und Ammoniak führt in bestehenden Hochtemperaturprozessen zu deutlichen Veränderungen im Verbrennungsverhalten. Dabei verändern sich Flammengeometrie, Temperaturverteilung und Stabilität, was die Prozessführung erschwert. Besonders kritisch ist die genaue Erfassung der Temperaturverteilung, um Produktspezifikationen einzuhalten und Materialbelastungen zu vermeiden. Daher werden im Vorhaben neue optische Messverfahren entwickelt, die die Flammencharakteristik berührungslos und räumlich aufgelöst erfassen. Diese Technologien sollen helfen, den Brennstoffwechsel sicher, effizient und mit möglichst geringen Emissionen zu gestaltenDie Umstellung von Erdgas auf Wasserstoff und Ammoniak führt in bestehenden Hochtemperaturprozessen zu deutlichen Veränderungen im Verbrennungsverhalten. Dabei verändern sich Flammengeometrie, Temperaturverteilung und Stabilität, was die Prozessführung erschwert. Besonders kritisch ist die genaue Erfassung der Temperaturverteilung, um Produktspezifikationen einzuhalten und Materialbelastungen zu vermeiden. Daher werden im Vorhaben neue optische Messverfahren entwickelt, die die Flammencharakteristik berührungslos und räumlich aufgelöst erfassen. Diese Technologien sollen helfen, den Brennstoffwechsel sicher, effizient und mit möglichst geringen Emissionen zu gestalten.

• Entwicklung einer tomographischen Kamerasonde mit UV-sensitiven CMOS-Sensoren für den Einsatz in der Hochtemperaturumgebung und anwendungsnahe Erprobung
• Ortsaufgelöste Erfassung der Reaktionszone in mit regenerativen Brenngasen, insbesondere mit H₂ betriebenen Hochtemperaturfeuerungen
• Entwicklung von tomographischen Background-Oriented-Schlieren(BOS)-Algorithmen
• Anwendung der BOS-tomographischen Bildgebung zur Bestimmung der
  3D-Temperaturverteilung und Identifizierung von Hotspots in H₂-Feuerungen
• Konzepte für die Anwendung 3D-tomographischer Messtechniken in realen Anlagen

Fördermittelgeber: BMWE / IGF
Projektlaufzeit: 2,5 Jahre (11/2025 – 4/2028)
Förderkennzeichen: 01IF24504N
Partner: DBI GTI, Universität Duisburg-Essen