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DFG project G:(GEPRIS)215035359

TRR 129: Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre

CoordinatorProfessor Dr.-Ing. Reinhold Kneer
Grant period2013 - 2025
Funding bodyDeutsche Forschungsgemeinschaft
 DFG
IdentifierG:(GEPRIS)215035359

Note: Der SFB/TRR 129 (RWTH Aachen University, Ruhr-Universität Bochum, Technische Universität Darmstadt) untersucht die Grundlagen der Verbrennung von pulverisierter fester Biomasse in Oxy-Fuel-Atmosphäre, d.h. einer gasförmigen Atmosphäre, die hauptsächlich CO2, H2O und O2 enthält. Das Ersetzen des Stickstoffanteils der Luft durch die bei hohen Temperaturen am Brennstoffpartikel sehr aktiven und strahlungswirksamen Komponenten CO2 und H2O hat ein völlig neues Verbrennungsverhalten zur Folge, das zu veränderten chemischen Umsatzraten, aber auch zu Instabilitäten sowie zu örtlichen Zünd- und Löscherscheinungen führen kann. Biomasse als fester Brennstoff beeinflusst alle diese Prozesse aufgrund ihrer spezifischen Zusammensetzung und Struktur sowie durch die damit verbundenen unregelmäßigen Partikelformen. Zur Identifizierung der dominierenden Mechanismen der auftretenden Transportprozesse wird ein multiskaliger Ansatz sowohl bei den Experimenten, als auch bei den zugehörigen Modellierungsansätzen und Simulationen verfolgt. Beispielsweise werden Modellierungsansätze unterschiedlicher Genauigkeit berücksichtigt, die von Molekulardynamiksimulationen über Ansätze, die die Turbulenz teilweise oder sogar vollständig auflösen, bis hin zu einer Multiphysik und Multiskalenbeschreibung der System-Skala mit Large-Eddy-Simulation (LES) reichen.Die übergeordneten wissenschaftlichen Ziele des SFB/TRR sind:•Skalenübergreifendes Verständnis der Mechanismen der Verbrennung fester, staubförmiger Brennstoffe in einer Gasatmosphäre, die im Wesentlichen aus CO2, H2O und O2 besteht,•Herleitung von validierten und generalisierten Modellen (Verbrennung und Transportvorgänge) für diese Bedingungen, die die erforderlichen Details auf den jeweiligen Skalen berück-sichtigen,•Entwicklung effizienter und grundlagenbasierter Simulationsmethoden zur Prozessauslegung mit bekannter Fehlerabschätzung, damit diese Prozesse technisch beherrscht und optimiert werden können.Der SFB/Transregio ist in drei Projektbereiche eingeteilt. Im Projektbereich A (6 Teilprojekte) wird im Wesentlichen die Modellentwicklung zur Reaktionskinetik bei Feststoffpartikeln erarbeitet. Dies wird im Projektbereich B (7 TP) durch theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den aerodynamischen Vorgängen im Partikelschwarm wie auch zu den Auswirkungen der geänderten Atmosphäre auf die Verbrennung ergänzt. Die Berücksichtigung von Phänomenen auf System-ebene wird im Projektbereich C (5 Projekte) durchgeführt. Dort werden die Erkenntnisse aus der Analyse der Biomasse-Oxy-Fuel-Verbrennung unter Berücksichtigung von Strahlungsprozessen mit den in den Bereichen A und B entwickelten Modellen kombiniert und in einen umfassenden Modellierungsrahmen, OxySim-129, integriert. Die Konsolidierung, Optimierung und fachliche Pflege dieses OxySim-129-Rahmens wird durch ein Dienstleistungsprojekt gewährleistet.
   

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http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Journal Article/Contribution to a conference proceedings  ;  ;  ;  ;
Reaction kinetics versus transport mechanisms: Assessing the rate-limiting factor in high-temperature PMMA pyrolysis for chemical recycling
13. Mediterranean Combustion Symposium, MCS, CorfùCorfù, Greece, 1 Jun 2025 - 5 Jun 20252025-06-012025-06-05 Fuel 427, 139902 () [10.1016/j.fuel.2026.139902] special issue: "Special issue on "13th Mediterranean Combustion Symposium" / guest editors: Professor Andrea d’ Anna, Prof. Dr. Mohy Mansour"  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Experimental Characterization of Swirl-Stabilized Pulverized Fuel Flames: Impact of Oxyfuel-Atmospheres and Fuel Diversity
TOTeM 52 – Oxy-fuel combustion and CCUS, EssenEssen, Germany, 27 May 2026 - 28 May 20262026-05-272026-05-28  GO   Download fulltextFulltext BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Journal Article/Contribution to a conference proceedings  ;  ;  ;
Kinetic Modeling of Methyl Methacrylate Gas-Phase Decomposition and its Impact on Polymethyl Methacrylate Pyrolysis Yields
2. International Workshop on Reactive Particle-Gas Systems, MagdeburgMagdeburg, Germany, 16 Jun 2025 - 18 Jun 20252025-06-162025-06-18 Particuology 115, 366-377 () [10.1016/j.partic.2026.05.011] special issue: "2nd International Workshop on Reactive Particle-Gas Systems / Special issue organized by the Collaborative Research Centre BULK-REACTION; Guest Editors: Professor Dominique Thévenin, Professor Francesca Di Mare, Professor Viktor Scherer, Professor Evangelos Tsotsas"  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Kinetic Modeling of Methyl Methacrylate Gas-Phase Decomposition and its Impact on Polymethyl Methacrylate Pyrolysis Yields - Supplementary Dataset
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Sorption Effects
Clean Energy Conversion : Oxy-fuel Combustion of Solid Fuels / edited by Reinhold Kneer, Heinz Pitsch, Andreas Dreizler, Viktor Scherer, Anna Maßmeyer, Stefan Pielsticker Cham : Springer Nature Switzerland 105-133 () [10.1007/978-3-031-98956-8_5]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Reaction kinetics versus transport mechanisms: Assessing the rate-limiting factor in high-temperature PMMA pyrolysis for chemical recycling - Supplementary Dataset
[10.18154/RWTH-2026-03676]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Experimental Radiation Investigations
Clean Energy Conversion : Oxy-fuel Combustion of Solid Fuels / edited by Reinhold Kneer, Heinz Pitsch, Andreas Dreizler, Viktor Scherer, Anna Maßmeyer, Stefan Pielsticker Cham : Springer Nature Switzerland 499-522 () [10.1007/978-3-031-98956-8_18]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Radiation Modelling
Clean Energy Conversion : Oxy-fuel Combustion of Solid Fuels / edited by Reinhold Kneer, Heinz Pitsch, Andreas Dreizler, Viktor Scherer, Anna Maßmeyer, Stefan Pielsticker Cham : Springer Nature Switzerland 469-498 () [10.1007/978-3-031-98956-8_17]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Pilot Scale Pulverised Solid Fuel Combustion Experiments
Clean Energy Conversion : Oxy-fuel Combustion of Solid Fuels / edited by Reinhold Kneer, Heinz Pitsch, Andreas Dreizler, Viktor Scherer, Anna Maßmeyer, Stefan Pielsticker Cham : Springer Nature Switzerland 393-415 () [10.1007/978-3-031-98956-8_14]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Modelling Ignition, Combustion, and Pollutant Emissions
Clean Energy Conversion : Oxy-fuel Combustion of Solid Fuels / edited by Reinhold Kneer, Heinz Pitsch, Andreas Dreizler, Viktor Scherer, Anna Maßmeyer, Stefan Pielsticker Cham : Springer Nature Switzerland 331-360 () [10.1007/978-3-031-98956-8_12]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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 Record created 2023-01-20, last modified 2026-07-04
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