Grundlagenuntersuchungen zur Bildung von Stickoxiden im Lichtbogenofen

电弧炉中氮氧化物形成的基础研究

• 批准号: 19083921
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Herbert Pfeifer
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik (IOB)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2006-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/19083921?language=en
• 关键词: Grundlagenuntersuchungen; zur; Bildung; von; Stickoxiden

Beim Schrottschmelzen im Lichtbogenofen führt die Anwendung der Sauerstofftechnologie zu einer deutlichen Verkürzung der Einschmelzzeit. Neben der damit verbundenen wirtschaftlicheren Ofenfahrweise nehmen die Gasemissionen des Lichtbogenofens zu. Seit 2005 unterliegt der CO2-Ausstoß dem Emissionshandel. Stickoxide sind nach Kohlendioxid die zweitgrößte klimarelevante Abgaskomponente des Lichtbogenofens. Diese sollen ab 2008 ebenfalls in den Emissionshandel einbezogen werden [41,42]. Hinsichtlich der NOx-Emissionen des Lichtbogenofens gibt es in Europa fast keine Untersuchungen und in den USA nur sehr wenige publizierte wissenschaftliche Arbeiten. Die NOx-Emission des Lichtbogenofens ist zum einen von in der Regel schnell ändernden Betriebsgrößen (z. B. Lichtbogenlänge, Einschaltvorgänge) und zum anderen von der Betriebsweise (z. B. Einsatz von Hilfsbrennstoffen wie Erdgas) abhängig. Die Auswirkungen der Prozesszustände und der Lichtbogenparameter, wie Lichtbogenlänge, Lichtbogenstrom, Gleich- (DC oder Wechselstrombetrieb (AC) des Lichtbogenofens auf die NOx-Emissionen sind noch nicht erforscht. Die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre verändert sich mit dem Betriebszustand des Lichtbogenofens ständig und weicht in der Regel deutlich von den bekannten Abgaszusammensetzungen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, für die die NOx-Bildungsmechanismen in den vergangenen Jahren intensiv untersucht wurden, ab. Die hohen Gastemperaturen bis 1800°C im Ofenraum sowie der elektrisch leitende Lichtbogen mit Stromstärken von bis zu 100 kA und Temperaturen des Gasplasmas von ca. 8000 - 10000°C stellen gute Bildungsbedingungen für Stickoxide in N2/O2/CO2-haltigen Gasgemischen dar. Messungen des NOx-Konzentrationsverlaufes an industriellen Lichtbogenöfen durch das IOB verdeutlichen, dass ohne ergänzende Grundlagenuntersuchungen mit definierten, konstanten Parametern im Labormaßstab die NOx-Bildungsmechanismen nicht beschreibbar sind. Der vorhandene Lichtbogen-Laborofen ist besonders geeignet, die Auswirkung unterschiedlicher Ofenatmosphären und Betriebsgrößen auf die NOx-Emission zu untersuchen. Im Gegensatz zu industriellen Lichtbogenöfen lassen sich am Lichtbogen-Laborofen die Ofenatmosphäre (gasdichter Ofen mit Gaszufuhr über die Hohlelektrode bzw. Ringleitung im Gefäß) und Betriebsgrößen, wie z. B. die Bogenlänge, genau einstellen. Die Experimente sollen durch numerische Simulationen (CFD-Simulation der Strömung und Gastemperaturen im Laborofen, Lichtbogen-Kanalmodell zur Abschätzung der Lichtbogentemperatur und des Pinch-Massenstroms, thermochemische Berechnungen der Gaszusammensetzung) flankiert werden.

[1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [3]Neben der damit verbundenen wirtschaftlicenen enenfahrween nehmen die Gasemissionen des Lichtbogenofens zu。参见2005年的《二氧化碳-奥地利排放模型》。粘氧化物sachnach Kohlendioxid die zweitgrößte klimarelevante Abgaskomponente des Lichtbogenofens。[4] [j].中国农业大学学报。2008 .]Hinsichtlich der NOx-Emissionen des lichtbogenen经常在欧洲、欧洲、德国和美国等地使用。《氮化物排放研究进展与展望》ändernden Betriebsgrößen （z. B. Lichtbogenlänge, Einschaltvorgänge）和《展望与展望》（z. B. Einsatz . von Hilfsbrennstoffen and Erdgas） abhängig。Die Auswirkungen der Prozesszustände und der Lichtbogenparameter, wie Lichtbogenlänge, Lichtbogenstrom, Gleich-（直流）der Wechselstrombetrieb（交流）des Lichtbogenofens auf Die nox - emission - en sinch - night erforscht。1 .德国科学与技术研究所(德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所，德国科学与技术研究所。实验室. Die hohen gas temperature is 1800°C im Ofenraum sowie der elektrisch leitende Lichtbogen mit Stromstärken von bis zu 100 kA and temperature of gas plasma von ca. 8000 - 10000°C stelgute Bildungsbedingungen fgr在N2/O2/CO2-haltigen gas genemischen dar。Messungen des NOx-Konzentrationsverlaufes an industriellen Lichtbogenöfen durch das IOB verdeutlichen, dass ohne ergänzende Grundlagenuntersuchungen mit definierten, konstanten Parametern im Labormaßstab die NOx-Bildungsmechanismen nicht beschrebbar sind。Der vorhandene lichtbogen - laborabder通常会选择geeiget， die Auswirkung unterschiedlicher Ofenatmosphären和Betriebsgrößen auf die NOx-Emission zu untersuchen。Im Gegensatz zu industriellen Lichtbogenöfen lassen siich am lichtbogen - laboren die Ofenatmosphäre (gasdichter often mit Gaszufuhr) ber die Hohlelektrode bzw。Ringleitung im Gefäß) und Betriebsgrößen, wie z. B. die Bogenlänge, genau einstein。模具实验与数值模拟（CFD-Simulation der Strömung and gas temperature in Laborofen, lichtbogen - kanalmodelell zur Abschätzung der lichtbogentemperature and des pinch - massenstrom, thermochemische Berechnungen der Gaszusammensetzung） flankiert werden。