Hochtemperaturtechnikum

Das Hochtemperaturtechnikum wurde bereits im Jahr 1996 zur Durchführung betriebsnaher Untersuchungen errichtet und kontinuierlich an die neuen industriellen Aufgabenstellungen angepasst und erweitert. Aktuell wird sie vornehmlich für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie Auftragsarbeiten zur CO2-Minderung und Entwicklung von Dekarbonisierungsmaßnahmen eingesetzt. Aufgrund der modularen Bauweise kann sie flexibel an die Kundenanforderungen angepasst werden und ermöglicht beispielsweise:

  • Brenner- inkl. Flammenuntersuchungen in über-, nah- und unterstöchiometrischen Atmosphären
  • Erprobung von Bauteilen, Feuerfestmaterialien, neuen und bestehenden Geräten/Messsystemen sowie hybriden Beheizungstechnologien (Brenngas/Strom)
  • Untersuchungen von Abwärmenutzungssystemen
  • Erarbeitung von Verbesserungsmaßnahmen zur Effizienzsteigerung, Energieeinsparung und Emissionsminderung

Die Hochtemperaturtechnikum befindet sich auf dem Werksgelände der Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) in Duisburg und ist unmittelbar an das Gasnetz der Hütte angeschlossen. Hierdurch ist neben einer Versorgung mit Erdgas, Stickstoff, Sauerstoff und Druckluft auch eine mit den Prozessgasen Koksofengas und Hochofengas sichergestellt.

Zur Durchführung von Versuchen mit Wasserstoff, wurde das Hochtemperaturtechnikum im Jahr 2023 um eine eigene Wasserstoffversorgung mit H2-Lager erweitert. Die Gesamtkapazität des Lagers beträgt 900 m³i.N. und ist kurzfristig auffüllbar. H2-Untersuchungen bis zu einem Volumenanteil von 60 % H2 im Brenngas können kostengünstig mit Koksofengas durchgeführt werden.

Das Engineering zur Erweiterung der Medienversorgung um Ammoniak ist kurz vor dem Abschluss. Die bauliche Umsetzung und Inbetriebnahme sind für 2026 geplant.

Angaben zu Gasen und Medien am Hochtemperaturtechnikum
Randbedingungen und technische Daten:
  • Brennkammergröße: 2 x 2 x 6 m³ + 1 x 1 x 4 m³
  • Brenneranschlusswerte: bis 1 MW
    • Einbau von Seitenwand- und Deckenbrennern
    • Untersuchung von Regenerativ-Brenner in Kombination mit Strahlrohrbeheizung/Deckenbrenner
    • Untersuchung von wassergekühlten Brennern und Flammenbewertung (Form, Stabilität, Ausbrand) über Schaugläser und UV-Kamera
    • Brennluftvorwärmung: bis 800 °C
    • Brenngasvorwärmung: bis 350 °C
    • O2-Anreicherung der Brennluft bis 100 %
  • Entnahmestutzen/Zugänge für Messungen, Einbauten sowie Eindüsevorrichtungen für Medien
    • Traversiermessungen über Sonden (O2, CO, CO2, NOx, SO2, T, …..) im Brennraum und in Flammennähe (optisch u. a. durch Schaufenster oder UV-Kamerasystem) mittels wassergekühlten Absaugpyrometern inkl. Temperaturmessung
    • Vorrichtungen zum Einbau und Test von Bauteilen wie z.B. wassergekühlte Ofenrollen bis zu einem Durchmesser von 300 mm
    • Wärmesenken sind über wassergekühlte Lanzen simulierbar (bis ca. 200 kW)
  • Prozessleitsystem (frei programmierbar) und digitale Messwerterfassung
  • Elektrischer Anschluss: bis zu 400 V, 6 x 125 A vorhanden
  • Messergebnisse werden u. a. zur Validierung von CFD-Berechnungen verwendet