Aus der Forschung: Heizöl-Ablagerungen bei der Gemischaufbereitung vermeiden
Aachen. Flüssige Brennstoffe können sich bei der Verdampfung in Heizgeräten unterschiedlich verhalten. Mitunter entstehen Verkokungen, die letztlich sogar zu Funktionsstörungen führen können. Aber warum funktioniert eine Heizung mit dem einen Heizöl einwandfrei? Und warum bilden sich in der gleichen Heizung bei einem anderen Heizöl so starke Ablagerungen, dass sie ausfällt?
Am Oel-Waerme-Institut (OWI) wurden zwei Prüfstände entwickelt, mit denen sich die Verkokungsneigung technischer Gemischaufbereitungssysteme untersuchen lässt. Bild: OWI
Test der Langzeitstabilität von Heizöl im Wärmeschrank. Bild: OWI
Das haben das Oel-Waerme-Institut (OWI) und der Lehrstuhl für Analytische Chemie der Universität Rostock in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben untersucht.
Am OWI wurden zwei Prüfstände entwickelt, mit denen sich die Verkokungsneigung technischer Gemischaufbereitungssysteme (poröses Medium und Dralldruckzerstäuber) untersuchen lässt. Es stellte sich heraus, dass Heizöl mit biogenen Anteilen von 10 und 20 % Fettsäuremethylester (FAME, fatty acid methyl ester) deutlich stärker zur Ablagerungsbildung neigt als reines Heizöl und Heizöl mit einem Anteil von 10 % hydriertem Pflanzenöl (HVO). Bei gealterten Heizöl-FAME-Mischungen zeigte sich eine vermehrte Bildung von Ablagerungen. Durch die Zumischung eines Additivs wurden die Ablagerungen deutlich verringert, ließen sich aber nicht ganz vermeiden.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt war die Regeneration verkokter metallischer Oberflächen. Hier zeigte sich, dass die in den Versuchen mit reinem Heizöl und Heizöl mit 10 % hydriertem Pflanzenöl gebildeten Ablagerungen durch eine thermische Behandlung bei zirka 300 °C innerhalb weniger Minuten abgebaut werden konnten.
Die Frage, warum scheinbar identische reine Heizöle zu stark unterschiedlicher Ablagerungsbildung neigen können, ließ sich nicht abschließend klären. Detaillierte analytische Untersuchungen ergaben allerdings Hinweise darauf, dass aromatische Verbindungen und langkettige Alkane eine Rolle spielen könnten. Diese Verbindungen befinden sich bereits im Rohöl und werden offenbar durch die Verarbeitung in Raffinerien nicht ganz aus den Mineralölprodukten entfernt. In einem Folgeprojekt sollen mögliche Zusammenhänge näher untersucht werden. Möglicherweise könnte in Zukunft eine spezielle Additivierung die Bildung von Ablagerungen vermindern, vielleicht sogar verhindern. Konstruktive Änderungen der Brennraumgeometrie halten die Forscher für weniger aussichtsreich zur Vermeidung von Ablagerungen.
