TY - THES

T1 - Elektrische Beheizung eines Tunnelofens

AU - Forthuber, Daniel

N1 - gesperrt bis 01-10-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Derzeitige Entwicklungen in der industriellen Energienutzung ermöglichen die Bewertung von Potentialen prozesstechnischer Innovation konventioneller Prozesse. Der Bedarf an einer Reduktion von durch die industrielle Produktion verursachten Treibhausgasemissionen wird daher thematisiert. Die Elektrifizierung eines mit Erdgas beheizten Tunnelofens könnte hierbei interessant sein, da sich Elektrizität auf Basis erneuerbarer Energien emissionsarm in Bezug auf Treibhausgasemissionen bereitstellen lässt und sich Elektrowärmeverfahren ebenfalls durch gute Regelbarkeit und hohe Effizienz auszeichnen. Diese Arbeit soll einleitend die theoretischen Rahmenbedingungen von für den Tunnelofen interessanten Elektrowärmesystemen, speziell der elektrischer Widerstandsbeheizung und einer Gaserhitzung durch Plasmagenerator, darlegen. Der Kern der Arbeit soll sich mit der Anpassung eines bestehenden Simulationsmodelles eines Referenz-Erdgas-Tunnelofens, basierend auf dem Multi-1D Modell FastCalc, in Bezug auf die Substitution der Erdgasbeheizung durch elektrische Beheizungssysteme im Modell befassen. Den Vergleichsfall mit realen Produkttemperaturverläufen aus dem Betrieb mit Erdgasbeheizung, dem die Simulationsergebnisse der elektrischen Beheizung gegenübergestellt werden sollen, bildet eine Kilntracker-Messung aus dem Jahr 2013. Grundsätzlich zeichnen die Ergebnisse der Simulationen ein positives Bild in Bezug auf erreichbare Brenntemperaturen und Energieeffizienz. Die Produkttemperaturen des Besatzes des Referenzfalles konnten in den Simulationen sowohl im Fall der elektrischen Widerstandsbeheizung als auch im Fall der Plasmabeheizung erreicht werden. Offene Fragen bleiben jedoch bestehen bezüglich der Evaluierung des Modellansatzes und der technischen und ökonomischen Umsetzbarkeit von Modifikation und Betrieb eines elektrifizierten Tunnelofens.

AB - Derzeitige Entwicklungen in der industriellen Energienutzung ermöglichen die Bewertung von Potentialen prozesstechnischer Innovation konventioneller Prozesse. Der Bedarf an einer Reduktion von durch die industrielle Produktion verursachten Treibhausgasemissionen wird daher thematisiert. Die Elektrifizierung eines mit Erdgas beheizten Tunnelofens könnte hierbei interessant sein, da sich Elektrizität auf Basis erneuerbarer Energien emissionsarm in Bezug auf Treibhausgasemissionen bereitstellen lässt und sich Elektrowärmeverfahren ebenfalls durch gute Regelbarkeit und hohe Effizienz auszeichnen. Diese Arbeit soll einleitend die theoretischen Rahmenbedingungen von für den Tunnelofen interessanten Elektrowärmesystemen, speziell der elektrischer Widerstandsbeheizung und einer Gaserhitzung durch Plasmagenerator, darlegen. Der Kern der Arbeit soll sich mit der Anpassung eines bestehenden Simulationsmodelles eines Referenz-Erdgas-Tunnelofens, basierend auf dem Multi-1D Modell FastCalc, in Bezug auf die Substitution der Erdgasbeheizung durch elektrische Beheizungssysteme im Modell befassen. Den Vergleichsfall mit realen Produkttemperaturverläufen aus dem Betrieb mit Erdgasbeheizung, dem die Simulationsergebnisse der elektrischen Beheizung gegenübergestellt werden sollen, bildet eine Kilntracker-Messung aus dem Jahr 2013. Grundsätzlich zeichnen die Ergebnisse der Simulationen ein positives Bild in Bezug auf erreichbare Brenntemperaturen und Energieeffizienz. Die Produkttemperaturen des Besatzes des Referenzfalles konnten in den Simulationen sowohl im Fall der elektrischen Widerstandsbeheizung als auch im Fall der Plasmabeheizung erreicht werden. Offene Fragen bleiben jedoch bestehen bezüglich der Evaluierung des Modellansatzes und der technischen und ökonomischen Umsetzbarkeit von Modifikation und Betrieb eines elektrifizierten Tunnelofens.

KW - Elektrifizierung

KW - Tunnelofen

KW - Elektrowärme

KW - Feuerfest

KW - Dekarbonisierung

KW - Electrification

KW - tunnel furnace

KW - electric heating

KW - refractory

KW - decarbonisation

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.255

DO - 10.34901/mul.pub.2023.255

M3 - Masterarbeit

ER -