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2023-02-14T22:36:21Z

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[[Datei:Porenbrenner.png|mini|200px|Schema eines Porenbrenners: von unten strömt das Gas-Luft-Gemisch in die Reaktionszone]]

Ein '''Porenbrenner''' ist eine Bauform eines [[Gasbrenner]]s. Bei ihm läuft die [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennungsreaktion]] des vorgemischten [[Brennstoff]]-[[Luft]]-Gemisches in einer [[Porosität|porösen]] Struktur und nicht mehr in einer offenen [[Flamme]] ab.

Das Resultat ist ein glühender [[Schaum]] mit flammenloser, volumetrischer Verbrennung (bei volumetrischer Verbrennung findet die Reaktion in einem dreidimensionalen Volumen statt im Gegensatz zu einer flächigen Verbrennung, bei der diese in einer Flammenfront mit den Grenzflächen Brenngas und Sauerstoff abläuft). Es gibt weder Flamme noch herkömmlichen [[Brennraum]] mehr, sondern einen [[Chemischer Reaktor|Reaktor]], der aus einer großen Anzahl von kleinen, mit poröser [[Keramik]] oder anderen Strukturen gefüllten Teilen besteht. Dadurch können flächige, linienförmige oder 3D-geformte Brennereinheiten beliebiger Form, z. B. für thermisches [[Fügen (Fertigungstechnik)|Fügen]] oder [[Umformen]], hergestellt werden.

Der Porenbrenner besteht aus zwei Zonen, einer Sperrzone mit kleinen [[Pore]]n und der größeren Reaktionszone mit großvolumigeren Hohlräumen. Die schmalen Poren im porösen Brenner sind so gewählt, dass eine [[Entzündung]] des Gemisches nicht möglich ist. Ebenso dient es als Flammensperre, um Rückzündung und Flammenrückschläge bei niedrigen Beladungen oder niedrigen Gas-Luft-Strömen vorzubeugen. Im weiteren Reaktionsraum wird die Verbrennung stabilisiert. Die guten [[Wärmetransport]]-Eigenschaften des Mediums verhindern das Abheben der Flamme bei hohen Beladungen oder hohen Gas-Luft-Strömen. Daher ist die Reaktionszone immer an der [[Kontaktoberfläche]] zwischen den zwei Regionen. Da die Flammenabhebung und der Flammenrückschlag verhindert werden, kann die [[Leistung (Physik)|Leistung]] in einem weiten Bereich – um den Faktor 20 – moduliert werden. Es resultiert ein kompaktes, emissionsarmes Verbrennungssystem mit hoher [[Leistungsdichte]] und [[Energieeffizienz]].

Während konventionelle Brennersysteme durch inhomogene, strömungsstabilisierte [[Chemische Reaktion|Reaktionszonen]] mit lokalen Temperaturspitzen und hohen [[Emission (Umwelt)|Emissionen]] charakterisiert werden, erlaubt die Porenbrennertechnologie homogene Temperaturbereiche bei einer höheren [[Leistungsdichte]] mit einer größeren Dynamik sowie den Einsatz von Gasen mit niedrigem [[Heizwert]] (wie z. B. [[Deponiegas]]).

Die Porenbrennertechnologie ist eine Alternative zur konventionellen Technologie mit freier Flamme. Der Vorteil des Porenbrenners ist, dass er einen homogenen und stabilen Verbrennungsprozess in einem [[Chemischer Reaktor|Reaktor]] zulässt, wodurch eine signifikante Beschleunigung der Verbrennungsreaktion erreicht wird. Außerdem kann durch Einsatz geeigneter [[Katalysator]]en die Verbrennungstemperatur gesenkt werden, wodurch die Entstehung von [[Stickoxide]]n verringert wird und dadurch die für deren [[Reaktionsenthalpie]]n verbrauchte Wärmeenergie eingespart werden kann und die [[Energieeffizienz]] geringfügig steigt.

== Einsatzgebiete ==
* [[Gebäudeheizung|Heizungen]] mit [[Gaskessel]] und [[Ölkessel]] in Kombination mit einem [[Verdampfer]]
* [[Thermoprozessindustrie]] ([[Industrieöfen]], Stahl-, NE-Metallerzeugung, Glas- und Keramikindustrie, [[Thermoformen]] in der Kunststoffindustrie)
* Online-Regeneration von Dieselpartikelfiltern ([[Dieselrußpartikelfilter|DPF]])
* Energieumwandlung für [[Blockheizkraftwerk]]e und [[Stirlingmotor]]en

== Literatur ==
* Olaf Pickenäcker: ''Gestufte Verbrennung in porösen Medien.'' [[Shaker Verlag]], Aachen 2001. ISBN 978-3-8265-9622-3.
* Karin Pickenäcker: ''Emissionsarme kompakte Gasheizsysteme auf der Basis stabilisierter Verbrennung in porösen Medien.'' [[VDI-Verlag]], 2001. ISBN 978-3-18-344506-6.
* Stefan Diezinger: ''Mehrstofffähige Brenner auf Basis der Porenbrennertechnik für den Einsatz in Brennstoffzellensystemen.'' [[Shaker Verlag]], Aachen 2001. ISBN 978-3-8322-5071-3.
* Alexander Mach: ''Entwicklung eines kompakten Heizsystems für Heizöl EL auf Basis der Verbrennung in porösen Keramiken.'' [[Shaker Verlag]], Aachen 2008. ISBN 978-3-8322-7202-9.
* Martin Steven: ''Modellierung und numerische Simulation von Verbrennungsprozessen in Porenbrennern und Rußfiltern.'', [[Shaker Verlag]], Aachen 2007. ISBN 978-3-8322-5071-3.

== Weblinks ==
* [http://www.innovations-report.de/html/berichte/energie_elektrotechnik/bericht-20914.html Innovationsreport]

[[Kategorie:Brenner (Gerät)]]
[[Kategorie:Brenngastechnik]]

Porenbrenner - Versionsgeschichte

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