Pyrolyse dickwandiger Faserverbundwerkstoffe als Schlüsselinnovation im Recyclingprozess für Rotorblätter von Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Entwicklung eines Mikrowellen-Versuchsreaktors und Erforschung der CFK-Mikrowellenpyrolyse im Durchlaufverfahren

Description: In einem durchgängig modulierten Multifrequenz-Laborofen, der mit zwei magnetronbasierten Mikrowellengeneratoren 6 kW bei einer Arbeitsfrequenz von 2,45 GHz und einem magnetronbasierten Mikrowellengenerator 5 kW bei einer Arbeitsfrequenz von 915 MHz, der zugehörigen Messtechnik (einfallende und reflektierte Mikrowellenleistung, IR-Kamera bzw. -Pyrometern etc.) sowie alle notwendigen Gasdurchführungen ausgerüstet ist, wird das gesamte Prozessparameterfeld für den vorgesehenen Pyrolyseprozess praxisnah ermittelt. Zudem werden die ermittelten Prozessparameter für die Auslegung der kontinuierlichen Mikrowellenpyrolyse-Durchlaufanlage verwendet. Durch die umfassende elektromagnetische Simulation werden die notwendigen bzw. optimalen Feldhomogenität und Frequenzbereiche ermittelt und anschließend entschieden, ob die auf der magnetronbasierende Mikrowellentechnik für die vorgesehene Mikrowellenpyrolyse technisch ausrechend ist. Diese Frage ist im Hinblick auf die Prozesswirtschaftlichkeit von großer Bedeutung, da die halbleiterbasierte Mikrowellentechnik zurzeit mind. um den Faktor vier teurer als die herkömmliche Magnetron-Technologe ist. Durch die Kombination beider Arbeitsfrequenzen 915 MHz und 2.45 GHz werden die Feldhomogenität und Eindringtiefe der Mikrowellenstrahlung erheblich erhöht. Dadurch werden Hot- und Coldspots vermieden. Die notwendige Leistungsanpassung zwischen den Mikrowellengeneratoren und der Last (Kammer + Produkt) erfolgt über manuelle 3-Stub-Tuner. Die Feldhomogenität wird durch die Verwendung von IR-Temperaturmesssystem mit spezieller Software erfasst und kontrolliert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Faserverbundwerkstoff ? Recycling ? Mikrowellen ? Messtechnik ? Pyrolyse ? Software ? Windkraftanlage ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH (Projektverantwortung)
• Nordex SE (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-05-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of a microwave test reactor and research into CFRP microwave pyrolysis in a continuous process
  Description: In a continuously modulated multi-frequency laboratory furnace equipped with two magnetron-based microwave generators 6 kW at an operating frequency of 2.45 GHz and one magnetron-based microwave generator 5 kW at an operating frequency of 915 MHz, the associated measurement technology (incident and reflected microwave power, IR camera or pyrometer, etc.) and all necessary gas feedthroughs, the entire process parameter field for the intended pyrolysis process is determined under practical conditions. In addition, the determined process parameters are used for the design of the continuous microwave pyrolysis feedthrough system. The comprehensive electromagnetic simulation is used to determine the necessary or optimal field homogeneity and frequency ranges, and then to decide whether the magnetron-based microwave technology is technically adequate for the intended microwave pyrolysis. This question is of great importance with regard to process economy, since semiconductor-based microwave technology is currently at least four times more expensive than conventional magnetron technology. By combining the two operating frequencies 915 MHz and 2.45 GHz, the field homogeneity and penetration depth of the microwave radiation are significantly increased. This avoids hot and cold spots. The necessary power matching between the microwave generators and the load (chamber + product) is done by manual 3-stub tuners. The field homogeneity is detected and controlled by using IR temperature measurement system with special software. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1122886

Status

Aktiv

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