Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Een experimenteel en numeriek onderzoek naar CO2-verdunde oxy-fuel verbranding in een zuigermotor met mengsels van aardgas en waterstof" "Josh Lacey" "Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME)" "De introductie van hernieuwbare waterstof in de gastoevoer zou verschillende effecten hebben op conventionele aardgas verbrandingsmotoren, waaronder een verhoging van de vlamsnelheid, een stijging van de vlamtemperatuur en de bevordering van de vorming van stikstofoxiden (NOx). Dit laatste ongewenste effect kan volledig worden vermeden met geavanceerde technologieën voor eindgebruik, zoals oxy-fuel verbrandingsmotoren. Deze verbrandingsmotoren gebruiken zuivere zuurstof in plaats van lucht als oxidatiemiddel in het verbrandingsproces, waardoor een CO2-rijk rookgas ontstaat dat beter geschikt is voor koolstofopvang en -opslag dan dat van conventionele verbrandingsmotoren. Met de aanwezigheid van waterstof in de gastoevoer kan de instabiliteit worden voorkomen die in zuivere aardgas-, oxy-fuel verbrandingsmotoren overheerst. Er zal gebruik worden gemaakt van een testbank voor zuigermotoren om de belangrijkste verschijnselen van CO2-verdunde oxy-fuelverbranding en de stabiliteit voor verschillende mengsels van aardgas en waterstof te karakteriseren." "Op weg naar een continue verbranding van vergast huishoudelijk afval" "Maarten Vanierschot" "Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME), Duurzaam Materialenbeheer (SeMPeR), Univerza v Ljubljani" "In tijden waarin de afvalproductie en de energievraag zeer hoog zijn, bieden waste-to-energy technologieën een goede oplossing om de hoeveelheid restafval en niet-recyclebaar afval te verminderen en tegelijkertijd elektriciteit en warmte te produceren. Een veelbelovende technologie is de productie van syngas door vergassing van huishoudelijk afval (MSW). Syngas is een mengsel van voornamelijk waterstof, methaan, koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Het kan worden gebruikt als brandstof voor de verbranding in motoren en gasturbines en heeft een veel lagere CO2-uitstoot dan traditionele brandstoffen. Hoewel het een veelbelovende technologie is, moeten er drie belangrijke problemen worden opgelost voordat vergassing op industriële schaal kan worden toegepast. Ten eerste kan de samenstelling van syngas sterk variëren, afhankelijk van de MSW-samenstelling en de toegepaste vergassingsparameters. Dit legt ernstige beperkingen op aan de stabiliteit van de syngasverbranding. Ten tweede worden verschillende verontreinigingen (teer, H2S en chloorverbindingen) geproduceerd die moeten worden verwijderd of waarvan het effect moet worden onderzocht voordat ze verder kunnen worden gebruikt. Ten slotte, aangezien de samenstelling van het syngas zeer variabel is, worden de veiligheidsaspecten voor de omgang met syngas zeer belangrijk. Vanwege deze drie belangrijke kwesties is de huidige praktijk voor de verwerking van MSW verbranding in een oven in plaats van vergassing, omdat dit tot veel minder complicaties leidt. Als de bovengenoemde problemen echter worden opgelost, zal de vergassing het energierendement verhogen en de CO2-uitstoot verminderen in vergelijking met de traditionele verbranding. Daarom wil dit project een eerste stap zetten om de vergassing op te schalen door de beschikbare expertise van de KU Leuven en de Universiteit van Ljubljana te bundelen. Hierbij wordt rekening gehouden met de belangrijkste stappen in het energieterugwinningsproces van MSW, waardoor een integrale kennis wordt opgebouwd over één van de meest urgente kwesties van de afgelopen jaren, namelijk afvalproductie en klimaatverandering. Bovendien kunnen de resultaten van dit project direct worden gebruikt om de verdere ontwikkeling van meer toegepaste oplossingen in verband met de behandeling van MSW op hogere TRL-niveaus te brengen." "Invloed van de warmteoverdracht op de productie van SO2 en HCl tijdens de verbranding van rooster: een studie gebaseerd op computationele vloeistofdynamica" "Maarten Vanierschot" "Duurzaam Materialenbeheer (SeMPeR), Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME)" "In dit project zullen geavanceerde computational fluid dynamics (CFD) modellen ontwikkeld worden om de vorming en vrijzetting van SO2 en HCl bij verbranding van vast afval onder verschillende procesomstandigheden in roofovens te simuleren en te voorspellen.Dit werk zal verder voortbouwen op het bestaande cfd-model van onze onderzoeksgroep, dat al rekening houdt met stroming en conjugatie van warmteoverdrachtmassa's, maar dat momenteel alleen koolstofgerelateerde verbrandingschemieen omvat.Het doel van dit werk is het uitbreiden van bestaande modellen voor SO2 en HCl met betrekking tot reactiekinetiek en massaoverdracht.Het verkregen cfd-model zal ook experimenteel gevalideerd worden in een speciale pilot-installatie voor de verwerking van thermisch afval aan de universiteit.De resultaten van deze werkzaamheden zijn van belang voor de sector waste-to-energy.Het cfd-model is inderdaad een zeer nuttig instrument om een aantal typische operationele problemen te verminderen, zoals kalkvorming en corrosie in afvalthermische stoomketels en overmatig gebruik van chemicalien bij de zuivering van uitlaatgassen.Zo draagt het project bij tot een efficienter verbrandingsproces van afval en een schoner milieu." "De vonk aan duurzame energie: Gestratificeerde verbranding met vonkontsteking voor toekomstige Power-to-Fuel-to-Power systemen" "Sebastian Verhelst" "Vakgroep Elektromechanica, Systeem- en Metaalengineering" "Ons huidige energiesysteem, gebaseerd op fossiele brandstoffen, heeft geleid tot stijgende temperaturen en slechte luchtkwaliteit. Er is behoefte aan een nieuw, gedefossiliseerd en duurzaam energiesysteem. Dit vereist het vervangen van de huidige energiedragers. Toekomstige energiesystemen zullen worden ondersteund door het Power-to-Fuel-to-Power (PtFtP) principe. De belangrijkste route in dergelijke systemen is elektrificatie, gezien dit het hoogste rendement heeft. Vanwege de intermittentie van hernieuwbare energieproductie is echter capaciteit nodig om energie voor langere perioden op te slaan, in de vorm van een ""e-fuel"" zoals waterstof of methanol. Grote verbrandingsmotoren kunnen de chemische energie van de brandstof efficiënt terug omzetten naar mechanisch vermogen. Sommige e-fuels laten nieuwe verbrandingsconcepten toe zoals spark ignited stratified combustion (SISC), door sommige vormingsmechanismen van emissies (zoals roet) te elimineren. Dit maakt een hoger rendement en bijna-nul emissies mogelijk. Fundamentele kennis over dit nieuwe verbrandingsconcept ontbreekt echter. Dit onderzoeksproject streeft ernaar nieuwe kennis te bekomen om zo de parameters die de SISC-ontsteking en -stabiliteit beïnvloeden beter te begrijpen. Dit begrip zal bijdragen aan onderzoek naar eenheden voor energieproductie die dit principe gebruiken voor meer robuuste toekomstige PtFtP-systemen." "Bio-visualisatie en groottebepaling van deeltjes vrijgezet tijdens verbranding ter bepaling van toxiciteit na transplacentale translocatie van moeder naar foetus." "Tim NAWROT" Milieubiologie "Ieder van ons wordt continu blootgesteld aan luchtverontreiniging, en dit is niet anders voor zwangere vrouwen. Rekening houdend met de link tussen blootstelling aan luchtverontreiniging tijdens de zwangerschap en geboorteafwijkingen, luidt de vraag of luchtvervuilende partikels - waarvan geweten is dat vooral de roetdeeltjes toxisch zijn - in staat zijn om te verplaatsen van de longen van de moeder over de placenta om toxische effecten te veroorzaken. Dankzij nieuwe optische technieken, ontwikkeld door de betrokken onderzoeksgroepen, is het mogelijk om koolstofbevattende deeltjes op een label-vrije manier te meten in relevante samples, waaronder bloed- en urinestalen. In het voorgestelde interdisciplinair project wordt deze techniek verder ontwikkeld ter bepaling van de grootte en aggregatie vorm van de deeltjes, hetgeen relevant is voor de mogelijkheid tot translocatie en veroorzaakte biologische effecten. Dit project draagt niet enkel bij in het domein van wetenschap en technologie, maar ook in de disciplines van de biologische en medische wetenschappen. Zo wordt er gebruik gemaakt van diermodellen om de predispositie en de werking van roetdeeltjes vast te stellen na blootstelling tijdens de zwangerschap. Tot slot wordt de translocatie van roetdeeltjes in een levensechte context bepaald door gebruik te maken van humane stalen om inzicht te krijgen in de oorsprong van ziektes tijdens de ontwikkeling na blootstelling aan verontreinigende lucht gedurende de zwangerschap." "Ontwikkeling van een thermochemisch datagedreven procescontrolefilosofie voor toepassing in industriële verbranding van niet-recycleerbaar afval" "Johan De Greef" "Declaratieve Talen en Artificiële Intelligentie (DTAI), Numerieke Analyse en Toegepaste Wiskunde (NUMA), Duurzaam Materialenbeheer (SeMPeR)" "Waste-to-energy (WtE) is een techniek om het volume verzamelde afval te verminderen. Door de verbranding van afval wordt er energie gerecupereerd door stoomproductie, die op zijn beurt gebruikt wordt voor de productie van elektriciteit of als warmtebron. Het doel is dus om een zo stabiel mogelijke stoomproductie te realiseren tijdens de operatie van de WtE. Door de verbranding van afval komen er gassen vrij, die corrosie kunnen veroorzaken in de installatie en bijgevolg grote kosten met zich meebrengt. Het is belangrijk om deze corrosie te beheersen omdat dit de efficiëntie van stoomproductie beïnvloedt. Een top-down analyse van industriële procesdata van WtE installaties met behulp van data-analyse geeft nieuwe inzichten in de reële processituatie. Op deze manier kunnen de relaties tussen procesparameters zorgen voor een optimalisatie in verbrandingscondities voor de vermindering van corrosieve gassen." "Bio-visualisatie en groottebepaling van deeltjes vrijgezet tijdens verbranding ter bepaling van toxiciteit na transplacentale translocatie van moeder naar foetus." "Tim NAWROT" Milieubiologie "Ieder van ons wordt continu blootgesteld aan luchtverontreiniging, en dit is niet anders voor zwangere vrouwen. Rekening houdend met de link tussen blootstelling aan luchtverontreiniging tijdens de zwangerschap en geboorteafwijkingen, luidt de vraag of luchtvervuilende partikels - waarvan geweten is dat vooral de roetdeeltjes toxisch zijn - in staat zijn om te verplaatsen van de longen van de moeder over de placenta om toxische effecten te veroorzaken. Dankzij nieuwe optische technieken, ontwikkeld door de betrokken onderzoeksgroepen, is het mogelijk om koolstofbevattende deeltjes op een label-vrije manier te meten in relevante samples, waaronder bloed- en urinestalen. In het voorgestelde interdisciplinair project wordt deze techniek verder ontwikkeld ter bepaling van de grootte en aggregatie vorm van de deeltjes, hetgeen relevant is voor de mogelijkheid tot translocatie en veroorzaakte biologische effecten. Dit project draagt niet enkel bij in het domein van wetenschap en technologie, maar ook in de disciplines van de biologische en medische wetenschappen. Zo wordt er gebruik gemaakt van diermodellen om de predispositie en de werking van roetdeeltjes vast te stellen na blootstelling tijdens de zwangerschap. Tot slot wordt de translocatie van roetdeeltjes in een levensechte context bepaald door gebruik te maken van humane stalen om inzicht te krijgen in de oorsprong van ziektes tijdens de ontwikkeling na blootstelling aan verontreinigende lucht gedurende de zwangerschap." "ULB-VUB Joint Research Group: verbranding en robuuste optimalisatie - BURN" "Francesco Contino" "Verbranding en Robuuste Optimalisatie, Université libre de Bruxelles, Toegepaste Mechanica" "Het doel van BURN is bij te dragen tot de ontwikkeling van flexibele, energie-efficiënte en niet-vervuilende energieconversietechnologieën, om te passen in een continu veranderend energiescenario dat vraagt om milieuvriendelijke, veilige en kosteneffectieve oplossingen. BURN bevordert de ontwikkeling van een COMBUSTION 2.0-raamwerk, door middel van moderne strategieën op basis van high-fidelity-experimentele technieken en numerieke simulaties, robuuste optimalisatie en kwantificering van onzekerheden." "Reactor en proces ontwerp voor langzame pyrolyse en verbranding" "Wolter Prins" "Vakgroep Biosysteemtechniek" "Het doel van dit onderzoek is om een ​​optimale torrefactie / slow pyrolysereactorsysteem ontwikkelen. Hierbij moet worden bedacht dat dit nogal een open-ended doel want er zijn tal van verschillende soorten biomassa en mogelijke reactor systemen. Bovendien worden getorrificeerde biomassa en char niet yey onderworpen aan strenge kwaliteitsnormen en dit zou het ontwerp van de reactor een grote impact. In dit stadium is het de bedoeling om een ​​vaste biobrandstof die maalbaarheid van steenkool overeenkomen geven: dit is de Burgemeester beperking voor het inbouwen van biomassa tot poederkoolgestookte ketels gebruikt in energieopwekking" "Studie van de verbranding van mensels van benzine, alcoholen en water, in geavanceerde verbrandingsmotoren" "Sebastian Verhelst" "Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding" "Dit werk beoogt de ontwikkeling van mengwetten voor de laminaire verbrandingssnelheid van alcohol-benzinemengsels, door experimenten en chemische reactiekinetiekberekeningen. Het reactieschema zal gebruikt worden om ontstekingsuitstellen te berekenen om een zelfontstekings-submodel op te stellen, en mengwetten voor octaangetallen. Beide mengwetten zullen geïmplementeerd worden in een motorcycluscode en gevalideerd met motormetingen."