Über die wahre Reaktionsgeschwindigkeit der Vergasung von Biomassepyrolysat mit Kohlendioxid und Wasserdampf

Wölki, Michael

kassel university press, ISBN: 978-3-89958-103-4, 2005, 163 Pages

URN: urn:nbn:de:0002-1034

Zugl.: Kassel, Univ., Diss. 2004

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Content: Biomasse kann als erneuerbare Kohlenstoffquelle alternativ zu fossilen Rohstoffen stofflich und energetisch genutzt werden. Zielsetzung dieser Arbeit ist die Beschreibung der Reaktionskinetik im kinetisch bestimmten Bereich sowie die Bestimmung einer intensiven Reaktionsgeschwindigkeit bei der Vergasung von Biomassepyrolysat mit Kohlendioxid und Wasserdampf. Die reaktive Oberfläche aus der Theorie der aktiven Zentren wird zur Beschreibung des Reaktionsortes eingesetzt und deren Eignung zur Bildung einer intensiven Reaktionsgeschwindigkeit überprüft. Die experimentellen Untersuchungen werden in einer thermogravimetrischen Apparatur und einem Oberflächenanalysator durchgeführt. Zur Gasanalyse dient ein Massenspektrometer. Es wird theoretisch und experimentell nachgewiesen, dass unter Versuchsbedingungen kein signifikanter Einfluss durch Transportvorgänge vorliegt.

Die Untersuchungen zur Reaktionskinetik erfolgen durch Variation der Reaktionstemperatur und des Partialdrucks des Vergasungsmittels. Auf der Grundlage eines Reaktionsmechanismus wird ein Langmuir-Hinshelwood-Ansatz zur Beschreibung der Reaktionskinetik verwendet. Die kinetischen Parameter zur Beschreibung der Partialdruck- und Temperaturabhängigkeit werden durch nichtlineare Regression bestimmt. Die Annahme eines geschwindigkeitsbestimmenden Schrittes im Teilschritt der Desorption von Kohlenmonoxid wird vorausgesetzt.

Mit der Methode der temperaturprogrammierten Desorption wird die reaktive Oberfläche als Funktion des Umsatzgrades ermittelt. Die Desorptionsspektren werden anhand ausgewählter Kriterien ausgewertet, um die Heterogenität der unterschiedlichen Pyrolysatoberflächen zu beschreiben. Aus dem proportionalen Zusammenhang zwischen spezifischer Reaktionsgeschwindigkeit und reaktiver Oberfläche werden oberflächenbezogene Reaktionsgeschwindigkeiten durch lineare Regression ermittelt und die Eignung der reaktiven Oberfläche zur Beschreibung des Reaktionsortes während der Vergasung bestätigt.

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