Engler-Bunte-Institut, Fuel Technology

Ermittlung physikalischer und chemischer Stoffeigenschaften von Suspensionsbrennstoffen

  • type:Bachelorarbeit
  • time:ab sofort
  • Hintergrund

    Bei der Umsetzung eines biogenen Suspensionsbrennstoffes in einem  Flugstromvergaser sind verschiedene parallel ablaufende Prozesse zu beobachten: nach der anfänglich reinen Verdunstung von flüchtigen Substanzen aus dem Pyrolyseöl kommt es bei höheren Tropfentemperaturen zu Zersetzungsreaktionen, bei denen neben kurzkettigen, gasförmigen Kohlenwasserstoffen auch nicht verdampfbare Komponenten gebildet werden.

    Bei der modelltechnischen Beschreibung der thermochemischen Konversion von biogenen Brennstoffen fließen neben der chemischen Zusammensetzung der Einsatzstoffe auch physikalische und chemische Stoffeigenschaften ein.

    Aufgabenstellung        Ermittlung physikalischer Stoffeigenschaften von Suspensionsbrennstoffen mit Holzkoks

    Im Literaturteil wird zunächst eine Übersicht über physikalische Stoffeigenschaften bei mehrphasigen Stoffsystemen gegeben und Kenngrößen zur Charakterisierung der dispersen und kontinuierlichen Phase herausgearbeitet. Darüber hinaus werden die Wechselwirkungen an den Grenzflächen der einzelnen Phasen betrachtet. Es werden theoretische Ansätze zur Bestimmung der physikalischen Stoffeigenschaften Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung, Wärmeleitfähigkeit  und Wärmekapazität aus den temperaturabhängigen Korrelationen der dispersen und kontinuierlichen Phasen sowie Erkenntnisse aus der Literatur über Einflüsse der Feststoffbeladung sowie Form und Größenverteilung der Partikel auf die Stoffeigenschaften zusammengetragen.

    Im Hinblick auf die Anwendung von biogenen Suspensionsbrennstoffen erfolgt eine Zusammenfassung über das messtechnische Vorgehen zur Ermittlung der Stoffeigenschaften und die erhaltenen Erkenntnisse für technische Brennstoffe aus der Literatur.

    Die experimentellen Arbeiten sind für Suspensionen aus Glykol als Reinstoff und Holzkoks als disperse Phase vorzunehmen. Zur Vorbereitung der Versuche ist eine geeignete Probenaufbereitung zu erarbeiten, um im Hinblick auf das Absetzverhalten eine reproduzierbare Versuchsdurchführung zu garantieren.

    Für das Stoffsystem sollen die Einflüsse der Partikelgrößenverteilung und Feststoffbeladung auf die Stoffeigenschaften messtechnisch erfasst und mit den theoretischen Ansätze aus der Literatur verglichen und auf die Anwendbarkeit für technische Brennstoffe bewertet werden.

    Für den technischen Suspensionsbrennstoff, biogenes Pyrolyseöl mit Holzkoks, wird anhand des experimentellen Vorgehens und den Erkenntnissen aus den Versuchen mit Glykol die physikalischen Stoffeigenschaften Dichte, Viskosität und Oberflächenspannung in Anhängigkeit der Temperatur ermittelt und eine empirische Korrelation in Anhängigkeit von Partikelgröße und dem Feststoffgehalt der dispersen Phase aufgestellt. Die dabei erhaltenen empirischen Korrelationen sollen mit Literaturwerten verglichen werden.