Fabian Hüsing, M.Sc.

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. Diese bleiben
zusammen mit den Kokspartikeln als Feststoff zurück und bilden kugelförmige Hohlkörper,
sogenannte Cenospheren, aus.
Für eine modelltechnische Beschreibung müssen die parallel ablaufenden Prozesse der
Verdunstung und der thermischen Zersetzung getrennt voneinander betrachtet werden.
Ziel der Arbeit ist die Beschreibung des Verdunstungsverhaltens des technischen
Pyrolyseöls durch eine Zusammenstellung von Modellsubstanzen. Dazu soll das Pyrolyseöl
mittels Vakuumdestillation in einen verdampfbaren Teil und einen Rückstand aufgetrennt
werden. Der verdampfbare Anteil soll im Anschluss daran hinsichtlich seiner chemischen
Zusammensetzung charakterisiert und die Hauptkomponenten identifiziert werden. Anhand
dieser Zusammensetzung soll ein methodischer Ansatz zur Zusammenstellung eines
Modellbrennstoffes erarbeitet werden.
Die Gegenüberstellung des Modellbrennstoffes mit dem technischen Brennstoff erfolgt mit
Hilfe des Siedeverlaufs und der True-Boiling-Point-Kurve (TBP) um das
Verdunstungsverhalten der einzelnen Gemische vergleichen zu können.
Anhand der Zusammensetzung des Modellbrennstoffes soll ein Verdunstungsmodell für
Flüssigkeitsgemische mit Matlab aufgestellt werden.

Aufgaben im Zuge der Abschlussarbeit:

• Literaturrecherche:
  • Verdunstungsmodelle für Mehrkomponentenbrennstoffe
  • Charakterisierung von Brennstoffgemischen anhand der Siedelinie
  • Methodischer Ansatz zur Auswahl von Modellkomponenten in der Literatur
• Chemische und thermo‐physikalische Charakterisierung von Pyrolyseöl und dessen verdampfbarer Anteil sowie von Modellbrennstoff
• Aufbau einer Versuchsapparatur zur Bestimmung der TBP‐ und Dampfdruckkurve und Erarbeitung einer Messroutine
• Gegenüberstellung des Verdunstungsverhaltens von Modellbrennstoff und Pyrolyseöl anhand der TBP‐Kurve
• Modelltechnische Beschreibung der thermophysikalischen Stoffdaten des Modellbrennstoffs sowie die Verdunstung als Flüssigkeitstropfen in Matlab