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 der Sekundärpyrolysereaktion in einem ersten
makrokinetischen Ansatz aus empirischen Messdaten. Dazu soll das biogene Pyrolyseöl
mittels Vakuumdestillation in einen verdampfbaren Teil und einen Vakuumrückstand
aufgetrennt werden.
Der Vakuumrückstand soll daraufhin hinsichtlich seiner thermo-physikalischen Stoffdaten
analysiert und mit dem Ausgangsprodukt verglichen werden. Zudem erfolgt eine chemische
Charakterisierung auf Basis der Elementaranalyse.
Für die Formulierung des makrokinetischen Ansatzes wird der Vakuumrückstand mittels
Thermogravimetrischer Analyse unter Inertatmosphäre umgesetzt. Die Reaktionsenthalpie
wird durch eine DSC-Messreihe erfasst.

Aufgaben im Zuge der Abschlussarbeit:

• Literaturrecherche:
  • Thermische Zersetzung von Pyrolyselignin sowie in der Literatur vorhandene modelltechnische Ansätze zur Beschreibung
  • Analysemethoden zur chemischen Charakterisierung von Pyrolyselignin
• Aufbau einer Versuchsapparatur zur Vakuumdestillation
• Chemische und thermo-physikalische Charakterisierung von Pyrolyseöl und Vakuumrückstand
• Thermoanalyse des Vakuumrückstandes mit DSC und TGA
• Auswertung der Thermoanalysen und Formulierung eines Makrokinetischen Ansatz