Differentieller Festbettreaktor (dFBR)

Beschreibung

Einfluss der Partialdrücke von H2O und CO2 auf die Vergasungskinetik von zwei unterschiedlich pyrolysierten Holzkoksen KIT EBI
Abb.1: Einfluss der Partialdrücke von H2O und CO2 auf die Vergasungskinetik von zwei unterschiedlich pyrolysierten Holzkoksen (https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5c04287)

Der differentielle Festbettreaktor (dFBR) ist eine Laborapparatur zur Untersuchung heterogener Reaktionskinetik, wie beispielsweise die Kinetik der Boudouard-Reaktion (1) und der heterogenen Wassergas-Reaktion (2), welche u. A. zur Beschreibung der Reaktionen bei der Flugstromvergasung relevant sind.

  1. C + CO2 ⇌ 2 CO
  2. C + H2O ⇌ H2 + CO

Pulverförmiger Feststoff wird in den heißen, mit Inertgas gespülten Reaktor auf ein Trägermaterial als Festbett aufgegeben. Anschließend können der gewünschte Druck und die Reaktionsgas-Atmosphäre in kurzer Zeit eingestellt werden. Die Reaktionskinetik wird anhand der Produktgaszusammensetzung ermittelt. Hierfür stehen ein Infrarot-Photometer und ein Massenspektrometer zur Verfügung. Als Reaktionsgase sind neben Permanentgasen (z.B. CO2, Ar) auch Mischungen mit Wasserdampf möglich (pH2O, max = 12,5 bar), was die Untersuchung der Interaktion der Reaktanden CO2 und H2O bezüglich der Vergasungskinetik bei technisch relevanten Drücken ermöglicht (siehe Abb. 1).

Technische Daten
Temperatur max. 900 °C (Reaktor)
Druck bis zu 20 bar
Gasatmosphäre H2O, CO2, H2, CO + Inerte (N2/Ar)
Probenmenge 50 mg
Analytik Massenspektrometer (H2, CH4, N2, Ar), IR-Photometer (CO)