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Laborreaktoren zur Brennstoffcharakterisierung und für Abbrandtests

Laborreaktor

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Prozess- und Partikeltechnik, Technische Universität Graz, wurde ein Laborreaktor zur Bestimmung feuerungstechnisch relevanter Parameter von Biomasse-Brennstoffen konzipiert.

Einsatzmöglichkeiten

  • Bestimmung des Abbrandverhaltens verschiedener Biomasse-Brennstoffe.
  • Bestimmung des Freisetzungsverhaltens flüchtiger Brennstoffanteile.
  • Bestimmung des Freisetzungsverhaltens semivolatiler und leicht flüchtiger Aschebildner
  • Erstinformation bezüglich Ascheschmelzverhalten.

Aufbau

Der Laborreaktor besteht aus einer Siliziumkarbid (SiC) -Retorte, die von außen durch zwei getrennte PID-Regelkreise elektrisch beheizt wird. Kohlefaserverstärktes SiC ist ein unter reduzierenden und oxidierenden Bedingungen äußerst inertes Material, dass verwendet wurde, um mögliche Reaktionen zwischen der Retorte und den Verbrennungsgasen zu unterbinden. Die Retorte ist zylindrisch ausgeführt und weist einen Innendurchmesser von 12 cm und eine Höhe von 35 cm auf. Die Halterung und die Umrandung des Brennstoffbettes (Durchmesser 9,5 cm und Höhe 10 cm) sind ebenfalls aus SiC ausgeführt und stehen auf einem Untersatz, der sich auf der Waage befindet. Die Entkoppelung der Waage von der Retorte erfolgt mechanisch mittels einer Flüssigdichtung. Als Dichtungsmittel wird ein synthetisches Thermoöl (Therminol 66) verwendet. Die Probenschale ist auf einer Waage platziert, um den Gewichtsverlust der Probe während des Verbrennungs- bzw. Vergasungsprozesses bestimmen zu können. Zur Bestimmung der Gaszusammensetzung im Reaktor sowie im Abgas des Reaktors wird konventionelle Rauchgasanalytik eingesetzt.
Die zu untersuchende Biomasseprobe wird in den vorgeheizten Reaktor eingebracht. Es ist somit ein schnelles und im Vergleich zu thermischen Konversionsprozessen in Realanlagen, realistisches Aufheizen der Probe gegeben. Die Einsatzprobe und die Rückstände werden chemischen Analysen unterzogen, wodurch das Freisetzungsverhalten auch für anorganische Komponenten genau quantifiziert werden kann.

Reaktor mit Regelungstechnik und FT-IR Heißgasmessapparatur
SiC-Retorte mit FT-IR Messstutzen
Brennstoff und Rückstände (Aschen) bei einem Testlauf mit Buchen-Hackgut
Brennstoff und Rückstände (Aschen) bei einem Testlauf mit Strohpellets