Experimentelle Untersuchung der Kinetik von Pyrolyse und Koksabbrand in einem Well-Stirred-Reactor unter Flammen- und Ausbrandbedingungen

  FTIR WSA Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometer (FTIR) mit IR-Quelle und HeNe-Laser in Betrieb

Das Oxyflame-Teilprojekt A1 untersucht die Verbrennung von synthetischem Kohlenstoff, Kohle und Biomasse unter zur Kohlestaubfeuerung in Kraftwerkskesseln vergleichbaren Bedingungen. Dabei ist das Ziel, die Kinetik in Oxyfuel-Atmosphäre, d.h. die Freisetzung von Masse und Energie aus einem Brennstoffpartikel, vorherzusagen.

Bei Verwendung fester Brennstoffe kann die Verbrennung in die zwei Teilprozesse Pyrolyse und Koksabbrand unterteilt werden. Die Pyrolyse bezeichnet den Prozess der Freisetzung von Flüchtigen (z.B. Kohlenwasserstoffe und Stickstoffverbindungen) aus dem Brennstoffpartikel, der Koksabbrand die Oxidation des verbleibenden, kohlenstoffhaltigen Restpartikels.

Die Bedingungen in der Flammenzone von Kraftwerkskesseln werden in einem Wirbelschichtreaktor (Fluidized Bed Reactor, FBR) angenähert, in welchem hohe Aufheizraten und beliebig lange Verweilzeiten bis zum vollständigen Ausbrand möglich sind. Lange Verweilzeiten sind ein wesentlicher Vorteil dieses Systems, da der Prozess des Koksabbrands typischerweise wesentlich langsamer abläuft, als jener der Pyrolyse. Des Weiteren können Pyrolyse und Koksabbrand in diesem Reaktor getrennt untersucht werden.