Mathematische Modellierung BiomassevergasungZur Vergasung von Biomassen werden h\u00e4ufig innovative, mehrstufige Anlagenkonzepte ausgef\u00fchrt. Zu diesen mehrstufigen Vergasungsverfahren z\u00e4hlt das IPV-Verfahren\u00ae. Beim IPV-Verfahren\u00ae wird durch die r\u00e4umliche Trennung der Brennstoffentgasung und Verbrennung des dabei entstehenden Restkokses in einem zweiten Reaktor ein heizwertreiches Gas erzeugt. Die resultierende W\u00e4rme aus der Koksverbrennung wird durch die umlaufende Asche in den Entgasungsreaktor eingekoppelt. Die Vorteile dieses Verfahrensansatzes sind ein hoher Heizwert des Produktgases sowie beim Einsatz von Wasserdampf als Vergasungsmittel ein hoher Wasserstoffanteil im Gas, wodurch dieses Verfahren Potential bietet, neben der Stromerzeugung aus Biomasse regenerativen Wasserstoff bzw. synthetische Kraftstoffe zu erzeugen.Die Funktionsweise des IPV-Verfahrens\u00ae konnte erfolgreich im Technikumsma\u00dfstab erprobt werden. Zielsetzung des Stipendiums ist die Erstellung eines mathematischen Modells, das die Abl\u00e4ufe w\u00e4hrend der Trocknung und Pyrolyse des Brennstoffs in einem Schachtreaktor sowie die Verbrennung des bei der Pyrolyse entstehenden Restkokses in einer blasenbildenden Wirbelschicht beschreibt. Das Simulationsmodell kann bei der Auslegung neuer Anlagen und beim Scale-up als unterst\u00fctzendes Werkzeug den Einfluss von Betriebsparametern auf die komplexen verfahrenstechnischen Zusammenh\u00e4nge beschreiben und wichtige Hinweise f\u00fcr den optimalen Betrieb der Anlage liefern. Der Schwerpunkt des Stipendiums liegt in der Beschreibung der komplexen Vorg\u00e4nge w\u00e4hrend der Pyrolyse von festen Brennstoffen in einem Schachtreaktor unter Ber\u00fccksichtigung von W\u00e4rme\u00fcbertragung, chemischen Reaktionen und den Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen im Reaktor. Dabei ist insbesondere der W\u00e4rme\u00fcbergang vom W\u00e4rmetr\u00e4ger an das Brennstoffpartikel sowie die Partikelbewegung des zugef\u00fchrten Brennstoffs in der Festbettsch\u00fcttung von Interesse. Die Bewegung und die daraus resultierende Verweilzeit des Brennstoffpartikels in der Sch\u00fcttung haben entscheidenden Einfluss auf das Entgasungsverhalten des Brennstoffs. Daher wurde zur Untersuchung der Brennstoffbewegung ein Str\u00f6mungskaltmodell aufgebaut, mit dem die Vorg\u00e4nge im Schachtreaktor untersucht werden und das Str\u00f6mungsverhalten im Reaktor im Simulationsmodell ber\u00fccksichtigt werden soll.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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