Abbrandmodell fester Brennstoffe
Was sind feste Brennstoffe?
In welche Bestandteile zerfallen feste Brennstoffe?
Definition Pyrolyse
Thermische Zersetzung/Umwandlung von Molekülen unter Sauerstoffausschluß (Flüchtigen Freisetzung)
bei erhöhter Temperatur
Pyrolyse ist kein reiner Entgasungsvorgang, sondern Zersetzung/ Umwandlung/Polymerisation von Molekülen
Modellvorstellung: zweistufige Pyrolyse
Primäre Pyrolyse:
Abspalten und Freisetzen niederflüchtiger Bestandteile, z.B. CH4, CO, H2
Sekundäre Pyrolyse:
Abspalten höherflüchtiger langkettiger Moleküle: Teere, Aromaten
Wovon ist der Pyrolysevorgang abhängig?
Was ist für die Umsetzung der Pyrolysegase der bestimmende Faktor?
Die Zeit
Was ist der Koksabbrand?
Ein heterogener Verbrennungsvorgang
Welche Schritte sind für den koksabbrand erforderlich?
1) Diffusion von Sauerstoff zur Koksoberfläche (sofern O2 der Oxidator ist)
2) Adsorption von Sauerstoff an der Oberfläche
3) Adsorbierter Sauerstoff reagiert mit C zu adsorbierten Verbrennungsprodukten
4) Desorption der Produkte von der Oberfläche 5 Diffusion der Produkte in die Strömung
Der langsamste Vorgang 1-5 bestimmt die Abbrandrate, damit geschwindigkeitsbestimmend
Welche Prozesse werden beim Diffusionsvorgang beschrieben?
Diffusion von der Strömung an die Partikeloberfläche
Diffusion innerhalb des porösen Kokskornes (Porendiffusion)
Wie verhält sich die Porösität beim Koksabbrand?
Die sich ausbildenden Koksstrukturen sind porös, d.h. reaktive Gase können auch in das Innere der Partikel gelangen
Je weiter der Abbrand fortschreitet, um so höher im Allgemeinen die Porosität
Welche Porengrößen werden beim Koksabbrand unterschieden?
Mikroporen
Mesoproen
Makroporen
90% der Poren im Mikro- und Mesoporenbereich
Vereinfachte 3 Bereiche des Koksabbrands
Diagramm der Temperaturbereiche des Kokskohleabbrands / poröser Festbrennstoffe
Was ist der bestimmende Faktor für die Zeitskala der Verbrennung fester Brennstoffe?
Koksabbrandrate
Welche Bestandteile tragen nicht zur Wärmefreisetzung bei der Verbrennung fester Brennstoffe bei?
mineralische
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