Kurzbeschreibung
Charakterisierung des thermischen Zersetzungsverhaltens von Einzelpartikeln (Pellets, Chips oder andere biogene, partikuläre Partikel und Proben)
Betriebsbedingungen / Einsatzbereich
• Temperaturbereich: 200 – 1.050 °C
• Variable Atmosphären (100% N2 bis Luft)
Kontinuierliche Messdatenerfassung von
• Temperaturen an der Oberfläche und im Zentrum des untersuchten Partikels bzw. der Probe
• Massenverlust der Probe über den gesamten thermochemischen Umwandlungsschritt
• Zusammensetzung der Produktgase mittels FT-IR, ND-IR, FID, CLD und Wärmeleitfähigkeits-Analysatoren
• Konzentrationen von freigesetzten Aerosolbildnern mithilfe einer ICP-MS
Diskontinuierliche Probenahme für Teerbestimmungen ist möglich
Ansprechperson
Walter Haslinger
Research Services
• Grundlagenuntersuchungen der thermochemischen Konversion (Pyrolyse, Vergasung, Verbrennung) von Biomassepartikeln.
• Kontinuierliche Bestimmung der Konzentrationen von O2, CO, CO2, H2O, H2, OGC, NO, NO2, HCN, NH3, HCl, SO2 und von verschiedenen Kohlenwasserstoffverbindungen während der thermischen Umwandlungsschritte.
• Online-Bestimmung der Freisetzung von anorganischen aerosolbildenden Elementen (z.B. S, Cl, K, Na, Zn und Pb) mittels Kopplung des Reaktors mit einem induktiv gekoppelten Plasma Massenspektrometer (ICP-MS).
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Das Reaktorkonzept wurde für die Beschreibung thermischer Konversionsprozesse (Vergasung, Verbrennung, Pyrolyse) einzelner biogener Partikel konzipiert. Mit dem Reaktor sind gezielte Untersuchungen unter gewünschten Atmosphären (üblicherweise Gemische von N2 und Luft oder N2) bis zu einer Temperatur von 1050°C möglich. Der Reaktor kann mit einer sehr großen Bandbreite an Analysengeräten verbunden werden. Mittels Anbindung zu einem induktiv gekoppelten Plasma Massenspektrometer (ICP-MS) können online Freisetzungsdaten von anorganischen aerosolbildenden Elementen (z.B. S, Cl, K, Na, Zn und Pb) generiert werden.
Der Reaktor wurde bisher zur Bestimmung der zeitaufgelösten Freisetzung von relevanten aerosolbildenden Elementen aus verschiedenen Biomasse-Pellets bei drei unterschiedlichen Temperaturen eingesetzt. Diese Daten führen zu einem verbesserten Verständnis bzgl. der Freisetzung von anorganischen Aschebildnern und sind die Basis für Modellentwicklungen. Darüber hinaus hat sich der Reaktor bewährt um Pyrolyseprozesse von einzelnen Partikeln zu beschreiben.
Zuordnung zur Forschungsinfrastruktur
Analytiklabor für biogene Festbrennstoffe und Prozessprodukte
BRISK II, Biofuels Research Infrastructure for Sharing Knowledge II, Laufzeit: 2017- 2023, Horizon 2020, www.brisk2.eu
Sommersacher P., Kienzl N., Brunner T., Obernberger I. Simultaneous online determination of S, Cl, K, Na, Zn and Pb release from a single particle during biomass combustion Part 2: Results from test runs with spruce and straw pellets. Energy Fuels, 2016, 30 (4), pp 3428–3440
Anca-Couce A., Sommersacher P., Scharler R., Hochenauer C. Detailed Reaction Schemes and Product Characterization Applied to Pyrolysis of a Single Spruce Particle. In proceedings of the 24th European Biomass Conference and Exhibition, June 2016, Amsterdam
Sommersacher P., Kienzl N., Hochenauer C. Online determination of the release of S, Cl, K, Na, Zn and Pb during combustion of a single Miscanthus pellet. In proceedings of the 26th Confernence: impacts of fuel quality on power production, September 2016, Prague