Single particle reactor / Einzelpartikel Reaktor

BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH

Graz | Website

Sonstige Forschungsinfrastruktur

Kurzbeschreibung

Charakterisierung des thermischen Zersetzungsverhaltens von Einzelpartikeln (Pellets, Chips)

Betriebsbedingungen / Einsatzbereich
- Temperaturbereich: 200 – 1.050 °C
- Variable Atmosphären (100% N2 bis Luft)

Kontinuierliche Messdatenerfassung von
- Temperaturen an der Oberfläche und im Zentrum der untersuchten 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

Ansprechperson

Peter Sommersacher

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 Konversationsprozesse (Vergasung, Verbrennung, Pyrolyse) einzelner Biomasse 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 3 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 bestens bewährt um Pyrolyseprozesse von einzelnen Partikeln zu beschreiben.

Peter Sommersacher
Biomasse Verbrennung
+43 (0) 316 873 - 9237
peter.sommersacher@bioenergy2020.eu
http://www.bioenergy2020.eu/
Beim Einzelpartikelreaktor handelt es sich eine Eigenentwicklung. Für die Durchführung von Testläufen wird daher fachkundiges Personal benötigt. Forschungsziele sowie Untersuchungen können im Bedarfsfall individuell angepasst werden. Konkrete Nutzungsbedingungen auf Anfrage.
BRISK - Biofuels Research Infrastructure for Sharing Knowledge
2011-2015
http://briskeu.com/

COMET-Projekt Neue Biomasse Brennstoffe II
2012-2014
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 1: Experimental setup-implementation and evaluation. Energy and Fuels 2015, 29, 6734-6746

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