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Versuchsanlage zur Vergasung fester Brennstoffe

Die Anlage dient der Bewertung des Reaktionsverhaltens fester pulverförmiger Brennstoffe, bei verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen und Reaktionstemperaturen. Dazu werden die im Reaktionsraum herrschenden Bedingungen sowie die Wechselwirkung zwischen Brennstoff und Sauerstoff simuliert. Reaktionsräume können beispielhaft sein:

    - Vergasungsreaktoren,
    - Wirbelschichten,
    - Wirbelzone an der Windform eines Hochofens etc.

Funktionsprinzip

In der Versuchsanlage wird Sauerstoff unter Druck auf eine Temperatur von 1.000 °C bis 1.100 °C erhitzt und durch eine Druckdifferenz zum Strömen gebracht. In den Sauerstoffstrom wird dann der feste pulverförmige Brennstoff mittels Stickstoff injiziert. Brennstoff und heißer Sauerstoff passieren anschließend die Hochtemperaturzone, in welcher die Reaktion stattfindet. Danach strömen die Reaktionsprodukte in eine evakuierte Gasmaus, aus welcher Proben für die Gasanalyse entnommen werden.
 

Rohrofen zur Erhitzung des Sauerstoffs

Rohrofen zur Erhitzung des Sauerstoffs

 

Es wird davon ausgegangen, dass der Umsetzungsgrad des Brennstoffs von folgenden Faktoren beeinflusst wird:

    - Effektives Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis (O/C)
    - Temperatur des Sauerstoffs und des Brennstoffs
    - Verweilzeit des O2-Brennstoff-Gemisches in der Hochtemperaturzone
    - Druckverhältnisse in der Anlage

Die Anlage wurde für die folgenden Versuchsbedingungen ausgelegt:

Versuchsbedingung

Wert

Temperatur Sauerstoff

max. 1100 °C

Temperatur Hochtemperaturzone

max. 1700 °C

Druck Hochtemperaturzone

max. 4 bar(Ü)

Brennstoffmenge bei O/Cmolar=1

max. 1000 mg

 

Induktionsofen für Hochtemperaturzone

Induktionsofen für Hochtemperaturzone

Kugelhahn und Drucksensor

Kugelhahn und Drucksensor

Druckkurve während Versuchsablauf


Druckverläufe während des Versuches

 

Sauerstoff O/C-Kurve

Sauerstoff - Kohlenstoff - Kurve

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