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2016 | OriginalPaper | Chapter

4. Eigenschaften von Biomassekarbonisaten

Authors : Kathrin Weber, Dipl.-Ing., Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker

Published in: Biokohle

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Eigenschaften von Biomassekarbonisaten, wie Elementarzusammensetzung, Heizwert, oder erreichbare Ausbeuten und spezifische Oberflächen, dargestellt, die für die Nutzung dieser Stoffe wichtig sind. Dabei ist die Vokabel „darstellen“ wörtlich zu nehmen. Nachdem in Kap. 2 bereits ausführlich die thermochemischen und reaktionstechnischen Hintergründe der Karbonisierungsprozesse erläutert und Abhängigkeiten von Erzeugungsparametern diskutiert wurden, finden sich hier ausschließlich praktische Versuchsergebnisse aus verschiedenen Quellen, die in unterschiedlichen Größenordnungen ermittelt wurden, von der Thermogravimetrie, über Retorten- bzw. Autoklavenversuche bis hin zu Technikums-Drehrohren, Pilotreaktoren und Anlagen im industriellen Maßstab. Im Zentrum der Betrachtungen stehen dabei Karbonisate aus der Pyrolyse, da diese Technik im Gegensatz zur HTC schon sehr lange praktiziert wird und die Produkte in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen etabliert sind.

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Footnotes
1
Wenn keine Zahlenwerte in der Publikation angegeben wurden, erfolgte auch ein tatsächliches grafisches Auslesen der Daten aus abgedruckten Diagrammen.
 
2
Nicht alle verwendeten Daten konnten in der jeweiligen Originalquelle gegengeprüft werden. Es wurden jedoch stets Plausibiltätskontrollen sowie stichprobenartige Vergleiche mit der Datenbasis durchgeführt.
 
3
Die mikroskopische Aufnahmen wurden mit einem Keyence VHX-2000 Digitalmikroskop bei 20-, 200-, 500- und 2000-facher Vergrößerung aufgenommen.
 
4
Retortenversuche bei leichtem Überdruck unter Stickstoffspülung.
 
5
Galakturonsäure, Hauptbestandteil der Pektine, hat einen Schmelzpunkt von 164 °C.
 
6
Grundsätzlich sind auch lokale Temperaturerhöhungen in der Materialschüttung innerhalb der Retorte während der Pyrolyse nicht auszuschließen.
 
7
Aufgrund der grauen Färbung, insbesondere der bei 600 °C behandelten Strohpellets, wird ein Eindringen von Luftsauerstoff in den Pyrolsereaktor nicht ausgeschlossen, allerdings als sehr unwahrscheinlich betrachtet, da die Retorte unter Stickstoffatmosphäre bei Überdruck betrieben wurde.
 
8
Wasser wird (als in der Praxis durchaus sehr relevanter Parameter) hier nicht betrachtet, da der Wassergehalt von den individuellen Rahmenbedingungen abhängt (Behandlung, Lagerung, Erntezeitpunkt tec.) und somit für einen Vergleich nicht geeignet ist.
 
9
Tatsächlich ergab die graphische Darstellung der „Messdaten“ aus einigen Veröffentlichungen derart akkurate und vollständig schwankungsfreie Kurvenverläufe, dass eine seriöse experimentelle Datenermittlung als unwahrscheinlich angesehen werden muss.
 
10
Beispielsweise wäre die grafische Gegenüberstellung der Zusammensetzung von Holz (z. B. 1 Ma.-% Asche) und Klärschlamm (z. B. 50 Ma.-% Asche) unter Einbezug des Aschegehaltes wenig hilfreich.
 
11
Eine Oberflächenvergrößerung findet nur bei der pyrolytischen Karbonisierung statt. Durch den anders gelagerten Mechanismus der Hydrothermalen Karbonisierung (vgl. Abschn. 2.​3.​1.​3.​1) kommt es hier zur Bildung von Partikeln geringer Porosität [423].
 
12
Aufgrund des höheren Anteils an Hemicellulosen im Gras, welche sich bereits bei niedrigeren Temperaturen als den hier betrachteten zu zersetzen beginnen, ist anzunehmen, dass die Abnahme der Partikeldichte, wie sie hier bei Holz dargestellt ist, bereits bei niedrigeren Temperaturen eintritt.
 
Metadata
Title
Eigenschaften von Biomassekarbonisaten
Authors
Kathrin Weber, Dipl.-Ing.
Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker
Copyright Year
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-03689-8_4