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2016 | OriginalPaper | Chapter

2. Thermochemische Prozesse zur Herstellung von Biomassekarbonisaten

Authors : Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, Andrea Kruse, Prof. Dr.-Ing., Kathrin Weber, Dennis Blöhse, Dipl.-Ing.

Published in: Biokohle

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die Karbonisierung von Biomassen kann durch unterschiedliche thermochemische Prozesse realisiert werden.
Aktuell gezielt zur Karbonisierung angewendet werden pyrolytische Prozesse, die Hoch-, Mittel- und Niedertemperaturpyrolyse sowie die Torrefizierung, bei der es sich ebenfalls um eine milde Form der Pyrolyse handelt. Außerdem wurden in den letzten Jahren sogenannte hydrothermale Prozesse (HTC) entwickelt, bei denen Biomasse in der Regel in heißem Wasser, das durch Druckbeaufschlagung im flüssigen Zustand gehalten wird, bei Temperaturen von etwa 180–260 °C karbonisiert wird. Bei der Vapothermalen Karbonisierung erfolgt die Behandlung mit heißem Wasserdampf.
Auch bei Vergasungsverfahren und der Flash-Pyrolyse fallen kohlenstoffreiche Reststoffe an, die im Prinzip Biomassekarbonisate darstellen. Da diese Stoffe allerdings Nebenprodukte der Verfahren bilden, ist die Produktqualität unter Umständen für eine hochwertige Nutzung nicht ausreichend. So können Kokse aus der Vergasung organische Schadstoffe wie PAK enthalten oder aufgrund der weitgehenden Umsetzung der organischen Bestandteile hohe Aschegehalte aufweisen. Karbonisate aus der Flash-Pyrolyse haben in der Regel niedrige Kohlenstoffgehalte.

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Footnotes
1
In der Regel gelten Reaktionsgeschwindigkeitsansätze innerhalb eines bestimmten Temperatur- und Druckbereiches und sollten nicht darüber hinaus angewendet werden, wenn keine experimentellen Daten zur Verifizierung vorliegen.
 
2
Die Reaktionsmasse, auch Reaktionsgemisch, beschreibt die Gesamtheit der im Reaktor befindlichen Stoffmengen/-massen.
 
3
Der Wärmeübergang auf den Feststoff kann den Wärmetransport erheblich behindern. Dies ist insbesondere bei (ruhenden) Gasen der Fall, während die Wärmeübergangskoeffizienten beim System bewegte Flüssigkeit – Feststoff um den Faktor 100 höher liegen können.
 
4
Prinzipiell ist auch Kohlendioxid als Reaktionsmittel für die thermochemische Vergasung einsetzbar. Technisch spielt diese Variante jedoch keine Rolle.
 
5
Das sogenannte Luftverhältnis λ ist das Verhältnis der eingesetzten Menge an Sauerstoff bzw. Luft, zu jener, die nach der Stöchiometrie für eine Totaloxidation aller organischen Brennstoffbestandteile (C zu CO2, H zu H2O, S zu SO2) erforderlich wäre. λ = 0,3 bedeutet also, dass 30 % der stöchiometrischen Luftmenge verwendet werden.
 
Metadata
Title
Thermochemische Prozesse zur Herstellung von Biomassekarbonisaten
Authors
Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker
Andrea Kruse, Prof. Dr.-Ing.
Kathrin Weber
Dennis Blöhse, Dipl.-Ing.
Copyright Year
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-03689-8_2