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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

7. Biomasse

verfasst von : Holger Watter

Erschienen in: Regenerative Energiesysteme

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Für die thermochemische Umsetzung von Biomasse zu Energie, Kraftstoffen oder Gasen sind einige biochemische und thermodynamische Grundkenntnisse erforderlich. Nachfolgend wird daher die wesentliche Nomenklatur kurz zusammengefasst:

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Fußnoten
1
Polysaccharide (auch als Glykane bezeichnet), eine Unterklasse der Kohlenhydrate, sind Vielfachzucker mit vielen Monosaccharideinheiten. Polysaccharide haben die allgemeine Formel: \(-\)[C\({}_{x}(\mathrm{H_{2}}\)O\()_{y}\)]\({}_{n}-\) mit x meist 5 bis 6 und y meist \(x-1\). Zu den Polysacchariden zählen u. a. Schleimstoffe und Stärkearten. Schleimstoffe wirken schützend auf entzündete Schleimhäute und somit reizmildernd.
 
2
Traubenzucker (D-Glucose), kurz Glc, auch Dextrose genannt, ist ein Einfachzucker (Monosaccharid) und gehört damit zu den Kohlenhydraten.
 
3
Die Bezeichnung „Primärluft“, „Sekundärluft“ und ggf. „Tertiärluft“ beschreibt die Reihenfolge mit der Luft und Brennstoff in Berührung kommen. Die stufenweise Zugabe von Luft hat den Vorteil, dass die Verbrennung besser geführt und gesteuert werden kann.
 
4
Monomere sind niedermolekulare, reaktionsfähige Moleküle, die sich zu molekularen Ketten oder Netzen, zu unverzweigten oder verzweigten Polymeren, zusammenschließen können.
 
5
Gleich- und Gegenstrom bedeuten hier: Holzaufspeisung und Holzgas haben die gleiche oder entgegengesetzte Bewegungsrichtung im Reaktor.
 
6
Als autotherm werden chemische Reaktionen bezeichnet, bei denen eine exotherme und eine endotherme Reaktion parallel verlaufen, so dass der Gesamtprozess unabhängig von äußerer Wärmezufuhr ist.
 
7
Quenchen \(=\) in der Verfahrenstechnik das schockartige Abkühlen heißer Gase durch Einspritzen von Flüssigkeiten, um dadurch schnell und sicher ungefährliche Temperaturen eines Gases zu erreichen und gleichzeitig die Gase von Schadstoffen zu befreien.
 
8
Als allotherm werden chemische Reaktionen bezeichnet, bei denen eine äußere Wärmezufuhr notwendig ist. Der Gegensatz dazu sind autotherme Reaktionen.
 
9
Die Bezeichnung Ablativ leitet sich vom lateinischen (casus) ablativus ab. Entsprechend dieser Bezeichnung ist der Ablativ zunächst eine Trennung beziehungsweise Wegbewegung.
 
10
Als Alkalien (arab. al-qali \(=\) Pottasche) werden Substanzen bezeichnet, die mit Wasser alkalische Lösungen (Laugen) bilden. Zu dieser nicht eindeutig definierten Substanzgruppe zählen insbesondere die Oxide und Hydroxide der Alkali- und Erdalkalimetalle. Alkalien gehören zur Gruppe der Basen. Als Alkalimetalle werden die chemischen Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und Francium aus der 1. Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet. Der Name Erdalkalimetalle bezeichnet die Elemente der 2. Hauptgruppe des Periodensystems. Die Bezeichnung leitet sich von den beiden benachbarten Hauptgruppen, den Alkalimetallen und den Erdmetallen ab. Ihr gehören die stabilen Elemente Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) an.
 
11
LPG \(=\) Liquid Petrol Gas
 
14
Elektrofilter, auch: EGR (Elektrische Gasreinigung), Elektro-Staubfilter, Elektrostat (engl.: ESP \(=\) electrostatic precipitator) sind Anlagen zur Abscheidung von Partikeln aus Gasen, die auf dem elektrostatischen Prinzip beruhen. Da es sich strenggenommen um keinen Filter im klassischen Sinne handelt, ist die wissenschaftlich korrekte Bezeichnung Elektroabscheider oder Elektro-Staubabscheider.
 
16
Forschungs- und Transferzentrum Regenerative Energien und Verfahrenseffizienz (REEVE), http://​www.​haw-hamburg.​de/​ftz-reeve.​html
 
17
Für die Freie Enthalpie und die Gleichgewichtskonstante können Polynome höheren Grades experimentell gefunden werden, die die Abhängigkeit von der Temperatur beschreiben, vgl. z. B. Gl. (9.​8) und in der einschlägigen Literatur [12, 13, 14, 8].
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Kaltschmitt, M.; Hartmann, H. (Hrsg.): Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2009 Kaltschmitt, M.; Hartmann, H. (Hrsg.): Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2009
2.
Zurück zum Zitat BINE Informationsdienst: Holz – Energie aus Biomasse, Basis Energie 13, Fachinformationszentrum Karlsruhe/Bonn, www.bine.info; Stand: Mai 2008 BINE Informationsdienst: Holz – Energie aus Biomasse, Basis Energie 13, Fachinformationszentrum Karlsruhe/Bonn, www.​bine.​info; Stand: Mai 2008
3.
Zurück zum Zitat Feßmann; Orth: Angewandte Chemie und Umweltechnik für Ingenieure, Handbuch für Studium und betriebliche Praxis, Ecomed-Verlag, Landsberg/Lech, 1999 Feßmann; Orth: Angewandte Chemie und Umweltechnik für Ingenieure, Handbuch für Studium und betriebliche Praxis, Ecomed-Verlag, Landsberg/Lech, 1999
4.
Zurück zum Zitat Dickerson; Geis: Chemie – eine lebendige und anschauliche Einführung, Verlag Chemie, Weinheim, Deerfield Beach, Florida, Basel, 1981 Dickerson; Geis: Chemie – eine lebendige und anschauliche Einführung, Verlag Chemie, Weinheim, Deerfield Beach, Florida, Basel, 1981
5.
Zurück zum Zitat N.N.: Abschnitt 6. Theorie der Holzverbrennung …9. Vergasung und Pyrolyse…10. Vergasung und andere Kraft/Wärmetechniken, www.videncenter.dk; Stand: Nov. 1998 N.N.: Abschnitt 6. Theorie der Holzverbrennung …9. Vergasung und Pyrolyse…10. Vergasung und andere Kraft/Wärmetechniken, www.​videncenter.​dk; Stand: Nov. 1998
6.
Zurück zum Zitat Schröter, W.; Lautenschläger, K. H.; Bibrack, H.: Taschenbuch der Chemie (17. Auflage), Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1995 Schröter, W.; Lautenschläger, K. H.; Bibrack, H.: Taschenbuch der Chemie (17. Auflage), Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1995
7.
Zurück zum Zitat Polifke, W.; Kopitz, J.: Wärmeübertragung – Grundlagen, analytische und numerische Methoden, Pearson-Verlag, München, 2005 (S. 118) Polifke, W.; Kopitz, J.: Wärmeübertragung – Grundlagen, analytische und numerische Methoden, Pearson-Verlag, München, 2005 (S. 118)
9.
Zurück zum Zitat Willner, Th.: Direktverflüssigung von Biomasse am Beispiel der Entwicklungen der HAW Hamburg, Gülzower Fachgespräche, Band 28, Hrsg. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow 2008, S. 54–86 Willner, Th.: Direktverflüssigung von Biomasse am Beispiel der Entwicklungen der HAW Hamburg, Gülzower Fachgespräche, Band 28, Hrsg. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow 2008, S. 54–86
10.
Zurück zum Zitat Willner, Th.: persönliche Mitteilungen (28. Sept. und 7. Okt. 2008) Willner, Th.: persönliche Mitteilungen (28. Sept. und 7. Okt. 2008)
11.
Zurück zum Zitat Hölzel, G.: Einführung in die Chemie für Ingenieure, Hanser-Verlag, München/Wien, 1992 Hölzel, G.: Einführung in die Chemie für Ingenieure, Hanser-Verlag, München/Wien, 1992
12.
Zurück zum Zitat Groth, K.: Kompressoren (Grundzüge des Kolbenmaschinenbaus II), Vieweg Verlag, Braunschweig, Wiesbaden, 1995 Groth, K.: Kompressoren (Grundzüge des Kolbenmaschinenbaus II), Vieweg Verlag, Braunschweig, Wiesbaden, 1995
13.
Zurück zum Zitat Dozenten der Kältetechnik an Fachhochschule (Hrsg.): Aufgabensammlung Kältetechnik – Aufgaben und Lösungen mit Begleitdiskette, C.F. Müller Verlag, Heidelberg, 1995 Dozenten der Kältetechnik an Fachhochschule (Hrsg.): Aufgabensammlung Kältetechnik – Aufgaben und Lösungen mit Begleitdiskette, C.F. Müller Verlag, Heidelberg, 1995
14.
Zurück zum Zitat Huber, A.; Pahud, D.: Untiefe Geothermie – Woher kommt die Energie? Schlussbericht zur Projektstudie, Bundesamt für Energie (BfE), 1999 Huber, A.; Pahud, D.: Untiefe Geothermie – Woher kommt die Energie? Schlussbericht zur Projektstudie, Bundesamt für Energie (BfE), 1999
15.
Zurück zum Zitat Hartmann, H.; Reisinger, K.; Thuneke, K.; Höldrich, A.; Roßmann, P.: Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen, Fachagentur nachwachsende Rohstoffe (FNR), Gülzow (2. Aufl.), 2007 Hartmann, H.; Reisinger, K.; Thuneke, K.; Höldrich, A.; Roßmann, P.: Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen, Fachagentur nachwachsende Rohstoffe (FNR), Gülzow (2. Aufl.), 2007
16.
Zurück zum Zitat Baehr, H. D.: Thermodynamik (5. Aufl.), Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York (1981), Seite 346 ff bzw. Tab. 10.6 und 10.11 Baehr, H. D.: Thermodynamik (5. Aufl.), Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York (1981), Seite 346 ff bzw. Tab. 10.6 und 10.11
17.
Zurück zum Zitat Wedler, G.: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (3. Aufl.), VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1987 Wedler, G.: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (3. Aufl.), VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1987
18.
Zurück zum Zitat European Commission: Biomass Conversion Technologies; Achievements and Prospects for Heat and Power Generation; Directorate-General Science, Research and Development; Nov. 1998 European Commission: Biomass Conversion Technologies; Achievements and Prospects for Heat and Power Generation; Directorate-General Science, Research and Development; Nov. 1998
19.
Zurück zum Zitat Mayr, F.: Kesselbetriebstechnik – Kraft- und Wärmeerzeugung in Praxis und Theorie (8. Auflage), Resch-Verlag, Gräfelfing/München, 1999 Mayr, F.: Kesselbetriebstechnik – Kraft- und Wärmeerzeugung in Praxis und Theorie (8. Auflage), Resch-Verlag, Gräfelfing/München, 1999
20.
Zurück zum Zitat Lehmann, H.: Dampferzeugerpraxis – Grundlagen und Betrieb, Resch-Verlag, Gräfelfing/München, 1994 Lehmann, H.: Dampferzeugerpraxis – Grundlagen und Betrieb, Resch-Verlag, Gräfelfing/München, 1994
21.
Zurück zum Zitat Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.: Energiebereitstellung aus Stroh und Waldrestholz, BWK Bd. 60 (5/2008); S. 56–62 Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.: Energiebereitstellung aus Stroh und Waldrestholz, BWK Bd. 60 (5/2008); S. 56–62
22.
Zurück zum Zitat Gaderer, M.; Kunde, R.; Spliehoff, H.: Systemuntersuchung an Heizungsanlagen – Holzpellets, Heizöl-Brennwert- und Erdgas-Brennwertkessel im Vergleich; BWK Bd. 59 (12/2007), S. 39–46 Gaderer, M.; Kunde, R.; Spliehoff, H.: Systemuntersuchung an Heizungsanlagen – Holzpellets, Heizöl-Brennwert- und Erdgas-Brennwertkessel im Vergleich; BWK Bd. 59 (12/2007), S. 39–46
23.
Zurück zum Zitat Senger, W.: IUTA-Kombi-Vergaser – Energiebündel Holz, Umwelt 6/2001, S. 34–36 Senger, W.: IUTA-Kombi-Vergaser – Energiebündel Holz, Umwelt 6/2001, S. 34–36
24.
Zurück zum Zitat Hiller, A.: Beiträge zur energetischen Nutzung von Biomasse in zirkulierende Wirbelschicht-Anlagen mit Festbettvergasung, Dissertation TU Dresden, 2004 Hiller, A.: Beiträge zur energetischen Nutzung von Biomasse in zirkulierende Wirbelschicht-Anlagen mit Festbettvergasung, Dissertation TU Dresden, 2004
25.
Zurück zum Zitat Hertwig, K.; Martens, L.: Chemische Verfahrenstechnik – Berechnung, Auslegung und Betrieb chemischer Reaktoren, Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, München, 2007 Hertwig, K.; Martens, L.: Chemische Verfahrenstechnik – Berechnung, Auslegung und Betrieb chemischer Reaktoren, Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, München, 2007
Metadaten
Titel
Biomasse
verfasst von
Holger Watter
Copyright-Jahr
2015
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-09638-0_7