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000753270 245__ $$aChar combustion kinetics using a micro fluidized bed reactor$$cBenjamin Maximilian Gövert$$honline
000753270 246_3 $$aKoksabbrandkinetik mittels eines kompakten Wirbelschichtreaktors$$yGerman
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000753270 500__ $$aVeröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2019
000753270 502__ $$aDissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2018$$bDissertation$$cRheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen$$d2018$$gFak04$$o2018-10-26
000753270 5203_ $$aDie Verbrennung von Koks aus natriumarmer rheinischer Braunkohle in synthetischer Luft (N2/O2) und Oxyfuel-Atmosphäre (CO2/O2) wird experimentell und mittels eines 1D-Modells untersucht. Verbrennungsexperimente werden in einem extern beheizten, kompakten Wirbelschichtreaktor (mFBR) im Temperaturbereich von 773 - 1123K mit 25 vol.−% Sauerstoff durchgeführt. Bei 873K wird der Sauerstoffanteil zwischen 15 - 30 vol.−% variiert. Abhängig von der Streuung der Ergebnisse werden 5 - 50 Wiederholungen durchgeführt, in Summe erfolgen 556 Experimente. Die Konzentrationen der Reaktionsprodukte CO2 und CO werden ex situ mittels Fourier-Transform Infrarot (FTIR) Spektrometrie zeitaufgelöst mit bis zu 10 Hz erfasst. Mit diesen Konzentrationen, ergänzt um Daten zu Gasmassenströmen und Probenmassen, wird eine Kohlenstoffbilanz um den Reaktor aufgestellt. Daraus werden für jedes Experiment Kohlenstoffumsatzrate dX/dt(t) und dimensionsloser Umsatz X(t) berechnet. Die Modellierung der Koksverbrennung erfolgt auf Basis des Carbon Burnout Kinetic Modells Version 8 (CBK8) von Hurt et al. [1998], welches für die Randbedingungen in der Wirbelschicht angepasst wird. Mittels des neuen Modells, genannt CBK/FB, werden verschiedene Korrelationen für den Wärme- und Stoffübergang, sowie für die Wärmekapazität des Brennstoffs und das CO/CO2-Verhältnis bei der Verbrennung verglichen. Für die best-fit Kombination aus Wärme- und Stoffübergangskorrelation wird die Kinetik des CBK/FB-Modells für Experimente in Luft bestimmt. Die resultierenden Kinetikparameter sind plausibel und gut vergleichbar zu Werten aus der Literatur. Insgesamt sagt das CBK/FB-Modell den Kohlenstoffumsatz in Luft mit guter Genauigkeit vorher. Ein Test des Modells an den experimentellen Ergebnissen in Oxyfuel-Atmosphäre zeigt keine systematischen Abweichungen auf.$$lger
000753270 520__ $$aThe char combustion kinetics of low sodium Rhenish lignite (RB) in synthetic air (N2/O2) and oxyfuel atmosphere (CO2/O2) are investigated experimentally and using a 1D modeling approach. Combustion experiments are carried out in an externally heated micro fluidized bed reactor (mFBR) at temperatures of 773 - 1123K with 25 vol% oxygen. At 873K, the oxygen volume fraction is varied from 15 - 30 vol%. Depending on the reaction rate variance, experiments are repeated 5 - 50 times, resulting in a total of 556 data sets. Time-resolved gas analysis (≤10 Hz) of the reaction products CO2 and CO is performed ex situ with a Fourier-transform infrared (FTIR) spectrometer. Combined with information on the gas mass flow and fuel sample mass per batch, a carbon balance is closed around the reactor. Using this balance, the time-resolved carbon conversion rate dX/dt(t) and total conversion X(t) are computed for each experiment. Modeling of char combustion is done based on the Carbon Burnout Kinetic model version 8 (CBK8) by Hurt et al. [1998], adapted to fluidized bed combustion conditions. Using the adapted model, named CBK/FB, different correlations for fluidized bed heat- and mass transfer, as well as fuel heat capacity and CO/CO2 production ratio at the particle are compared. Using the best-fit combination of heat and mass transfer sub-models, the char kinetic parameters of the CBK/FB model are determined for experiments conducted in synthetic air. The resulting kinetic parameters are plausible and compare favorably to results from literature. Overall, the adapted model predicts carbon conversion times with good precision in synthetic air. A test of the model against experiments in oxyfuel atmosphere does not reveal any systematic deviation.$$leng
000753270 536__ $$0G:(GEPRIS)240954932$$aDFG project 240954932 - Experimentelle Untersuchung von Pyrolyse- und Koksumsatzkinetiken in einem „Well-Stirred-Reactor“ unter atmosphärischen und druckbeaufschlagten Bedingungen (A01) (240954932)$$c240954932$$x0
000753270 536__ $$0G:(GEPRIS)215035359$$aDFG project 215035359 - TRR 129: Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre (215035359)$$c215035359$$x1
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