Untersuchungen zum Torrefizierungsverhalten von makroskopischen Einzelpartikeln

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Die Substitution fossiler Energieträger durch biogene Brennstoffe zur Reduzierung von CO₂-Emissionen in industriellen Feuerungen ist herausfordernd aufgrund der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Rohstoffe. Die Torrefizierung, ein thermisches Behandlungsverfahren in Form milder Pyrolyse, optimiert die Brennstoffeigenschaften. Für den Betrieb industrieller Torrefizierungssysteme sind definierte Prozesseinstellungen und Proben erforderlich, die die tatsächliche Beschaffenheit des Einsatzstoffes hinsichtlich Partikelgröße und -struktur widerspiegeln. Ein Versuchskonzept zur Identifizierung der dominierenden brennstoff- und prozessspezifischen Parameter basiert auf der Betrachtung einzelner makroskopischer Partikel. Das Messkonzept erlaubt einstellbare Reaktionsbedingungen in weiten Bereichen. Der Verlauf der Probenmasse während der Torrefizierung, abhängig von der Verweilzeit, zeigt einen charakteristischen Verlauf, der eine zeitliche Zuordnung der Phasen der Trocknung, Aufheizung und thermochemischen Umsetzung der Biomassekomponenten ermöglicht. Experimentelle Untersuchungen konzentrieren sich auf den Einfluss von Temperatur, Verweilzeit, Biomasseart, Partikelgröße, Wassergehalt und Sauerstoffkonzentration. Neben Holz, Halmgut und Früchten werden auch Reinstoffe untersucht, die Zellulose, Hemizellulose und Lignin repräsentieren. Ein etabliertes Modell wird erfolgreich zur Ermittlung von Globalkinetiken aus den experimente