Yildiz, Coskun (2024)
Untersuchung der Freisetzung von Schwefel-, Chlor- und Stickstoffverbindungen bei der Oxyfuel-Verbrennung von Biomasse.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00028018
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version
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Untersuchung der Freisetzung von Schwefel-, Chlor- und Stickstoffverbindungen bei der Oxyfuel-Verbrennung von Biomasse.pdf Copyright Information: CC BY 4.0 International - Creative Commons, Attribution. Download (9MB) |
Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Untersuchung der Freisetzung von Schwefel-, Chlor- und Stickstoffverbindungen bei der Oxyfuel-Verbrennung von Biomasse | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Epple, Prof. Dr. Bernd ; Scherer, Prof. Dr. Viktor | ||||
Date: | 2 September 2024 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Collation: | xvii, 128 Seiten | ||||
Date of oral examination: | 25 June 2024 | ||||
DOI: | 10.26083/tuprints-00028018 | ||||
Abstract: | Im Rahmen des Pariser Klimaabkommens von 2015 hat sich die internationale Staatengemeinschaft dazu verpflichtet, die globale Erwärmung auf maximal 1,5 °C zu begrenzen. Diesbezüglich wurde eine sektorübergreifende Reduktion der anthropogenen Treibhausgasemissionen vereinbart. Die Abscheidung und anschließende Nutzung und Speicherung von Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus Kraftwerksabgasen ermöglicht die Reduktion von Emissionen (CCUS – Carbon Capture, Utilisation and Storage). Durch den Einsatz von Biomasse als Brennstoff können negative CO₂-Emissionen erreicht werden. Der Oxyfuel-Prozess stellt eine potenzielle CCUS-Technologie dar. Durch die Verbrennung in einer CO₂-reichen Atmosphäre ergeben sich zahlreiche Änderungen im Verbrennungsverhalten und somit in den Schadstoffemissionen. In der vorliegenden Dissertation wurde der Einfluss der Oxyfuel-Verbrennung auf die Freisetzung von Schwefel-, Chlor- und Stickstoffverbindungen aus verschiedenen pflanzlichen Biomassen experimentell untersucht. Dazu wurden Experimente mit einer thermogravimetrischen Analyse (TGA) und einem Flugstromreaktor (FSR) durchgeführt. Mittels der TGA konnten die Freisetzungsschritte bei der thermochemischen Umwandlung des in der Biomasse gebundenen Schwefels, Chlors und Stickstoffs getrennt voneinander beobachtet werden. Die Schwefel- und Stickstoff-Emissionen konnte auf die Zersetzung der im Brennstoff enthaltenen Proteine zurückgeführt werden, die bei unterschiedlichen Temperaturen zerfallen. Die Untersuchungen zeigten die Bildung von Chlormethan (CH₃Cl) und Chlorethan (C₂H₅Cl) neben der Freisetzung von Chlorwasserstoff (HCl). Mit dem FSR wurden Untersuchungen mit hohen Partikelaufheizraten durchgeführt, welche realen Großfeuerungsanlagen nahe kommen. Die Experimente wurden in unterschiedlichen Atmosphären (N₂, CO₂, O₂/N₂, O₂/CO₂) durchgeführt, um die Schadstofffreisetzung während der Entgasung und der Verbrennung des Brennstoffes zu untersuchen. Reaktortemperatur, Verbrennungsstöchiometrie und Verweilzeit wurden variiert, um den Einfluss der Parameter auf die Schadstofffreisetzung zu bestimmen. Mit steigender Temperatur wurden weniger Schadstoffe in der N₂- und CO₂-Umgebung emittiert. Eine CO₂-Umgebung hemmte die Bildung von Schwefeldioxid (SO₂) und förderte die von Carbonylsulfid (COS). Bei der konventionellen und der Oxyfuel-Verbrennung wurden geringere Mengen an Schwefel und Chlor emittiert als in der N₂- und CO₂-Atmosphäre. Bei überstöchiometrischen Bedingungen wurden bei der Oxyfuel-Verbrennung 52 % des im Brennstoff enthaltenen Stickstoffs in der Gasphase als Stickstoffmonoxid (NO) nachgewiesen. |
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Alternative Abstract: |
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Status: | Publisher's Version | ||||
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-280182 | ||||
Classification DDC: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering | ||||
Divisions: | 16 Department of Mechanical Engineering > Institut für Energiesysteme und Energietechnik (EST) | ||||
Date Deposited: | 02 Sep 2024 09:18 | ||||
Last Modified: | 03 Sep 2024 05:48 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/28018 | ||||
PPN: | 52103776X | ||||
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