Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

6 Ergebnisse der Versuche zu Glucose in unter- und überkritischem Wasser
Es konnte jedoch keine Verbesserung gegenüber dem einfachen Ansatz einer Reaktion erster
Ordnung erreicht werden.
Insgesamt weisen die in Tabelle 6.2 zusammengestellten kinetischen Daten aus der Literatur
starke Schwankungen bezüglich der Aktivierungsenergie auf. Die von Skaates et al. und aus
Messdaten von Kabyemela et al. bestimmten Aktivierungsenergien stehen in guter Über-
einstimmung mit dem eigenen Wert von 130 kJ mol -1 . In der Literatur beschriebene Experi-
mente wurden bei unterschiedlichen Temperaturen, Drücken, Verweilzeiten und Eduktkon-
zentrationen 25 durchgeführt. Hier könnten jeweils unterschiedliche Abbaumechanismen bzw.
Reaktionswege wirken. Zudem können gemäß Kapitel 4.1 durch die unterschiedlichen
Reaktortypen und Wandmaterialien (z. B. Lee et al. Hastelloy C-276 und Kabyemela et al.
Edelstahl) Abweichungen auftreten.
Tabelle 6.2: Kinetische Literaturdaten des Glucoseabbaus in heißem Hochdruckwasser [Kab-1997a, Lee-
2002, Ols-1967, Ska-1981]. n(Gluc) = Ordnung bezüglich Glucose, k.A. = keine Angaben, * = eine
Auswertung der Daten in [Kab-1997a] ergibt die angegebenen Werte für präexponentiellen Faktor k0 und
Aktivierungsenergie EA, Kabyemela et al. selbst geben hiervon abweichend eine Aktivierungsenergie von
96 kJ mol -1 an.
T / °C p / MPa O2 n(Gluc) k0 EA / kJ mol -1
Olson 110-140 2 ja 1,5 k.A. 112
Skaates et al. 180-260 3-10 ja 1 k.A. 130
Kabyemela et al.* 300-400 25-30 nein 1 6,6 · 10 10 s -1 123
Lee et al. 480-700 28 nein 1 1,2 · 10 3 s -1 68
6.4.2 Sauerstoffverbrauch
Als Maß für die Geschwindigkeit der deutlich langsameren Oxidation kann der Umsatz an
Sauerstoff bzw. dessen Konzentrationsverlauf mit Verweilzeit und Temperatur kinetisch
ausgewertet werden. Da Glucose überwiegend hydrothermal abgebaut wird und somit
Sauerstoff erst mit den hydrothermalen Abbauprodukten reagiert, sollte die Oxidations-
reaktion unabhängig von der Glucosekonzentration sein. Das Reaktionsnetzwerk der Abbau-
produkte mit Sauerstoff wird durch das stark vereinfachte Schema (6.6) abgebildet. ZP steht
für alle gebildeten Zwischenprodukte auf dem Weg von Glucose zu CO2 und H2O. Da die
25 So wurden z. B. von Lee et al. im Vergleich zu eigenen Experimenten 30-mal höhere Eduktkonzentrationen
eingesetzt.
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