Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

6.4 Kinetik der Reaktionen von Glucose
Zwischenprodukte aus einer Vielzahl von C6- bis C1-Körpern mit sich im Laufe der Reaktion
verändernden Einzelkonzentrationen bestehen, ist eine sinnvolle globale Konzentrations-
angabe cZP schwierig festzulegen. In Kapitel 6.4.4 wird dies für die Bildung von CO und CO2
dennoch versucht. Als oxidierte Produkte wurden im Experiment Bernsteinsäure, Glykol-
säure, Ameisensäure, CO und CO2 gefunden. Für eine globale Beschreibung der gemessenen
Sauerstoffumsätze reicht schon ein einfacher kinetischer Ansatz nach Gleichung (6.7) aus.
Dieses Modell mit Ordnung Null bezüglich der Zwischenproduktkonzentration ergab mit den
experimentellen Daten bei den unterschiedlichen Temperaturen für die Reaktionsordnung
bezüglich der Sauerstoffkonzentration den Wert 2.
c O2,0−c O2
�
n 2
= k 2c O2
(6.6)
(6.7)
In der Arrheniusauftragung (siehe Anhang F) zeigt sich von 300 - 400 °C ein linearer Verlauf
der ln k-Werte mit einer Aktivierungsenergie von 144 kJ mol -1 und einem präexpo-
nentiellen Faktor von 1,91 · 10 12 L mol -1 s -1 . Mit diesen Werten kann auch von Modell (6.7)
korrekt wiedergegeben werden, dass bei 250 °C und 9 s nur geringer Sauerstoffumsatz < 1 %
auftrat. In Abb. 6.47 und 6.48 ist die gute Übereinstimmung zwischen experimentellen und
berechneten Sauerstoffumsätzen verdeutlicht. Bei höheren Temperaturen von 400 - 480 °C
konnten im Arrheniusplot ln k-Werte nur schlecht durch eine Gerade wiedergegeben werden.
Entweder kann hier das komplexe Reaktionsnetzwerk nur ungenau durch ein einfaches global-
kinetisches Modell beschrieben werden oder die in Kapitel 6.2 geschilderten Betriebs-
schwankungen bei Messungen im überkritischen Bereich schlagen sich in stark streuenden
Geschwindigkeitskonstanten nieder. Im Sinne eines Mechanismuswechsels ergibt sich bei
400 - 480 °C eine Aktivierungsenergie von 276 kJ mol -1 und ein präexponentieller Faktor von
2,19 · 10 22 L mol -1 s -1 .
ZP + O 2
k 2
oxidierte
Produkte
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