Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

6.4 Kinetik der Reaktionen von Glucose
Ordnung 4, eine Aktivierungsenergie von -8,1 kJ mol -1 und ein präexponentieller Faktor von
3,14 · 10 -8 s -1 . Die negative Aktivierungsenergie im oberen Temperaturbereich drückt die
gemessene Verbesserung der Kohlenstoffbilanz mit steigender Temperatur ab 370 °C aus.
X C / % (mol mol -1 )
100
80
60
40
Abb. 6.49: Gemessene (Symbole) und mit Modell (6.3) berechnete (Linien) Kohlenstoffbilanzen bei 24 MPa
(T < 374 °C) / 34 MPa (T > 374 °C) und wGluc,0 = 0,3 % (g g -1 ). T < 374 °C: durchgezogene Linien und
T > 374 °C: gepunktete Linie. Zur Übersichtlichkeit sind nur ausgewählte Temperaturen dargestellt. Die
Modellanpassung erfolgte für alle gemessenen Temperaturen 250 - 420 °C.
Die ermittelten Parameter Reaktionsordnung, Aktivierungsenergie und präexponentieller
Faktor haben keinerlei anschaulichen Hintergrund und dienen lediglich dazu, die gemessenen
Verluste in der Kohlenstoffbilanz mit Verweilzeit und Temperatur mathematisch in eine
Berechnungsformel zu fassen. Wie in Abb. 6.49 verdeutlicht, gelingt dies bei höheren
Temperaturen nur schlecht. Da es sich aber nur um eine Abschätzung handelt, ist die erzielte
Genauigkeit durchaus ausreichend.
T = 250 °C T = 350 °C
20
T = 300 °C T = 420 °C
0 5 10 15 20 25 30 35 40
6.4.4 Bildung von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid
Nach Untersuchungen von Holgate et al. (siehe Kapitel 4.4.2) sollte die Oxidation von CO in
überkritischem Wasser so langsam verlaufen, dass sie bei den Versuchen zur Oxidation von
Glucose zu vernachlässigen ist [Hol-1992]. Bei 420 - 480 °C, 24,6 MPa und 6 - 9 s, also
Verweilzeiten und Temperaturen ähnlich den in dieser Arbeit vermessenen, fanden Holgate et
al. unter stöchiometrischer Sauerstoffzufuhr (bezüglich einer Oxidation zu CO2) Umsätze an
τ / s
125