Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

Anhang
Aus der Fließkurve eines Klärschlamms mit 7 % (g g -1 ) Feststoffanteil bei 20 °C erhält man
eine repräsentative Viskosität von 95 mPa s [Pro-1997]. Für einen Schlamm mit 10 % (g g -1 )
Feststoffanteil erhält man mit den Formeln (12.60) und (12.61) 850 mPa s [Bau-2004, Pro-
1997]. Dabei wurde τ1 aus Graphen von Baudez et al. mit 17 Pa abgeschätzt [Bau-2004].
mit � = Schubspannung in Pa
� 1 = erste kritische Schubspannung in Pa
� r = repräsentative Viskosität in Pa s
0,55 0,45
� = �1�1,56� 1 ˙�r
� r = �
˙� r
(12.60)
(12.61)
Konservativ wird der hochviskose Schlamm mit 10 % Feststoffanteil weiter betrachtet. Die
Viskosität ist gegenüber Wasser (1,1 mPa s bei 20 °C und 50 MPa) um den Faktor 770 erhöht.
Nun ist im Wärmetauscher mit zunehmender Temperatur mit einer Abreaktion des
organischen Feststoffs zu löslichen Substanzen zu rechnen. Die Viskosität sollte mit
steigender Temperatur daher abnehmen. Vereinfacht wird das Fluid bis zu einer bestimmten
Temperatur als hochviskos betrachtet und über dieser Temperatur als wässrige Lösung mit der
Viskosität von reinem Wasser. Wie in Kapitel 8.1 gezeigt, reagiert Cellulose schon vor
Erreichen von 420 °C weitgehend ab. Nach Angaben der Firma Lurgi AG beträgt der
Druckverlust im Rohrbündel bis zu dem Rohrabschnitt mit 300 °C 25 mbar und bis 400 °C
42 mbar [Lur-2005]. Multiplikation mit dem Faktor 770 ergibt 19 bis 32 bar Druckverlust für
einen Betrieb des konventionellen Wärmetauchers mit schlammigen Zulauf. Der Druckverlust
über den verbleibenden Teil des Rohrbündels (Näherung: Viskosität von Wasser) beträgt nur
0,1 bar und wird vernachlässigt.
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