Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

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3 Theoretischer Teil Abb. 3.4: Vergleich der Reaktionsraten des oxidativen Abbaus von NH3, CH4, H2, CO, Essigsäure und Glucose [Tes-1999]. τreaction entspricht der Reaktionszeit, in der die Ausgangskonzentration auf e -1 bzw. 37 % ihres Ausgangswertes gesunken ist. 16
3.3 Biomasse Allgemeines 3.3 Biomasse Nach Kaltschmitt werden unter dem Begriff Biomasse sämtliche Stoffe organischer Herkunft verstanden [Kal-2001]: „Biomasse beinhaltet (...) die in der Natur lebende Phyto- und Zoomasse (Pflanzen und Tiere), die daraus resultierenden Rückstände (z. B. tierische Exkremente), abgestorbene (aber noch nicht fossile) Phyto- und Zoomasse (z. B. Stroh) und im weiteren Sinne alle Stoffe, die (...) durch eine technische Umwandlung oder stoffliche Nutzung entstanden sind bzw. anfallen...“ Der als Energieträger einsetzbare Teil der Biomasse umspannt damit einen sehr weiten Bereich unterschiedlicher Substanzen: angefangen von Holz, über spezielle Energiepflanzen wie Chinaschilf (Miscanthus), Raps, Getreide, Zuckerrüben und Topinambur, Stroh und andere Erntereste der Landwirtschaft, Grasschnitt aus der Landschaftspflege, organische Abfälle aus Haushalten und Industrie, Schlachthofabfälle, Festmist und Gülle bis hin zu Klärschlamm und organisch belasteten Abwässern der Lebensmittelindustrie und Kommunen. Potenzial an feuchter Biomasse Pro Jahr wächst weltweit mit ca. 120 Mrd. t pflanzlicher Biomasse (bezogen auf die Trockenmasse TM) ein theoretisches Energiepotenzial von ca. 2900 EJ (Exa-Joule, 1 EJ = 10 18 J) heran [Kru-2006, Moh-2000]. Diese beeindruckende Energiemenge entspricht zur Zeit dem achtfachen jährlichen weltweiten (Primär-)Energieverbrauch von 360 EJ. Allerdings wird in der Diskussion um Biomasse oft vergessen, dass ein Großteil der Biomasse wegen technischer, ökologischer (z. B. Erhaltung des Humusgehalts im Boden, Pflanzen als Nahrung für Lebewesen 3 ) und struktureller Schranken (z. B. Vorkommen in unzugänglichen Regionen) nicht erschlossen werden kann. Diese Fehleinschätzung zieht sich sowohl durch populär- wissenschaftliche Publikationen als auch Fachvorträge, z. B. [Wüs-2004]. Je nach Studie wird das tatsächlich technisch nutzbare Potenzial auf 30 - 1100 EJ a -1 geschätzt [Hoo-2003]. Große Abweichungen ergeben sich vor allem durch unterschiedliche Annahmen in der verfügbaren Agrarfläche und der erreichbaren Energieausbeute beim Anbau schnellwachsender Energie- pflanzen wie Chinaschilf. Nach Berndes et al., Kaltschmitt und Mohr erscheint ein nutzbares Potenzial von 100 - 300 EJ a -1 realistisch [Ber-2003, Kal-2001, Moh-2000]. Somit ist abzu- 3 „...davon lebt alles, was kreucht und fleucht“ [Moh-2000]. 17
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6 Ergebnisse der Versuche zu Glucos
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6.1.1 Temperatur- und Verweilzeitei
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A C / % (mol mol -1 ) A C / % (mol
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A C / % (mol mol -1 ) A C / % (mol
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OH Xylose OH OH OH O OH + H + O OH
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H O 6.3 Mechanistische Überlegunge
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Zerfall Disproportionierung Rekombi
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6.3 Mechanistische Überlegungen Gl
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6.4 Kinetik der Reaktionen von Gluc
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c(CO 2 ) / mmol L -1 Abb. 6.50: Gem
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7 Ergebnisse der Versuche zu Aminos
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8 Simulation eines Rohrbündelwärm
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mit � = Dichte des Fluids als ρ
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V = Fluidvolumen im Rohrbündel / i
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8.1 Wärmetauscher mit reibungsfrei
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u / m s -1 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4
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8.2 Druckverlust über den Wärmeta
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8.3 Resümee Wärmetauscherdesign B
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8.3 Resümee Wärmetauscherdesign A
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9 Machbarkeitsbetrachtungen Zunäch
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9.1 Energetische Effizienz und Kost
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für flüssigen Sauerstoff und DKP
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9.2 Vergleich mit konventionellen E
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9.3 Feedanforderungen Für den Sond
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9.3 Feedanforderungen • organisch
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10 Zusammenfassung und Ausblick Als
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10 Zusammenfassung und Ausblick Ein
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Literatur [Ant-1990b] M. J. Antal,
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Literatur [Cal-1987] M. M. Caldeira
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Literatur [HEC-1974b] R. G. Bond, C
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Literatur [Kha-2004] M. S. Khan, S.
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Literatur [Mat-2005] Y. Matsumura,
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Literatur [Qui-2002] A. T. Quitain,
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Literatur [Spu-1993] J. H. Spurk, S
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12 Anhang A Hochdruckanlagen Versuc
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Anhang Versuchen ohne Sauerstoff wa
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Anhang Massenanteil w oder als Stof
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Anhang Dichten bei Reaktionsbedingu
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Abschätzung des Konvertierungsglei
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Anhang Damit lassen sich in Abhäng
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Anhang mischung und anschließendem
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Substanz 25 °C 35 °C 50 °C 58°C
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Anhang 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ppm Tabell
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Substanz NMR-Daten 1 H und 13 C Eth
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Anhang Des Weiteren konnte aufgrund
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Stoffmengenströme Stoffmengenströ
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Die Stoffmengenströme in der Flüs
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A C,i = z C,i⋅˙n i,aus z C,Edukt
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E Messwerte Anhang Es sind die Mitt
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Differentialkreislaufreaktoranlage:
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Anhang Tabelle 12.11: Versuchsdaten
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Anhang Gasanalytik vor. Zum anderen
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Oxidation von Glycin in heißem Hoc
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F Reaktionskinetik Vergleich der Ve
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Modellierung des Sauerstoffverbrauc
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Modellierung des hydrothermalen Abb
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Energiebilanz: [War-1997] ∂��
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zw. wobei wegen �u ∂ h ∂ x
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Anhang Auch wenn die dargestellten
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Wärmetauscher Machbarkeit Anhang B
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Integrierter Apparat (Wärmetausch
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H Kostenberechnung Anhang Die Koste
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Anhang Damit erhält man für Appar
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Exemplarische Berechnung der Entsor
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Anhang Tabelle 12.41: Energiekosten
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Anhang rechnet sich das SCWO-Verfah
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J Funktionscode kinetische Presto-M
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Kontrollstrom keiner Volumenkontrak
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K Programmcode Wärmetauscher-Model
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(* Tabellenausgabe *) xdata = Flatt
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(* Dichte (abhängig von temp in K)
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Dirk Klingler Holzhofallee 1a 64283
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