Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4.1 Zersetzung von Glucose in Abwesenheit von Sauerstoff
finden sich in Vergasungsexperimenten neben den gasförmigen Wunschprodukten H2, CO,
CO2 und CH4 auch höhere Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Ethen, sowie teerartiges
Pyrolyseöl und bei niedrigen Temperaturen und Drücken oder hohen Eduktkonzentrationen
auch Pyrolysekoks [Ant-2000].
Ergibt sich aufgrund sehr hoher Glucosekonzentration auch bei Erreichen des Gleichgewichts
keine vollständige Vergasung, so tritt zur Gleichgewichtsberechnung das Boudouardgleich-
gewicht hinzu:
C + CO 2
∆ rΗ ο = +161 kJ mol -1 (4.4)
C steht in dieser Gleichung für in Verkokungsprozessen gebildeten Kohlenstoff.
Unter der Annahme der Einstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts kann über die
entsprechenden Gleichgewichtskonstanten ein Gleichungssystem aufgestellt werden, dessen
Lösung die Gaszusammensetzung bei einem bestimmten Druck, einer bestimmten Temperatur
und - im Falle vollständiger Vergasung - einer bestimmten Glucosekonzentration ergibt.
Steeper et al. merken hierzu allerdings an, dass bei hohem Druck die Nichtidealität des
überkritischen Wassers (und der beteiligten Gase) gegenüber der idealen Gasphasen-
berechnung die freien Reaktionsenthalpien und damit auch die Gleichgewichtskonstanten
(vergleiche Kapitel 4.5.2) beeinflussen kann [Ste-1997].
Einfluss der Eduktkonzentration
2 CO
Bei den Versuchen von Holgate et al. entstand ab 575 °C ein praktisch CO-freies Gas aus
hauptsächlich H2 und CO2. Im Gegensatz zu Experimenten von Yu et al. stimmte die Gas-
zusammensetzung damit gut mit thermodynamischen Gleichgewichtsberechnungen überein
[Hol-1995a, Yu-1993]. Dies wurde damit erklärt, dass die eingesetzten Glucosekonzen-
trationen von ca. 0,01 mol L -1 um den Faktor 0,1 kleiner als die von Yu et al. waren und schon
Yu et al. einen Einfluss der Glucosekonzentration auf die Vergasung festgestellt hatte. Die
Verläufe der von Yu et al. in Abb. 4.4 berechneten Gleichgewichtsausbeuten erschienen
aufgrund ihrer starken Konzentrationsabhängigkeit zunächst erstaunlich, konnten aber durch
eigene Gleichgewichtskalkulationen bestätigt werden.
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