Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4.1 Zersetzung von Glucose in Abwesenheit von Sauerstoff
Ausbeute und senkte sie bei 275 °C. Basenzugabe erhöhte ebenfalls den Glucoseumsatz, ver-
ringerte die Ausbeute an Furanderivaten und bildete Milchsäure via β-Eliminierung, Benzil-
säure-Umlagerung und Retro-Aldolreaktion als Hauptprodukt.
Da Biomasse auch Kaliumsalze enthält, wurde von Kruse und Mitarbeitern die Vergasung von
Glucose und anderen Modellsubstanzen bei 400 - 600 °C und 20 - 45 MPa unter Zusatz von
KOH und K2CO3 untersucht [Kru-1999, Sch-2000, Sin-2003]. Es konnte eine Verbesserung
der Vergasungseffizienz im Sinne von vermehrter Gasbildung und verringerter Teer- und
Koksbildung beobachtet werden. Des Weiteren wurde ein katalytischer Einfluss dieser Salze
auf die Gaszusammensetzung festgestellt: die Volumenanteile an H2, CO2 und CH4 nahmen
deutlich zu, die von CO entsprechend ab. Erklärt wurde dies über die Bildung eines Kalium-
formiat-Intermediats, welches die Konvertierungsreaktion (4.1) begünstigt. Als typisches
Produktgas ergab sich bei der Vergasung einer 0,2 molaren Glucoselösung mit 1,8 mmol L -1
KOH bei 600 °C, 25 MPa und Verweilzeiten von 30 - 120 s ein Gas mit 60 % (L L -1 ) H2,
32 % (L L -1 ) CO2 und 3 % (L L -1 ) Methan, geringen Mengen (jeweils < 1 % (L L -1 )) von CO,
C2H4 und Spuren anderer C2 - C4-Kohlenwasserstoffe. Als flüssige Reaktionsprodukte des
Glucoseabbaus wurden Furfural, Methylfurfural, 5-HMF, Phenolderivate, Essigsäure,
Ameisensäure, Lävulinsäure und Acetaldehyd gefunden. Eine Erhöhung des Drucks be-
günstigte die Bildung von CH4 auf Kosten des H2-Gasanteils, wohingegen eine Erhöhung der
Glucosekonzentration auf 0,6 mol L -1 zu vermehrter Teer- und Koksbildung und einer
drastischen Abnahme der gebildeten Gasmenge führte. Insgesamt wurde festgestellt, dass der
Reaktionsweg und die Reaktionsprodukte des Abbaus von Biomasse in überkritischem
Wasser neben der Reaktionstemperatur und dem Druck auch stark von einem eventuell
zugesetzten Katalysator wie Kaliumsalzen bzw. der Zusammensetzung der eingesetzten
Biomasse bezüglich anorganischer Salze abhängen.
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