Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

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4 Stand der Forschung: Biomasse in unter- und überkritischem Wasser des Glucoseabbaus für Verweilzeiten ≤ 5 s konnte gut durch eine Reaktion erster Ordnung bezüglich der Glucose dargestellt werden. Als Widerspruch zu dieser Annahme eines geringen Konzentrationseinflusses ergaben sich allerdings für Experimente mit unterschiedlichem Sauerstoffgehalt unterschiedliche präexponentionelle Faktoren, was doch auf einen Einfluss der Sauerstoffkonzentration hindeutet. 4.2.2 Zugabe von Säuren, Laugen und Salzen In Anwesenheit von Salzen sind bisher keine Untersuchungen bezüglich eines oxidativen Ab- baus von Glucose in unter- oder überkritischem Wasser bekannt. Zusatz von Essigsäure ergab bei 200 - 230 °C, 1,5 - 2,8 MPa Gesamtdruck, 2,3 MPa Sauerstoffpartialdruck, c0(Glucose) = 0,08 mol L -1 und c0(CH3COOH) = 0,03 mol L -1 nur einen leichten Anstieg der Reaktions- geschwindigkeit des nassoxidativen Abbaus von Glucose [Ska-1981]. Basenzugabe in Form von NaOH erniedrigte bei 400 °C, 27,6 MPa und 13 s Verweilzeit (c0(Glucose) = 0,05 mol L -1 , c0(NaOH) = 0,13 mol L -1 und H2O2-Zugabe entsprechend 25 % des stöchiometrischen Sauerstoffbedarfs) nach Calvo und Vallejo die C-Vergasungseffizienz von 98 auf 39 % und erhöhte die auf Kohlenstoff bezogenen Ausbeuten an Essig-, Ameisen-, und Glykolsäure entsprechend Tabelle 4.1 um den Faktor 4 - 10 [Cal-2002]. Allerdings leidet aufgrund verschiedener Verweilzeiten von 13 s und 43 s die Vergleichbarkeit der Messungen mit und ohne NaOH. Die gefundenen höheren Säureausbeuten und geringere Vergasungs- effizienz könnten sich auch über die kürzere Verweilzeit erklären. Eine Temperatur- erniedrigung auf 250 °C bei gleichzeitiger (durch konstanten Massenfluss bedingter) Verweil- zeitverlängerung erniedrigte die C-Vergasungseffizienz und erhöhte im Gegenzug die Ausbeuten an Ameisen- und Glykolsäure. 44 Tabelle 4.1: Von Calvo und Vallejo in unter- und überkritischem Wasser bei 27,6 MPa mit unterstöchiometrischem Sauerstoffzusatz gemessene C-Vergasungseffizienz VE und auf Kohlenstoff bezogene Säureausbeuten AC der Oxidation von Glucose mit und ohne Basenzusatz [Cal-2002]. T / τ / NaOH VE / °C s Zugabe % (mol mol-1 AC(Essigsäure) / ) % (mol mol-1 AC(Ameisensäure) / ) % (mol mol-1 AC(Glykolsäure) / ) % (mol mol-1 ) 250 56 + 12 17 38 22 350 47 + 32 19 21 19 400 13 + 39 17 5 13 400 43 - 98 2 1 3
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A C (Milchsäure) / % (mol mol -1 )
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6.2.1 Temperatur- und Verweilzeitei
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A C / % (mol mol -1 ) A C / % (mol
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6.2 Oxidativer Abbau von Glucose di
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6.2 Oxidativer Abbau von Glucose Te
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6.2.4 Salzeinfluss von Zinksulfat 6
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6.3 Mechanistische Überlegungen Hy
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6.3 Mechanistische Überlegungen Gl
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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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9.2 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 Kin
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10 Zusammenfassung und Ausblick sä
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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 [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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