Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4.4 Reaktionen von Abbauprodukten
Von Hirth und Franck bestimmte Werte der Gleichgewichtskonstanten bei 500 - 600 °C und
40 MPa in Tabelle 4.3 zeigen bei Temperatur- oder Druckerhöhung eine Gleichgewichtsver-
lagerung zu den Edukten CO und Wasser [Hir-1993]. Gemäß eigener Abschätzungen (vgl.
Anhang B) sollte aufgrund der hohen Wasserkonzentration bei Reaktionen in unter- und über-
kritischem Wasser dennoch im Gleichgewicht überwiegend CO2 und H2 und nur wenig CO
vorliegen.
Tabelle 4.3: Auf Aktivitäten bezogene Gleichgewichtskonstanten Ka der Konvertierungsreaktion bei
500 - 600 °C und 40 MPa in überkritischem Wasser von Hirth und Franck [Hir-1993]. Zum Vergleich sind
Werte bei Standarddruck 0,1 MPa angegeben .
T /
°C
p /
MPa
Ka
500 40 2,75
600 40 0,69
500 0,1 4,91
600 0,1 2,55
Eine Produktzusammensetzung gemäß der Gleichgewichtskonstanten ergibt sich aber nur bei
entsprechend langen Reaktionszeiten und kann als maximal erreichbare Grenzzusammen-
setzung betrachtet werden. Bei kürzeren Reaktionszeiten werden geringere Produktkonzen-
trationen erreicht. Die Konvertierungsreaktion verläuft bei Temperaturen nahe der kritischen
Temperatur von Wasser relativ langsam. So wurden bei Untersuchungen von Sato et al. in
überkritischem Wasser bei 380 °C, 27 MPa und x0,CO = 3 % (mol mol -1 ) nach 280 s Verweilzeit
nur 4 % des Edukts CO umgesetzt [Sat-2004b]. Wie in Tabelle 4.4 zu sehen, wurden selbst
bei Temperaturerhöhung auf 420 °C und sonst ähnlichen Bedingungen nur 11 % CO-Umsatz
erreicht.
Tabelle 4.4: Von Sato et al. in überkritischem Wasser gemessene Umsätze von x0,CO = 3 % (mol mol -1 ) CO
[Sat-2004b].
T /
p /
τ /
U /
°C
MPa
s
% (mol mol-1 )
380 27 280 3,8
380 27 410 6,0
400 25 130 3,6
400 25 290 6,5
420 25 130 5,9
420 25 290 11
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