Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

5 Experimenteller Teil
(Doppelrohrwärmetauscher mit von Feedlösung durchströmtem Volumen 16 von 2,2 cm³) mit
Marlotherm SH, einem Wärmeträgeröl, vorgeheizt. Das Wärmeträgeröl wird bis maximal
300 °C in einem externen Thermostat mit elektrischer Heizung aufgeheizt. Als Reaktor dient
ein Rohr aus Edelstahl 1.4401 mit einem Volumen von 2,1 cm³, welches elektrisch über einen
Aluminiumblock beheizt wird. Die Temperatursensoren zur Regelung der Betriebstemperatur
befinden sich nicht direkt im Reaktionsmedium, sondern im umgebenden Aluminiumblock.
Direkt nach dem Verlassen des Reaktors wird das Reaktionsmedium in einem mit Brauch-
wasser (T ≈ 15 °C) betriebenen Doppelrohrwärmetauscher abgekühlt. Der Druck wird über
ein Überströmventil geregelt. Nach dem Entspannen des Reaktionsmediums kann mit Hilfe
eines Drei-Wege-Hahns zwischen Probe- und Abfallbehälter umgeschaltet werden. Die
verwendete Apparatur lässt Temperaturen bis 450 °C (im Aluminiumblock), Drücke bis
35 MPa und Reaktor-Verweilzeiten zwischen 10 und 130 s zu.
Eine detaillierte Darstellung der Strömungsrohranlage und ihrer Komponenten findet sich in
[Ott-2005]. Die Versuchsdurchführung an der Strömungsrohranlage ist im Anhang A
beschrieben.
5.1.2 Differentialkreislaufreaktoranlage
Eine bereits vorhandene computergesteuerte, kontinuierliche Versuchsanlage für Experimente
in heißem Hochdruckwasser bis 480 °C und 35 MPa bei Verweilzeiten 17 von 2 - 40 s wurde
für Oxidationsuntersuchungen von Glucose und Aminosäuren modifiziert. Als Oxidations-
mittel wurde molekularer Sauerstoff durch eine Wasserstoffperoxidlösung bereitgestellt,
welche sich unter Betriebsdruck in einer Vorheizung zu Sauerstoff und Wasser zersetzt. Das
ursprüngliche Anlagenkonzept sah ein Vorheizen des organischen Eduktstroms und der
Wasserstoffperoxidlösung auf die gleiche Temperatur vor, was bei Glucose und Aminosäuren
zu einer starken hydrothermalen Abreaktion noch vor Erreichen des Reaktors führen würde.
Dem wurde durch direktes Eindosieren der kalten bzw. ungeheizten organischen Feedlösung
in den überhitzten Sauerstoff/Wasser-Strom begegnet. Messungen im überkritischen Bereich
16 Vorheizung, Reaktor und Innenrohr des Kühlers sind aus Edelstahl-Rohren mit 2 mm Innendurchmesser
gefertigt.
17 Je nach durch Druck und Temperatur vorgegebener Dichte des Reaktionsmediums Wasser ergeben sich unterschiedliche
Verweilzeiten.
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