Wirbelschicht-Materialentwicklung
Wirbelschicht(WS)-Reaktoren beinhalten eine Feststoffschüttung, die im Betrieb durch einen Gasstrom fluidisiert wird und sich dadurch ähnlich wie eine Flüssigkeit verhält. WS-Reaktoren zeichnen sich durch eine gute Durchmischung sowie hohe Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten aus. Das WS-Material kann nahezu inert sein, wie Quarzsand, oder aktiv z. B. durch CO2-Absorption oder katalytische Aktivität in den Prozess eingreifen. Die Arbeiten zur Materialentwicklung konzentrieren sich hauptsächlich auf den Bereich der Biomassevergasung.
Langfristiges Ziel der Materialentwicklung für WS-Reaktoren ist es, ein kostengünstiges, reaktives Bettmaterial für Vergasungsanlagen zur Verfügung zu stellen. Als Ausgangsmaterial dient hierbei Karbonatgestein mit weltweiten Vorkommen. Besonders in Baden-Württemberg stehen Karbonatgesteine in einer großen Bandbreite unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften zur Verfügung.
- Thermogravimetrische Analyse (TGA)
Um aus der Vielzahl verfügbarer Karbonatgesteine und daraus hergestellter Produkte geeignete Materialien zu identifizieren, wurden Auswahlkriterien festgelegt und Testprozeduren entwickelt. Zur Beurteilung der mechanischen Stabilität wird ein Mahltest verwendet, der es erlaubt verschiedene Materialien untereinander und mit bekannten Referenzen zu vergleichen. Die chemische Reaktivität (CO2-Aufnahmekapazität und Geschwindigkeit) wird mittels Thermogravimetrischer Analyse bestimmt. Für spezielle Fragestellungen wie Alterung, Reaktivierung und katalytische Aktivität werden weitere Laborreaktoren (Festbett und Wirbelschicht) eingesetzt. Damit stehen Methoden zur Verfügung, um einerseits Materialien auf ihre Eignung für den AER-Biomassevergasungsprozess zu charakterisieren und andererseits geeignete Bettmaterialien für andere Anwendungen und Prozesse zu entwickeln.
