Im Hinblick auf die neue Verordnung der Bundesregierung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung stellt sich die Frage, inwiefern anfallender Klärschlamm in Zukunft sinnvoll genutzt werden kann. Eine mögliche Methode zur Verwertung von Klärschlamm, bei gleichzeitiger Möglichkeit zur Rückgewinnung bzw. Freisetzung des Phosphors, ist die Flugstromvergasung bei hohen Temperaturen und unter stark reduzierenden Bedingungen. Zur Entwicklung solcher Flugstromprozesse ist Kenntnis über das Vergasungsverhalten der eingesetzten Brennstoffe nötig. Da in der Literatur wenig experimentelle Daten über die Kinetik von Klärschlämmen unter Flugstrombedingungen zu finden sind, wird im Rahmen dieser Arbeit eine umfangreiche Analyse des Vergasungsverhaltens eines kommunalen Klärschlammes präsentiert. Die vollständigen Analyseergebnisse werden zukünftig Teil einer bereits existierenden Brennstoffdatenbank („Solid Fuel Entrained Flow Gasification Database“, doi: 10.17632/rhvfd6cdmx.1) deren Zweck die Bereitstellung von Modellparamatern zur Simulation der Flugstromvergasung von Festbrennstoffen ist. Aus diesem Grund werden gängige Modelle zur Beschreibung des Vergasungsverhaltens an die experimentell bestimmten Messpunkte gefittet. Zur Gewinnung der Datensätze wurde der Klärschlamm zunächst im druckbetriebenen Flugstromreaktor PiTER (Pressurized high Temperature Entrained Flow Reactor) des Lehrstuhls für Energiesysteme der TU München bei erhöhtem Druck und Temperaturen zwischen 1200 °C und 1600 °C pyrolysiert und mit Sauerstoff vergast. Neben dem Gesamtumsatz wurde die massenspezifische Oberfläche der bei unterschiedlichen Temperaturen und Verweilzeiten gewonnenen, Pyrolysekokse bestimmt und ein Modell zur Beschreibung des Oberflächenverhalten gefittet. Darüber hinaus wurde das thermische Deaktivierungsverhalten des Brennstoffes durch Bestimmung der intrinsischen Reaktivität aller Kokse bei gleichbleibenden Bedingungen in einer atmosphärischen Thermowaage ermittelt. Analog zur Oberflächenentwicklung erfolgte auch hier ein Fit an ein Deaktivierungsmodell zur Bestimmung von Modellparametern. Schließlich wurde die Kinetik der Vergasung eines ausgewählten Kokses mit Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid bzw. Wasserdampf, sowie deren Produktgase mittels einer Druckthermowaage, dem Potenzansatz und einem Langmuir Hinshelwood Gleichung bestimmt. Die Ergebnisse vermitteln einen umfangreichen Überblick über das Vergasungsverhalten des untersuchten kommunalen Klärschlammes unter Flugstrombedingungen. Neben dem temperatur-, druck- und verweilzeitabhängigen Pyrolyseumsatz, zeigen die Ergebnisse, inwiefern sich die observierte Reaktivität des Restkokses als Funktion der Deaktivierung, Oberflächenentwicklung und des Vergasungsmittels entwickelt. Die dabei ermittelten Modellparameter können bzw. werden in dieser Arbeit mit anderen Brennstoffen aus der Datenbank verglichen und können zudem für die zukünftige Modellierung von Vergasungsprozessen mit Klärschlamm verwendet werden
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Im Hinblick auf die neue Verordnung der Bundesregierung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung stellt sich die Frage, inwiefern anfallender Klärschlamm in Zukunft sinnvoll genutzt werden kann. Eine mögliche Methode zur Verwertung von Klärschlamm, bei gleichzeitiger Möglichkeit zur Rückgewinnung bzw. Freisetzung des Phosphors, ist die Flugstromvergasung bei hohen Temperaturen und unter stark reduzierenden Bedingungen. Zur Entwicklung solcher Flugstromprozesse ist Kenntnis über das Vergasungsver...
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