Grundlagenuntersuchungen

Blasenbildender atmosphärischer Wirbelschichtreaktor (BAR)

Durchführung von Grundlagenuntersuchungen unter stationären Wirbelschichtbedingungen

Blasenbildender atmosphärischer Wirbelschichtreaktor (BAR) (c)
Blasenbildender atmosphärischer Wirbelschichtreaktor (BAR)

Anlagenbeschreibung

Der elektrisch beheizte, blasenbildende, atmosphärische Wirbelschichtreaktor (BAR) im größeren Labormaßstab dient zur Durchführung von Grundlagenuntersuchungen unter stationären Wirbelschichtbedingungen (z.B. Ablagerungsbildung auf Wärmeübertragerflächen in Fließbettkühlern, Hochtemperaturentschwefelung von Rauchgasen mit festen Sorbentien sowie Verbrennungs-, Vergasungs- und Pyrolyseverhalten von Brennstoffen).

Zusätzlich zu der standardmäßigen Reaktorfluidisierung mit Luft, Stickstoff oder Wasserdampf können in den Forschungsreaktor weitere Gasmischungen aus SO2, CO, CO2, H2 und CH4 zugegeben werden, um für eine Vielzahl an wissenschaftlichen Fragestellungen die erforderlichen Reaktionsbedingungen einzustellen.

Anlagendaten

Regime stationär
Fluidisierungsgeschwindigkeit  0,1 – 0,5 m/s
Durchmesser 70 mm (Wirbelbett), 155 mm (Freeboard)
Reaktorhöhe 1 m
Inventar in Wirbelbett bis 1,5 kg
Temperatur bis 950 °C
Druck atmosphärisch
Brennstoffdosierung Massengeregelt über eine Schleuse

Mit der Feststoffdosierung können verschiedene feste Brennstoffe, wie z.B. Kohle Biomasse und Abfallstoffe sowie Additive und Sorbentien etc. dosiert werden. Alle zugeführten Gase werden durch Massenstromregler eingestellt. Der Wassermassenstrom wird dem Dampferzeuger durch eine volumetrische Pumpe zugeführt.
 

Drücke und Temperaturen werden kontinuierlich aufgezeichnet. Gase werden nach einem Zyklonabscheider für die Analyse entnommen. Für die Gasmessung stehen folgende Verfahren zur Verfügung:

online Gasmessung O2, CO, CO2, H2, CH4, C2-C4, SO2, NOX, N2O, NO2, (HCl, NH3)
Nasschemische Messung   Teere, H2S, HCl, NH3

Weitere Messverfahren auf Anfrage.
 

Die folgende Abbildung zeigt ein vereinfachtes Schema der Anlage:

Schema des blasenbildenden atmosphärischen Wirbelschichtreaktors (BAR) (c)
Schema des blasenbildenden atmosphärischen Wirbelschichtreaktors (BAR)

 
Die Beheizung der Anlage erfolgt extern über außenliegende Heizschalen. Für die Gase Luft, Stickstoff und Wasserdampf steht ein Gasvorwärmer zur Verfügung. Anschließend erfolgt in der Windbox eine weitere Erwärmung auf bis zu 950 °C. Die anderen Gaskomponenten werden direkt in der Windbox vorgewärmt.

Kontakt

Dieses Bild zeigt Schmid
M.Sc.

Max Schmid

Leiter der Abteilung Dezentrale Energieumwandlung (DEU)