Charakterisierung des Abbrandverhaltens von Braunkohlen in einer O2/CO2-Atmosphäre

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Die konventionelle Verbrennung von Braunkohle unter Zugabe von Frischluft rückt mit fortschreitender Technik immer mehr in den Hintergrund. Heutzutage gewinnt eine Variation der Verbrennungsparameter, insbesondere der Verbrennungsluftzusammensetzung, zunehmend an Bedeutung. Der Einfluss einer modifizierten Verbrennungsluftzusammensetzung auf die Reaktionskinetik ist jedoch weitestgehend ungeklärt, so dass für eine effiziente Verbrennung mit reduzierter Emissionsbildung grundlegende Untersuchungen notwendig sind. Aus diesem Grund soll das Verbrennungsverhalten von Braunkohle in einer reinen Sauerstoff/ Kohlendioxid-Atmosphäre (O2/CO2-Atmosphäre) am Lehrstuhl Kraftwerkstechnik der BTU Cottbus eingehend untersucht und charakterisiert werden. Insbesondere wird dabei der Einfluss von Temperatur, Partikelgröße und Kohlendioxid- bzw. Sauerstoffpartialdruck im Verbrennungsgas auf das Verbrennungsverhalten mit Hilfe der makrokinetischen Parameter bestimmt. Die Untersuchungen werden in einer eigens für die Versuche konzipierten Laborapparatur durchgeführt. Eine definierte Brennstoffmasse wird diskontinuierlich in einer rotierenden, drallbeaufschlagten Strömung verbrannt und der zeitliche Abbrandverlauf mittels einer Festelektrolyt- Sonde erfasst. Aus den gemessenen Daten können qualitative und quantitative Aussagen über den Abbrandverlauf der Brennstoffprobe gewonnen werden. Auf der Grundlage eines mathematischen Modells werden neben der Verbrennungszeit die brennstoffspezifischen kinetischen Parameter - effektive Verbrennungsgeschwindigkeit und Aktivierungsenergie - ermittelt.