Mathematische Modellierung der Partikelverteilung in einem Festbettreaktor zur Vergasung und Verbrennung von Biomassen

• Applicant: Dr. Stefan Hamel
• Subject Area: Energy Process Engineering
• Term: from 2004 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5435537

Weltweit werden im kleinen bis mittleren Leistungsbereich überwiegend Unterschubfeuerungen zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt. Diese i.d.R. für Kohlen ausgelegten Anlagen können mit Hilfe eines an der Universität Portsmouth entwickelten Umlenkeinsatzblechs auf die Nutzung von Biomasse umgerüstet werden. Somit können bei gleichzeitiger Reduzierung der Emissionen fossile Energieträger durch Biomassen substituiert werden. Das Umlenkblech bewirkt eine Änderung der Verbrennungsluftführung und ermöglicht damit eine einfache Anpassung an geänderte Brennstoffeigenschaften. Zur Optimierung dieses Umlenkeinsatzes für verschiedene Unterschubfeuerungstypen werden derzeit mathematische Modelle der Festbettverbrennung entwickelt sowie Strömungssimulationen mit CFD-Programmen durchgeführt. Das geplante Projekt liefert einen Beitrag zur beabsichtigen Kopplung der CFD-Programme mit den Modulen zur Berechnung der Vorgänge am Brennstoffpartikel. Hierzu soll ein mathematisches Modell entwickelt werden, das die Brennstoffpartikelverteilung in einem Festbettreaktor auf Basis von stochastischen und geometrischen Betrachtungen simuliert. Die Ergebnisse dienen als Randbedingungen für die Strömungssimulation sowie als Startwerte für die Berechnung der Brennstoffpartikelumsetzung. Die Validierung soll mit vorhandenen Messdaten erfolgen.

• DFG Programme: Research Fellowships