Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)

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IKFT 02-20 Praktikum / Bachelor- oder Masterarbeit zum Thema: Entwicklung eines Matlab®-Modells für intrapartikuläre Prozesse bei der Pyrolyse von Biomasse

Bereich

Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten), Praktikanten (m/w/d)

Tätigkeitsbeschreibung

Kraftstoffe aus Biomasse sind eine Möglichkeit, fossile Brennstoffe im Verkehrssektor weitgehend CO2-neutral zu ersetzen. Um nicht mit der Nahrungsmittelproduktion zu konkurrieren, sollte vor allem Biomasse aus Lignozellulose in Treibstoff umgewandelt werden. Das bioliq®-Verfahren ist eines der Projekte, mit denen die Herstellung von Biokraftstoffen bis zum Pilotmaßstab näher untersucht wird. Dabei handelt es sich um eine mehrstufige Prozesskette, mit der Biomasse wie Stroh zu synthetischen Kraftstoffen der zweiten Generation verarbeitet wird. Im ersten Schritt wird das Stroh mittels Schnellpyrolyse in einen energetisch verdichteten Bioslurry umgewandelt. Dieser Bioslurry ist kostengünstiger im Transport und ermöglicht eine effiziente Flugstromvergasung und anschließende Synthese.
Die Aufgabenstellung wird in der ersten Stufe, der Schnellpyrolyse, gestellt. Diese erste Umsetzung wird in einem Doppelschnecken-Mischreaktor bei 500 °C durchgeführt. Das zerkleinerte Biomasse-Einsatzmaterial wird innerhalb von Sekunden thermochemisch in heiße Pyrolysedämpfe, Gas und Koks umgewandelt. Entscheidendes Merkmal des Reaktors ist die Realisierung einer hohen Heizrate durch die Mischung von Biomasse mit vorgewärmten Wärmeträgerpartikeln. Die Auswirkungen der intrapartikulären Prozesse der Biomasse auf den Prozess sind jedoch noch weitgehend unbekannt.
Ziel dieser Arbeit ist es, einen bestehenden Matlab®-Code zu erweitern, um Partikel und deren Intra-Partikel-Prozesse während der Pyrolyse simulieren zu können:

  • Überprüfung, Auflistung und Vergleich von Modellen, die in aktuellen Forschungsarbeiten verwendet werden
  • Überprüfung des bestehenden Matlab®-Codes und dessen Weiterentwicklung
  • Testen des entwickelten Codes im Hinblick auf die Genauigkeit und Rechenzeit
  • Analysieren Sie die Simulationsdaten, um Schlussfolgerungen für die zukünftige Arbeit abzuleiten
Persönliche Qualifikation

Chemieingenieurwesen / Verfahrenstechnik

 

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