Die Auswertung des Reaktionswärmestroms und der Feinstaubbeladung eines Pyrolysegases

Martin Mayer

Die Auswertung des Reaktionswärmestroms und der Feinstaubbeladung eines Pyrolysegases

Translated title of the contribution: The analysis of the reaction heat flow and the fine particulate emission of a pyrolysis gas

Martin Mayer

Chair of Thermal Processing Technology (580)

Research output: Thesis › Master's Thesis

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Abstract

Through the use of fossil reserves and biomass to cover the ever increasing energy demand, there is a pollutant that must be analyzed in detail to know the effects and counteract. The air pollution has no discernible impact directly on the nature and creature. It takes a long time the load it is convened to harmful effects. The pollution is a result from the thermal utilization of biomasses and contains for example heavy metals, hydrogen sulfide and nitrogen oxides. The determination of ingredients and dust loadings of certain fuels is made by the pyrolysis and the use of a cascade impactor. The pyrolysis process is carried out in a thermogracimetric scale (TGA) under a nitrogen atmosphere. Then the pyrolysis gas is burned through an excess of oxygen to the nitrogen atmosphere on the Pt-catalyst of a differential scanning calorimeter (DSC). This combustion stream is then fed to the cascade impactor for analysis. The evaluation of fine particulate emission is done by analysis of the cut off fraction. The results of this work show that the installation of a cascade impactor has no impact on the measurement results of the TGA-DSC system. The measured results were compared with wood pellets and miscanthus pellets before and after the installation of the cascade impactor. After this series of experiments it is possible to analyze various fuels.

Translated title of the contribution	The analysis of the reaction heat flow and the fine particulate emission of a pyrolysis gas
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Raupenstrauch, Harald, Supervisor (internal)
Award date	30 Mar 2012
Publication status	Published - 2012

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

pyrolysis
fine particulate emission
cascade impactor
biomass

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Cite this

@mastersthesis{dfd0677ea6c149188bb5ea9b8bd5c781,

title = "Die Auswertung des Reaktionsw{\"a}rmestroms und der Feinstaubbeladung eines Pyrolysegases",

abstract = "Durch den Einsatz von fossilen Brennstoffen und Biomasse zur Deckung des immer steigenden Energiebedarfs kommt es zu einer Schadstoffbelastung, welche genauer analysiert werden muss um die Auswirkungen zu kennen, beziehungsweise ihnen entgegenzuwirken. Die Luftverunreinigung hat keine direkt erkennbare Auswirkung auf Lebewesen und die Natur. Erst nach l{\"a}ngerer Zeit der Belastung kommt es zu einer sch{\"a}digenden Wirkung. Die Schadstoffbelastung welche bei der thermischen Verwertung von Biomasse entsteht setzt sich zum Beispiel aus Stickoxiden, Schwefelwasserstoffen, Schwermetallen und Aerosolen zusammen. Die Bestimmung von Inhaltsstoffen und Staubbeladungen von ausgesuchten Brennstoffen erfolgt w{\"a}hrend der Pyrolyse und durch den Einsatz eines Kaskadenimpaktor. Der Pyrolysevorgang erfolgt in einer Thermogravimetrischen Anlage (TGA) unter Stickstoffatmosph{\"a}re. Anschlie{\ss}end wird das Pyrolysegas und der Stickstoffstrom von einem Str{\"o}mungskalorimeter (DSC) mit einem {\"U}berschuss an Sauerstoff in einem Pt – Katalysator verbrannt. Dieser Verbrennungsstrom wird anschlie{\ss}end dem Kaskadenimpaktor zur Analyse zugef{\"u}hrt. Die Auswertung der Feinstaubbeladung erfolgt durch Analyse der Cut off Fraktion. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Einbau eines Kaskadenimpaktors keine Auswirkungen auf die Messergebnisse der TGA – DSC Anlage hat. Das wurde durch den Vergleich der Messergebnisse von Holzpellets und Miscanthuspellets vor und nach dem Kaskadenimpaktoreinbau festgestellt. Nach dieser Versuchsreihe ist es m{\"o}glich verschiedene Brennstoffe zu analysieren.",

keywords = "pyrolysis, fine particulate emission, cascade impactor, biomass, Pyrolyse, Feinstaubbeladung, Kaskadenimpaktor, Biomasse",

author = "Martin Mayer",

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year = "2012",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Die Auswertung des Reaktionswärmestroms und der Feinstaubbeladung eines Pyrolysegases

AU - Mayer, Martin

N1 - gesperrt bis null

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Durch den Einsatz von fossilen Brennstoffen und Biomasse zur Deckung des immer steigenden Energiebedarfs kommt es zu einer Schadstoffbelastung, welche genauer analysiert werden muss um die Auswirkungen zu kennen, beziehungsweise ihnen entgegenzuwirken. Die Luftverunreinigung hat keine direkt erkennbare Auswirkung auf Lebewesen und die Natur. Erst nach längerer Zeit der Belastung kommt es zu einer schädigenden Wirkung. Die Schadstoffbelastung welche bei der thermischen Verwertung von Biomasse entsteht setzt sich zum Beispiel aus Stickoxiden, Schwefelwasserstoffen, Schwermetallen und Aerosolen zusammen. Die Bestimmung von Inhaltsstoffen und Staubbeladungen von ausgesuchten Brennstoffen erfolgt während der Pyrolyse und durch den Einsatz eines Kaskadenimpaktor. Der Pyrolysevorgang erfolgt in einer Thermogravimetrischen Anlage (TGA) unter Stickstoffatmosphäre. Anschließend wird das Pyrolysegas und der Stickstoffstrom von einem Strömungskalorimeter (DSC) mit einem Überschuss an Sauerstoff in einem Pt – Katalysator verbrannt. Dieser Verbrennungsstrom wird anschließend dem Kaskadenimpaktor zur Analyse zugeführt. Die Auswertung der Feinstaubbeladung erfolgt durch Analyse der Cut off Fraktion. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Einbau eines Kaskadenimpaktors keine Auswirkungen auf die Messergebnisse der TGA – DSC Anlage hat. Das wurde durch den Vergleich der Messergebnisse von Holzpellets und Miscanthuspellets vor und nach dem Kaskadenimpaktoreinbau festgestellt. Nach dieser Versuchsreihe ist es möglich verschiedene Brennstoffe zu analysieren.

AB - Durch den Einsatz von fossilen Brennstoffen und Biomasse zur Deckung des immer steigenden Energiebedarfs kommt es zu einer Schadstoffbelastung, welche genauer analysiert werden muss um die Auswirkungen zu kennen, beziehungsweise ihnen entgegenzuwirken. Die Luftverunreinigung hat keine direkt erkennbare Auswirkung auf Lebewesen und die Natur. Erst nach längerer Zeit der Belastung kommt es zu einer schädigenden Wirkung. Die Schadstoffbelastung welche bei der thermischen Verwertung von Biomasse entsteht setzt sich zum Beispiel aus Stickoxiden, Schwefelwasserstoffen, Schwermetallen und Aerosolen zusammen. Die Bestimmung von Inhaltsstoffen und Staubbeladungen von ausgesuchten Brennstoffen erfolgt während der Pyrolyse und durch den Einsatz eines Kaskadenimpaktor. Der Pyrolysevorgang erfolgt in einer Thermogravimetrischen Anlage (TGA) unter Stickstoffatmosphäre. Anschließend wird das Pyrolysegas und der Stickstoffstrom von einem Strömungskalorimeter (DSC) mit einem Überschuss an Sauerstoff in einem Pt – Katalysator verbrannt. Dieser Verbrennungsstrom wird anschließend dem Kaskadenimpaktor zur Analyse zugeführt. Die Auswertung der Feinstaubbeladung erfolgt durch Analyse der Cut off Fraktion. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Einbau eines Kaskadenimpaktors keine Auswirkungen auf die Messergebnisse der TGA – DSC Anlage hat. Das wurde durch den Vergleich der Messergebnisse von Holzpellets und Miscanthuspellets vor und nach dem Kaskadenimpaktoreinbau festgestellt. Nach dieser Versuchsreihe ist es möglich verschiedene Brennstoffe zu analysieren.

KW - pyrolysis

KW - fine particulate emission

KW - cascade impactor

KW - biomass

KW - Pyrolyse

KW - Feinstaubbeladung

KW - Kaskadenimpaktor

KW - Biomasse

M3 - Masterarbeit

ER -