Die Charakterisierung von Biomasse-Kraftstoffen

Bei der näheren Betrachtung der einzelnen Partikeleigenschaften erhalten wir einen Einblick, welche Biomasse-Kraftstoffe sich am ehesten für die Verbrennung in modernen Kraftwerken eignen.

Der Prozess der Kraftstoff-Charakterisierung hat sich zwar für traditionelle Kraftstoffe wie Kohle bewährt, eignet er sich jedoch nicht für Biomasse-Kraftstoffe. Das Energy research Centre of the Netherlands (ECN) arbeitete gemeinsam mit fünfzehn Partnern aus neun Ländern an der Anpassung bestehender Verfahren an die Besonderheiten von Biomasse-Kraftstoffen. Im Vergleich zu ihren regelmäßigeren Kohle-Gegenstücken weisen Biomasse-Partikel größere Unterschiede hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, Größe und Form auf.

Um das Verbrennungsprofil einer Kohle-Biomasse-Mischung ableiten zu können, ist es notwendig, Vorhersagen zur Aschebildung und -ablagerung zu treffen. Ein neu entwickeltes Computer Controlled Scanning Electron Microscope (CCSEM) wurde zur Bestimmung der Mineral Size Distribution (MSD) von Biomasse-Materialien genutzt. Die für Kohle eingesetzten traditionellen CCSEM-Verfahren lieferten auf sechs partikelgroße Behälter verteilt Konzentrationen von 25 Mineralien.

Das ECN entwickelte weiterhin ein spezielles Verfahren zur Vorbereitung der Proben, das der Nutzung der optischen Mikroskopie entspricht. Es kam ein spezielles Verfahren mit einem optischen Mikroskop zum Einsatz, um die Particle Size and Shape Distribution (PSSD) der Kohle-Biomasse-Mischung zu erlangen. Eine Software unterstützt die Automatisierung des Prozesses und ermöglicht so die Analyse großer Mengen von Partikeln in relativ kurzer Zeit.

Die durch die neuen Screening-Verfahren erlangten Informationen können dann in Berechnungen zur Computational Fluid Dynamics (CFD) eingespeist werden. CFD kann Informationen zu den Flugbahnen der Partikel innerhalb des Heizkessels liefern. Die abgeleiteten Ergebnisse könnten sich als nützlich in Anbetracht der weit verbreiteten Nutzung sekundärer Biomasse-Kraftstoffe in europäischen Kraftwerken erweisen.