Zeitschrift für Grundlagen erneuerbarer Energien und Anwendungen
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Abstrakt

Eine CFD-Studie zur schnellen Pyrolyse von Biomasse in einem Schneckenreaktor im Pilotmaßstab - Salman Jalalifar - Australian Maritime College - University of Tasmania

Salman Jalalifar

Dieser Artikel präsentiert eine CFD-Studie eines schnellen Pyrolyseprozesses in einem Schneckenreaktor im Pilotmaßstab. Durch eine detaillierte CFD-Simulation dieses Reaktors sind wir in der Lage, einen klareren Einblick in die komplexen physikalischen Phänomene zu erhalten, die mit der Dynamik mehrphasiger Strömungen, der Wärmeübertragung und der chemischen Kinetik verbunden sind. Die drei Hauptprodukte des Prozesses sind feste Biokohle, kondensierbare Dämpfe und nicht kondensierbare Gase. Daher ist ein Mehrfluidmodell in Verbindung mit einem chemischen Löser ein geeigneter Ansatz für die Simulationen. Der Ausgangsstoff ist eine lignozellulosehaltige Biomasse, die aus Zellulose, Hemizellulose und Lignin besteht. Die Biomassezersetzung wird auf zehn Reaktionsmechanismen vereinfacht. Drei verschiedene Phasen, die berücksichtigt werden, sind die kondensierbare/nicht kondensierbare Phase oder die Gasphase als Primärphase, die feste reagierende Phase oder Biomassephase als Sekundärphase und die nicht reagierende feste Phase (Stahlschrot) oder der Wärmeträger als andere Sekundärphase. Jede Phase besteht aus unterschiedlichen Spezies. Die Ergebnisse für die Produktausbeute zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den CFD-Ergebnissen und den zuvor für den simulierten Reaktor erhaltenen experimentellen Daten. Das Ergebnis dieser Studie liefert ein validiertes CFD-Modell für Industrie und Forschung, das in Zukunft zur Optimierung der Betriebsbedingungen der Schneckenreaktoren eingesetzt werden kann.

Aktuelle Veröffentlichungen:

1. Jalalifar S, Abbassi R, Garaniya V, Hawboldt KA und Ghiji MM (2018) Parametrische Analyse des Pyrolyseprozesses auf die Produktausbeute in einem Wirbelschichtreaktor. J of Fuel 234:616-625.

2. Papari S, Hawboldt KA und Helleur R (2017) Produktion und Charakterisierung von Pyrolyseöl aus Sägewerksrückständen in einem Schneckenreaktor. Ind. Eng. Chem. 56(8):1920???1925.

3. Papari S und Hawboldt KA (2017) Entwicklung und Validierung eines Prozessmodells zur Beschreibung der Pyrolyse von Forstrückständen in einem Schneckenreaktor. Energy Fuels 31(10):10833???10841.

4. Aramideh S, Xiong Q, Kong SC und Brown RC (2015) Numerische Simulation der schnellen Pyrolyse von Biomasse in einem Schneckenreaktor. J of Fuel 156:234-242.

5. Jalalifar S, Ghiji MM, Abbassi R, Garaniya V und Hawboldt KA (2017) Numerische Modellierung eines schnellen Pyrolyseprozesses in einem sprudelnden Wirbelschichtreaktor. IOP-Konferenzreihe: Erd- und Umweltwissenschaften 73:012032.