Inbetriebnahme und Validierung eines Systems zur Simulation von Partikelemissionen in Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 2 Theoretische Grundlagen
  • 2.1 Allgemeine Verbrennung
  • 2.2 Rußpartikelbildung
  • 2.3 Rußpartikeltransport
    • 2.3.1 Sedimentationsverluste
    • 2.3.2 Diffusionsverluste
    • 2.3.3 Thermophoretische Verluste
  • 2.4 Partikelemissionen aus biomassebetriebenen Kleinfeuerungsanlagen
    • 2.4.1 Feinstaubbegriff
    • 2.4.2 Zusammensetzung der Partikelemissionen
    • 2.4.3 Betriebsphasen
• 3 Beschreibung der Forschungsanlage
  • 3.1 Porenbrennersystem
  • 3.2 Rußpartikelgenerator
    • 3.2.1 Aufbau und Funktionsprinzip
    • 3.2.2 Rezepterstellung
  • 3.3 Feststoffpartikeldispergierer
• 4 Material und Methoden
  • 4.1 Eingesetzte Messgeräte
  • 4.2 Materialaufstellung
  • 4.3 Materialauf- und -nachbereitung
• 5 Versuchsdurchführung
  • 5.1 Vorgehen
  • 5.2 Reproduzierbarkeit
  • 5.3 Experimenteller Aufbau
  • 5.4 Empirische Bestimmung der Partikelemissionen
    • 5.4.1 Gravimetrische Konzentrationsmessung
    • 5.4.2 Messung der Partikelgrößenverteilung
    • 5.4.3 Vergleich der Messtechnikmethodik
• 6 Ergebnisse und Diskussion
  • 6.1 Singulärer Betrieb Palas Rußgenerator
    • 6.1.1 Rezepte
    • 6.1.2 Einfluss der Quenchung
    • 6.1.3 Einfluss der Verdünnungsluft
  • 6.2 Singulärer Betrieb Palas Feststoffpartikeldispergierer
  • 6.3 Kombi-Betrieb der Anlage
  • 6.4 Fehlerbewertung der Messergebnisse
• 7 Zusammenfassung und Fazit
• 8 Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit befasst sich mit der Inbetriebnahme und Validierung eines Systems zur Simulation von Partikelemissionen in Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Forschungsanlage, die es ermöglicht, die Emissionen von Feinstaub aus verschiedenen Biomassebrennstoffen unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Die Anlage soll dabei verschiedene Betriebsparameter wie Brennstoffart, Brennstoffmenge, Luftmenge und Temperatur simulieren können.

• Simulation von Partikelemissionen aus Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen
• Entwicklung einer Forschungsanlage für die Untersuchung von Feinstaubemissionen
• Kontrolle und Variation von Betriebsparametern wie Brennstoffart, Brennstoffmenge und Temperatur
• Analyse der Emissionen von verschiedenen Biomassebrennstoffen
• Validierung des Systems durch Vergleich mit empirischen Messungen

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Die Einleitung stellt die Thematik der Partikelemissionen aus Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen vor und erläutert die Relevanz der Forschungsarbeit. Außerdem wird die Zielsetzung und der Aufbau der Arbeit beschrieben.
• Kapitel 2: Dieses Kapitel behandelt die theoretischen Grundlagen der Verbrennung, Rußpartikelbildung und des Rußpartikeltransports. Es werden wichtige Parameter wie die Zusammensetzung der Partikelemissionen, die verschiedenen Betriebsphasen und die Feinstaubbegriff definiert.
• Kapitel 3: Das Kapitel beschreibt die Forschungsanlage, die im Rahmen der Arbeit entwickelt wurde. Es werden die einzelnen Komponenten wie das Porenbrennersystem, der Rußpartikelgenerator und der Feststoffpartikeldispergierer detailliert vorgestellt.
• Kapitel 4: In diesem Kapitel werden die verwendeten Messgeräte und Materialien beschrieben sowie die Materialauf- und -nachbereitung erläutert.
• Kapitel 5: Dieses Kapitel befasst sich mit der Durchführung der Versuche. Es werden das Vorgehen, die Reproduzierbarkeit und der experimentelle Aufbau der Versuche beschrieben. Außerdem werden die empirischen Methoden zur Bestimmung der Partikelemissionen erläutert.
• Kapitel 6: Das Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Versuche und diskutiert diese im Hinblick auf die Einflussfaktoren und die Fehlerbewertung. Es werden die Ergebnisse der einzelnen Komponenten und des Kombinationsbetriebs der Anlage dargestellt.

Schlüsselwörter

Die Arbeit konzentriert sich auf die Themen Partikelemissionen, Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen, Feinstaub, Rußpartikel, Verbrennung, Forschungsanlage, Simulation, Validierung, Messtechnik und empirische Messungen. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Systems, das es ermöglicht, die Emissionen von Feinstaub aus verschiedenen Biomassebrennstoffen unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen.