Zielsetzung

Im Rahmen des Projekts A6 wird das Verhalten von Biomassepellets während der Lagerung und des Transports für den Hausgebrauch untersucht. Bei den Prozessen besteht die Herausforderung darin, die Qualität der Pellets in Bezug auf ihre mechanische Stabilität zu erhalten. Eine geringe Stabilität führt zu einem erhöhten Bruch der Pellets bei mechanischer Beanspruchung und zu einem hohen Feingehalt durch Ablösung einzelner Holzspäne. Die feinen Partikel reichern sich im Lagerraum und in den Transportsystemen an und führen zu toten Zonen. Die mechanische Stabilität von Biomassepellets kann insbesondere durch einen hohen Wassergehalt (>10 Gew.-%), der durch eine hohe Luftfeuchtigkeit (>80%) entsteht, negativ beeinflusst werden. Daher wird der Einfluss des Wassergehaltes auf die Struktur und Stabilität von Biomassepellets experimentell untersucht. Darüber hinaus werden in einem für dieses Projekt konstruierten Silo mit einer Transportschnecke Versuche durchgeführt, um die Auswirkung eines hohen Wasser- und Feingehalts auf die Fließfähigkeit einer Pelletschüttung zu untersuchen. Ergänzend dazu werden DEM-Simulationen durchgeführt, um Geschwindigkeitsverteilungen und Krafteinflüsse zu analysieren.

Sachbearbeitung

Abdullah Sadeq, M.Sc., Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Stefan Heinrich, Prof. Dr.-Ing Jürgen Grabe

Methoden und Arbeitsprogramm

Zur Untersuchung der Fragestellung werden folgende experimentelle und numerische Methoden angewandt.

Charakterisierung der Holzpellets mit unterschiedlichem Wassergehalt und Bewertung im Hinblick auf ihre Struktur und Stabilität:

• Mikro Computertomographie (µCT)
• Konfokale Laserscanning Mikroskopie
• Rasterelektronenmikroskopie
• Druck- und Biegeversuche von Einzelpellets

Abbildung 1: Darstellung der Porenstruktur (rot) von Holzpellets mittels µCT.

Charakterisierung der Fließfähigkeit einer Pelletschüttung in Abhängigkeit von Wassergehalt und Feinanteil:

• Experimente zum Abtransport von Pellets aus dem Silo mit einer Transportschnecke
• DEM-Simulation des Abtransports von Pellets aus dem Silo mittels MUSEN-Framework unter Anwendung des Bonded Particle Models

Abbildung 2: CAD-Darstellug des Silos und der Transportschnecke mit den Maßen in Millimeter.