Kinetische und analytische Untersuchungen zum HTW-Verfahren unter besonderer Beruecksichtigung weiterer Ersatzstoffe. Abschlussbericht. T. 3

The experimental study was concerned with the search for general correlations based on proximate, elementary and elemental analyses for calculation of the reactivity of coals of various rank. For this purpose, pyrolysis and gasification studies at a total pressure of 2.5 MPa were performed by variation of the partial pressure, the gasification media, H_2O and CO_2, and the temperature. Altogether, eight different coals were investigated as received and additionally after demineralization. For all studies, a batchwise operated laboratory fluidized bed was used. The reactivity was followed by on line-analysis of the formed gaseous reaction products CO_2, CO, CH_4 AND H_2. Additionally, the total ash content of elements of the ash were analyzed. For determination of the element distribution in the coals micro analytical studies were performed. The influence of the partial pressure of the gasification media on the reaction rate of all coals can be described with the Langmuir-Hinshelwood kinetics based on the oxygen exchange model. For determination of the desired correlations, the mean reaction rate calculated for the total gasification of a coal was used. The reactivity of coals with both gasification media is exclusively controlled by the catalytic activity of the elements calcium an iron. However, iron is only reactive if it is finely dispersed such as calcium is. This precondition is only given with brown coals. (orig./HSE)Ziel der experimentellen Studie war die Ermittlung von allgemeingueltigen Korrelationen zur Vorhersage der Reaktivitaet von Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades bei der Druckvergasung mit Wasserdampf und CO_2 aufgrund von Immediat-, Elementar- und Elementanalysen. Zur Loesung der Problemstellung wurden Pyrolyse- und Vergasungsuntersuchungen bei einem Gesamtdruck von 2,5 MPa unter Variation des Partialdruckes des Vergasungsmittels und der Temperatur durchgefuehrt, und zwar von acht verschiedenen Kohlen sowohl im Anlieferungszustand als auch nach Demineralisierung. Fuer alle Versuche wurde eine absatzweise betriebene Laborwirbelschicht benutzt. Die Reaktivitaeet wurde durch on line-Analyse der gebildeten gasfoermigen Reaktionsprodukte CO_2, CO, CH_4 und H_2 verfolgt. Neben den Vergasungsuntersuchungen wurden Bestimmungen des Gesamtaschegehaltes und des Gehaltes der einzelnen Elemente sowie mikroanalytische Untersuchungen zur Bestimmung der Elementverteilung in den Kohlen durchgefuehrt. Aufgrund der Variation der Partialdruecke wurde zunaechst gezeigt, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeiten in Abhaengigkeit des Partialdruckes mit beiden Vergasungsmitteln durch bekannte Langmuir-Hinshelwood-Ansaetze beschreiben lassen. Es handelt sich um die bekannten Sauerstoff-Austausch-Modelle. Fuer die angestrebten Korrelationen wurde sodann die ueber den Umsatz gemittelte mittlere Vergasungsgeschwindigkeit verwendet. Die Reaktivitaet gegenueber beiden Vergasungsmedien wird praktisch ausschliesslich durch die katalytische Wirkung der Elemente Calcium und Eisen bestimmt. Eisen ist jedoch nur dann aktiv, wenn es wie das Calcium in fein disperser Form vorliegt; dies ist nur bei den Braunkohlen der Fall. (orig./HSE)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F94B1915+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman