Modellierung eines Wirbelschichtreaktors in einer Versuchsanlage zur CO2 – Abscheidung

Studienarbeit aus dem Jahr 2011 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften – Maschinenbau, Note: 2,0, Technische Universität Darmstadt (Fachgebiet für Energiesysteme und Energietechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Im Rahmen dieser Studienarbeit werden die bereits existierenden Modelle von Kunii und Levenspiel berechnet und weiterentwickelt. Hierzu wird der Reaktor, in dem die CO2 – Abscheidung aus dem Rauchgas stattfindet modelliert. Ziel ist es die CO2 – Einbindungsreaktion abzubilden, also eine Aussage darüber treffen zu können, wie viel CO2 aus dem Rauchgas sequestriert werden kann. Hierzu wird der höhen- und zeitabhängige Konzentrationsverlauf von dem verbleibenden CO2 im Reaktor berechnet. Anhand dieser Konzentrationen soll dann mit Hilfe des ersten Hauptsatzes (1.HS) der Thermodynamik die Temperatur an den im Reaktor befindlichen Temperaturmessstellen berechnet werden, um diese dann mit den gemessenen Werten zu vergleichen, und so eine Validierung des Modells vornehmen zu können. Als Grundlage für die Messergebnisse dienen Versuche, die an der Versuchsanlage der TU Darmstadt durchgeführt wurden. Bedingt durch den steigenden Stromverbrauch und den damit einhergehenden steigenden CO2 – Emissionen wird nach Möglichkeiten gesucht, diese Emissionen zu senken. Durch die Zunahme von CO2 in der Atmosphäre kommt es auf der Erde zu einem Temperaturanstieg, der unter anderem das Schmelzen von Eis an den Polen zur Folge hat. Um die CO2 – Emissionen reduzieren zu können gibt es mehrere Vermeidungsstrategien. Eine Reduktion kann z.B. durch eine Senkung des Stromverbrauchs, aber auch durch eine Erhöhung der Anlagenwirkungsgrade erreicht werden. Ferner kann das bei der Verbrennung entstandene CO2 aus dem Rauchgas abgeschieden werden bzw. schon vor der Verbrennung separiert werden.