DGMK-Tagung “Konversion von Biomassen und Kohlen” 9.-11. Mai 2016 in Rotenburg a.d.F. Schnellpyrolyse von Biomasse in einem Doppelschnecken-Mischreaktor: Simulation des Mischverhaltens, unter Berücksichtigung der Geometrie, zur Optimierung der Stoff- und Energietransportvorgänge Grandl R.*; Funke, A*.; Dahmen N.*; Sauer J.* *Karlsruher Institut für Technologie - Institut für Katalyseforschung und -technologie (KIT - IKFT) Abstract Die Schnellpyrolyse ist ein Prozess, der zur thermochemischen Umwandlung von Biomasse zu Pyrolyseöl verwendet wird. Da Pyrolyseprodukte eine höhere Energiedichte als Biomasse aufweisen, kann die Schnellpyrolyse zur energetischen Verdichtung von Biomasse verwendet werden und damit, einen effizienten Transport, zu weiter verarbeitenden Einrichtungen, ermöglichen [1]. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wird diese Technik in Versuchseinrichtungen, mit unterschiedlichen Kapazitäten (10 kg h-1 bei der Miniplant PYTHON und 500 kg h-1 bei der bioliq® Pilotanlage), erforscht und weiter entwickelt. Die regional erzeugten Pyrolyseprodukte können in einer zentralen Anlage im industriellen Maßstab effizient vergast und das Synthesegas flexibel weiter verwendet werden. Ziel am KIT ist die Erzeugung von voll kompatiblen Biokraftstoffen der 2. Generation aus biogenen Reststoffen, wie Stroh und Restholz [2]. Bei dem ersten Schritt dieser Prozesskette, der Schnellpyrolyse, kommt ein Doppelschneckenmischreaktor zum Einsatz. Mit diesem Reaktor soll die, in der Schnellpyrolyse erforderliche, möglichst hohe Heizrate auf 500 °C Reaktionstemperatur, durch eine optimale Durchmischung von Biomasse mit einem Wärmeträger, gewährleisten werden. Eine Auslegung des Doppelschneckenmischreaktor durch Standardmodelle, ist aufgrund der begrenzten Kenntnis vom Mischverhalten der Stoffe und von der Kinetik der chemischen Reaktionen, sowie Stoff- und Wärmetransport [3] eine Herausforderung [4]. Ein Discrete Element Method Modell (DEM-Modell) eines Doppelschneckenmischreaktors wurde aufgestellt, um den Einfluss von Reaktordesign und Betriebsbedingungen zu untersuchen. In einem ersten Schritt wurden Werte für Reibung und Rollreibung der Partikel durch ein Abgleich mit Modellversuchen bestimmt. Unter Verwendung dieser Werte wurde ein Modell erstellt, bei dem die Form von Biomasse- und Wärmeträgerpartikel durch Sphären unterschiedlicher Größe, Dichte, Reibung, Wärmekapazität, Rollreibung, E-Modul und Poisson-Zahl dargestellt werden. Unter Verwendung des PYTHON-Reaktordesigns und dessen aktueller Betriebsbedingungen konnten Aussagen über das Mischverhalten und den Energietransport an jedem Punkt im Reaktor getroffen werden. Auf diese Weise, konnten z.B. Totzonen des Wärmeträgers innerhalb des Reaktors lokalisiert werden. In weiteren Schritten werden unter Zuhilfenahme dieses Modelles unterschiedliche Schneckengeometrien und Betriebsbedingungen untersucht.