title: Inbetriebnahme einer multifunktionalen Versuchsanlage zur thermochemischen Umwandlung von Biomasse
Creators: name: Türk, Ben
Publisher: name: Ohm
Year: 2025

description: Ziel der Bachelorarbeit war es, die multifunktionale Versuchsanlage zur thermochemischen Umwandlung von Biomasse, die in zwei vorangegangenen Bachelorarbeiten sowie einem Projektkurs geplant und im Rahmen eines Vorlaufforschungsprojektes errichtet wurde, in die Infrastruktur des Technikums der Technischen Hochschule in Rednitzhembach zu integrieren. Dazu sollten fehlende Komponenten ergänzt, die Funktionalität aller Anlagenkomponenten überprüft und nötigenfalls überarbeitet werden. Nach der Inbetriebnahme sollten dann erste Versuche zur thermischen Nutzung von Biomasse durchgeführt werden. So wurde im Rahmen der vorliegenden Abschlussarbeit eine Abzugshaube – unter Berücksichtigung zukünftig geplanter Betriebsmodi und gegebener Anforderungen an den Explosionsschutz - konstruiert, gefertigt, montiert und diese mittels Edelstahlkaminrohren mit der bestehenden Absauganlage des Technikums verbunden. Es wurden weiterhin mehrere Schutzbleche als Windschutz für die offene Verbrennung unterhalb der Absaughaube und eine Medientrasse zur Versorgung der Anlage mit Strom, Druckluft und Stickstoff konstruiert, gefertigt und montiert. Mit der zu Beginn der Abschlussarbeit existierenden Elektroinstallation der Anlage waren einige Funktionen für den geplanten Betrieb nicht gegeben. Deshalb wurde ein Plan zur Überarbeitung der Schaltschrankkomponenten entwickelt, die nötigen Komponenten beschafft und die Funktionalität durch Implementierung der neuen Komponenten erweitert. Im Anschluss daran wurde ein LabVIEW-Programm entwickelt, das in der Lage ist, alle Messstellen der Anlage auszulesen, die gemessenen Werte auf einer grafischen Oberfläche anzuzeigen und als Zeitreihe in eine Excel-Datei zu exportieren, sowie sämtliche Aktoren unter Berücksichtigung verschiedener Sicherheitsmechanismen anzusteuern. Zur Messung verschiedener Differenzdrucke sind in der Anlage vier Messgeräte verbaut. Diese mussten vor der Inbetriebnahme zusammen mit den Nadelventilen zur Dosierung der Luft bzw. des Stickstoffes zur Spülung der Druckmessstellen verbunden werden. Im Zuge der Inbetriebnahme wurden die nötigen Spulgasmengen ermittelt. Außerdem wurde festgestellt, dass die initial verbaute Förderschnecke nicht in der Lage war, die verwendeten Holzpellets bis in den Reaktor zu fordern. Es wurde darum eine neue, längere Förderschnecke beschafft, diese mit der ursprünglichen kombiniert, um den Brennstoff sicher bis in den Reaktor fördern zu können und in der Anlage erfolgreich getestet. Im Rahmen der kalten Inbetriebnahme wurde neben der Funktionalität der Fördereinheit auch die Funktionstüchtigkeit der Ascheschieber, die Absaugleistung des Saugzuggebläses des Technikums und die Temperatur der durch ein keramisches Heizelement erzeugten Zündluft getestet. Vor der heißen Inbetriebnahme wurde eine Gefährdungsbeurteilung erarbeitet und die theoretisch nötigen Luftmengen für die Vergasung in der Primärzone und vollständige Verbrennung in der Sekundärzone ermittelt.
Die ersten heiße Inbetriebnahmen erfolgten zunächst im Batchbetrieb, ohne Förderschnecke. Dabei konnte die Primärzündung mittels Heißluftgebläses erfolgreich getestet und ein reibungsloser, nahezu vollständiger Ausbrand nach der Zündung der Schwelgase mittels Propanbrenners beobachtet werden. Die Zündung der Schwelgase in der Sekundärbrennzone konnte durch das verwendete elektrische Heizelement nicht erreicht werden.
Zuletzt wurde die Anlage mit der verlängerten Förderschnecke in Betrieb genommen. Über mehrere Stunden konnte ein nahezu stationärer Betrieb gewährleistet und die automatische Brennstoffförderung erprobt werden.