28271 Termisk forgasning, pyrolyse og bæredygtighed

2024/2025

Kursusinformation
Thermal gasification, pyrolysis and sustainability
Engelsk
5
Kandidat
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Teknologisk specialisering (MSc), Sustainable Energy
August
Campus Lyngby
Pilot forsøg bliver udført i løbet af 5 dage på Campus Risø.
Forelæsninger, praktiske øvelser og gruppearbejde
3-uger
Sidste dag(e) i 3-ugersperioden, Sidste dag(e) i 3-ugersperioden
Bedømmelse af øvelser og rapport(er)
1 skriftlig eksamen and 1 report
1 timer
Ingen hjælpemidler
bestået/ikke bestået , intern bedømmelse
28121/28244 , Kurset vil blive tilpasset dit faglige niveau (begynder, øvet, avanceret) men eksperimentel erfaring i pilotskalaanlæg anbefales.
Minimum 10 Maksimum: 16
Giulia Ravenni , grav@kt.dtu.dk
Wolfgang Norbert Stelte (Primær kontaktperson) , Lyngby Campus, Bygning 229 , wost@kt.dtu.dk
Claus Dalsgaard Jensen , cdal@kt.dtu.dk
Paulina Godlewska , paugo@kt.dtu.dk
Tobias Pape Thomsen , tpapet@ruc.dk
Dorette Müller-Stöver , dsst@plen.ku.dk
Lasse Røngaard Clausen , lacl@dtu.dk
28 Institut for Kemiteknik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Der er stort behov for at udvikle effektive og bæredygtige teknologier, der kan anvende de begrænsede mængder af biomasse og affald. Termisk forgasning og pyrolyse er lovende teknologier, der kan øge både udnyttelsesgraden samt åbne op for en bredere anvendelse af biomasser - heriblandt flere lav-værdi brændsler fra forskellige kilder i samfundet. Derved kan der produceres høj-effektiv kraftvarme, biokul og/eller en række biobrændsler. Kurset giver en ’hands-on’ tilgang til den totale værdikæde inden for termisk forgasning af biomasse, ved at inkludere eksperimentelle øvelser med pyrolyse og forgasning i pilotskala og efterfølgende lave kemiske analyser af produkterne. Dette sætter de studerende i stand til at vurdere og analysere komplekse aspekter af bæredygtighed ifbm. produktion af bioenergi og de tilhørende tekniske udfordringer. Dette inkluderer forbehandling af brændsel, termisk omsætning af biomasse og brug af biokul som jordforbedrende produkt til fremtidens landbrug og som et middel til CCS - carbon capture and storage.
De studerende vil også blive præsenteret for igangværende forskningsaktiviteter i forskningsgruppen og blive introduceret til de primære udfordringer ifbm. forbehandling af brændsel, forgasning og bæredygtighedsaspekter af biomasse i dag.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Vurdere potentialet og bæredygtigheden af udvalgte biomasser
  • Forklare principperne bag pyrolyse, forgasningprocesser og de vigtigste tekniske udfordringer
  • Udfør masse- og energibalancer til pyrolyse- og forgasningsprocesser
  • Forstå effekten af de vigtigste brændselskarakteristika samt procesparametre og deres effekt på forgasnings- og pyrolyseprocessen
  • Udfør simple termiske konverteringsprocesser
  • Karakterisere pyrolyse- og forgasningsprodukter, herunder biokul, produktgas/syntesegas og pyrolyseolie og dets potentiale som brændstof.
  • Beskriv de potentielle anvendelser for produkterne fra pyrolyse og forgasning og deres rolle i en cirkulær bioøkonomi
  • Præsentere og diskutere resultater fra det eksperimentelle arbejde
Kursusindhold
Kurset er opdelt i tre dele:
− Bæredygtighed og karakterisering af biomasseressourcer
− Teori og praksis om pyrolyse og forgasning
− Analyse af produkter og rapportering af resultater

Biomasseressource- og karakteriseringsdelen fokuserer på biomasse som en vedvarende energikilde og dens forskellige konverteringsveje til energianvendelser. Desuden vil udfordringer, der opstår under termisk biomassekonvertering, blive diskuteret.

Teorien bag forgasnings- og pyrolyseprocesser vil blive gennemgået i forelæsningerne, samt et overblik over state-of-the-art teknologier. Eksperimentelle kørsler af pyrolyse- og forgasningsreaktorer på Risø vil give et praktisk eksempel på sådanne processer. Der vil blive udført simple beregninger af massebalance og energibalancer for udvalgte processer.

Produkterne, såsom biokul, bio-olie og gas og deres karakteriseringsmetoder vil blive introduceret, og de studerende vil anvende disse i det eksperimentelle arbejde i laboratoriet, herunder elementaranalyse, GC og GC-MS analyse, Karl-Fisher titrering, BET analyse.

Der vil blive givet tilstrækkelig tid i løbet af kurset til at arbejde med rapporten om laboratorieeksperimenter. Derudover skal de studerende gennemføre en afsluttende eksamen med fokus på indholdet af kursets forelæsninger, især teknologiske fundamentaler og anvendelser af pyrolyse- og forgasningsteknologier og -produkter.
Sidst opdateret
29. oktober, 2024