Enabling Progress in der Recycling und Nachhaltigkeit

Die Bestimmung von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel in Biomasse ist entscheidend für das Verständnis der Zusammensetzung und des potenziellen Werts dieses Produkts. Die Biomasse kann auf verschiedene Weise genutzt werden, z. B. als Biokraftstoff. Die beste Lösung zur präzisen und zuverlässigen Bestimmung von Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel in Biomasse ist der ELEMENTRAC CHS-r Analysator von ELTRA.  Es wird hauptsächlich als Bodenverbesserungsmittel verwendet, um die Bodengesundheit zu verbessern, die Wasserrückhaltung zu erhöhen und Kohlenstoff zu binden. Dieses System kann sicherstellen:

1.  Hohe Präzision und Genauigkeit durch die Verwendung eines horizontalen Widerstandsofens mit einem Keramikrohr, der bei Temperaturen bis zu 1550°C arbeitet.
2.  großer Messbereich von 20 ppm bis 100%, perfekt für alle Arten von Biomasseproben.
3.  hohes Probengewicht bis zu 500mg für die Analyse heterogener Biomasseproben.
4.  Übereinstimmung mit den meisten gängigen Normen ASTM, DIN, EN und ISO.
5. TIC-Modul für die TIC-Bestimmung verfügbar

Zur Bewertung des Stickstoff- und Kohlenstoffgehalts in Biomasse oder in Biokohle kann die Dumas-Methode schnelle und zuverlässige Ergebnisse mit hohem Durchsatz liefern.
Der Analysator gewährleistet die vollständige Verbrennung aller Probenbestandteile dank der Verwendung einer reinen Sauerstoffatmosphäre und eines hocheffizienten, chromfreien Katalysators. Dies verhindert die Bildung von Ruß und flüssigem Zinn und trägt zur Stabilität und Genauigkeit der Ergebnisse bei.
Das Analysengerät ist auf Wirtschaftlichkeit ausgelegt, mit intelligenten Gassparfunktionen und effizientem Einsatz von Verbrauchsmaterialien, was zu niedrigen Kosten pro Probe führt.
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Die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in Biomasse- oder Biokohleproben ist aus mehreren Gründen entscheidend. Der Feuchtigkeitsgehalt wirkt sich direkt auf den Energiegehalt der Biomasse aus. Ein höherer Feuchtigkeitsgehalt verringert den Heizwert, was bedeutet, dass bei der Verbrennung der Biomasse weniger Energie erzeugt wird.
Der Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst die Lagerung und Handhabung von Biomasse. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt kann zu mikrobiellem Wachstum, Zersetzung und Verderb führen, wodurch die Biomasse für die Energieerzeugung weniger geeignet ist. Nicht weniger wichtig ist, dass die Biomasse für eine effiziente Verbrennung einen optimalen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen muss.
In industriellen Prozessen hilft die Kenntnis des Feuchtigkeitsgehalts bei der Optimierung von Trocknungs- und Verarbeitungsschritten, was zu besserer Effizienz und Kosteneinsparungen führt.
Der thermogravimetrische Analysator TGA Thermostep misst den Gewichtsverlust einer Probe beim Erhitzen und liefert wertvolle Daten zu verschiedenen Parametern wie Feuchtigkeit, flüchtige Bestandteile und Aschegehalt in Biomasse und Biokohle.

Beim Recycling von Biomasse werden organische Materialien wie Holz, Blätter und landwirtschaftliche Rückstände in wertvolle Produkte wie Biokohle umgewandelt. Pyrolysereaktoren sind für diesen Prozess unverzichtbar. Sie erhitzen Biomasse bei hohen Temperaturen unter Ausschluss von Sauerstoff, um Biokohle zu erzeugen. Möchten Sie unseren Artikel zu diesem Thema lesen? Hier finden Sie den Artikel:

Die Veraschung von Biomasse ist ein Verfahren, bei dem organisches Material verbrannt wird und Asche entsteht. Diese Asche enthält wertvolle Nährstoffe und Mineralien, die recycelt und in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können. Die Temperatur, bei der die Biomasse verascht wird, kann die Eigenschaften der entstehenden Asche erheblich beeinflussen. Höhere Temperaturen führen zu einer stärkeren Verschlackung und Verschmutzung der Asche, während bei niedrigeren Temperaturen ein höherer Kohlenstoffgehalt erhalten bleibt.

Die Oberfläche und die Porenverteilung sind entscheidende Eigenschaften von Biokohle, die ihre Wirksamkeit in verschiedenen Anwendungen erheblich beeinflussen. Die große Oberfläche von Biokohle ist in erster Linie auf ihre poröse Struktur zurückzuführen, die während des Pyrolyseprozesses entsteht.
Die Microtrac Belsorp Serie wurde entwickelt, um die spezifische Oberfläche und Porengrößenverteilung von Materialien wie Biokohle zu messen. Diese Geräte verwenden Gasadsorptionstechniken, um genaue und detaillierte Analysen zu liefern. Das BELSORP MINI X zum Beispiel ist ein hochpräzises Analysegerät, das die spezifische Oberfläche, die Porengrößenverteilung und das Porenvolumen mit äußerster Genauigkeit misst. Es ist mit mehreren Messanschlüssen und fortschrittlicher Software ausgestattet und eignet sich daher ideal für die Charakterisierung der porösen Struktur von Biokohle.

Partikelgröße und -form verschiedener Biomassen sind entscheidende Faktoren bei der Bewertung von Abfallstoffen. Je nach dem endgültigen Verwendungszweck kann es wichtiger sein, entweder die Form oder die Größe der Partikel zu verstehen.
Die dynamische 2D-Bildgebung ist eine äußerst praktische Methode zur Partikelcharakterisierung, die detaillierte Informationen über Form und Größe liefert. Darüber hinaus ist die Größenverteilung entscheidend für das Verständnis der physikalischen Eigenschaften von Biomasse, die für Prozesse wie Verbrennung, Vergasung und Biokraftstoffproduktion entscheidend sind.
Interessieren Sie sich für die Größe und Form von Partikeln?

Die Messung der Adsorptionsdurchbruchskurve (BTC) ist eine weit verbreitete Methode zur Untersuchung der Konstruktionsparameter und Adsorptionsraten für Adsorptionsprozesse. Das Ziel ist die Rückgewinnung von CO₂, einem der Treibhausgase, aus einer einzigen Komponente. Die Messung der CO₂-Durchbruchskurve, die Heliumspülung und die Temperaturprogrammierte Desorption (TPD) Messung werden gleichzeitig mit dem BELCAT II durchgeführt, um den Prozess der Regenerationsbehandlung zu beobachten.

Wasserdampf ist in vielen Prozessen als Rohstoff oder Nebenprodukt vorhanden, und bei Adsorptionsverfahren ist bekannt, dass sich die Adsorptionsleistung der Zielkomponente in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Wasserdampf ändert. Dies ist auf die konkurrierende Adsorption der einzelnen Komponenten im Adsorptionsmittel zurückzuführen, und durch die Bewertung von Adsorptionsmitteln bei gleichzeitigem Vorhandensein mehrerer Komponenten ist es möglich, ihre Leistung unter praktischen Bedingungen genauer zu bewerten. Mit BELCAT II ist es möglich, die Durchbruchskurve der Adsorption von CO₂ in Gegenwart von niedrigen und hohen Konzentrationen von Wasserdampf zu messen und CO₂ und Feuchtigkeitssensoren als Detektoren zu verwenden.

Bei CCUS wird CO₂ aus Kraftwerken und Industrieanlagen abgeschieden und dann entweder in verschiedenen Anwendungen genutzt oder in tiefen geologischen Formationen gespeichert. Dieses Verfahren trägt zur Verringerung der Emissionen aus Sektoren bei, die nur schwer dekarbonisiert werden können.
CCU konzentriert sich auf die Wiederverwendung von abgeschiedenem CO₂ in Produkten wie Beton, Brennstoffen und Chemikalien. Durch die Einbindung von CO₂ in diese Produkte kann CCU den Bedarf an zusätzlichen fossilen Brennstoffen verringern und die Gesamtemissionen senken. Sowohl CCUS als auch CCU sind von entscheidender Bedeutung für das Erreichen der Kohlenstoffneutralität und die Unterstützung des Übergangs zu einer nachhaltigen Zukunft.

Um Kohlenstoffneutralität zu erreichen, wird an der Entwicklung von Technologien zur Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlendioxid (CCUS) gearbeitet, wie z. B. der direkten Luftabscheidung (DAC), die verdünntes CO₂ von ca. 400 ppm in der Atmosphäre direkt auffängt, sowie an Technologien, die relativ hohe Konzentrationen von CO₂ (ca. 20 %) aus Fabriken auffangen. Eine dieser Technologien ist die Abtrennung und Rückgewinnung von CO₂ durch Druckwechseladsorption (PSA), bei der CO₂ bei höherem Druck adsorbiert und bei niedrigerem Druck desorbiert wird, und Temperaturwechseladsorption (TSA), bei der CO2 bei etwa Raumtemperatur (25 °C) adsorbiert und bei etwa 80-100 °C desorbiert wird, sowie Druck- und Temperaturwechseladsorption (PTSA), bei der beide Prozesse berücksichtigt werden. Belsopr Mini X ist die perfekte Lösung, um die CO₂Absorptionskapazität in verschiedenen Materialien wie Zeolith, MOF/PCP oder porösem Kohlenstoff bei verschiedenen Temperaturen zu bewerten. Interessiert? Fordern Sie unsere Unterstützung an:

Die Bauindustrie konzentriert sich zunehmend auf Nachhaltigkeit, und ein vielversprechender Ansatz ist die Verwendung von Abfallstoffen in der Zementherstellung.

Ausgehärteter Zement, wie HCP, ist ein wichtiger Bestandteil von Beton und kann durch die Beimischung verschiedener Abfallstoffe sowohl hinsichtlich der Umweltverträglichkeit als auch der Leistungsfähigkeit erheblich verbessert werden.

Ausgehärtete Zementpaste (HCP) ist ein poröses, heterogenes Material, das hauptsächlich aus Calciumsilikathydraten (C-S-H) besteht. Seine Eigenschaften und Struktur werden durch den Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst, wobei die Porengrößenverteilung nicht linear ist und von der relativen Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird. Oberflächenkräfte und Kapillarkondensation spielen eine wichtige Rolle für das Verhalten von HCP. Die BELPORE-Quecksilberporosimeter, die in drei Modellen (LP, MP, HP) erhältlich sind, messen Porendurchmesser von 3,6 Nanometern bis 1 Millimeter nach dem P.A.S.C.A.L.-Prinzip für eine optimierte Druckregelung und ermöglichen schnelle, präzise Messungen bei niedrigen Betriebskosten und umfassenden Datenanalysefunktionen.

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Die Korngrößenverteilung von Portland-Grünzement ist ein entscheidender Faktor, der seine Leistung und Eigenschaften beeinflusst. Eine genaue Messung und Kontrolle der Partikelgröße ist für die Optimierung der Reaktivität, Festigkeit und Haltbarkeit des Zements unerlässlich.
Die Partikelgröße kann die Effizienz des Mahlprozesses und die Qualität des Endprodukts beeinflussen. Obwohl es kontinuierliche Fortschritte bei der automatisierten Prozesssteuerung gibt, steuern viele Werke weltweit die Mahlung manuell und messen die Partikelgröße mit Hilfe der Blaine-Luftdurchlässigkeit, der Wagner-Fotosedimentation und der Siebpartikelgrößenverfahren.
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Die Oberflächenanalyse, insbesondere die Messung der spezifischen Oberfläche nach BET (Brunauer-Emmett-Teller), spielt eine entscheidende Rolle für das Verständnis der Reaktivität und Festigkeit von Grünzement. Diese Analyse hilft bei der Optimierung des Mischungsentwurfs und gewährleistet die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts.
Die BET-Analyse liefert genaue Messungen der spezifischen Oberfläche von zementhaltigen Materialien. Eine größere Oberfläche deutet auf mehr reaktive Stellen hin, die den Hydratationsprozess fördern und die Festigkeit und Haltbarkeit des Betons verbessern können.
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Das kohlenstoffhaltige Material wird durch Hochtemperaturverarbeitung in gleichmäßige, gestapelte Schichten umgewandelt. Die dabei entstehenden Nanostrukturen werden durch Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten, d. h. durch schwache zwischenmolekulare Kräfte, die zwischen Molekülen oder Atomen auftreten. Die HTK- und GLO-Ofenserien wurden speziell für die Optimierung der Temperaturkontrolle zur Herstellung gleichmäßiger und einheitlicher Materialien entwickelt und können auch für Recyclingmaterial verwendet werden.

Die thermische Verarbeitung ist ein Prozessschritt, der in Forschungsanwendungen zur Verarbeitung von Materialchargen eingesetzt werden kann, um wiederverwertbare Elemente und Edelmetalle unter modifizierter Atmosphäre und an der Luft zu gewinnen. Um die Umweltbelastung zu minimieren, stehen Abgasbehandlungssysteme zur Verfügung. Gemäß der europäischen Richtlinie 2013/56/EU müssen 50 Massenprozent der Batteriematerialien recycelt werden.

Im Recyclingprozess ist die Zerkleinerung zerlegter oder kompletter Batterien einer der ersten Schritte. Mit RETSCH-Schneidmühlen werden Batterien oder Komponenten im Labormaßstab zerkleinert, was der Forschung hilft, neue Recyclingwege zu entwickeln. RETSCH-Siebmaschinen werden eingesetzt, um die verschiedenen Materialfraktionen zu trennen, z.B. schwarze Masse von polymeren und metallischen Teilen.

In einem Batterierecyclingprozess werden die verbrauchten Batterien in verschiedene Materialfraktionen sortiert. Um die Effizienz eines Recyclingprozesses zu bewerten und die Reinheit der einzelnen Fraktionen zu untersuchen, werden die Proben homogenisiert und analysiert. Der Marktwert der schwarzen Masse hängt zum Beispiel von ihrem Gehalt an wertvollen Metallen wie Lithium oder Kobalt ab. Die schwarze Masse kann in einer Kugelmühle homogenisiert werden. Um Kreuzkontaminationen zu vermeiden, sollten metallische bzw. keramische Mahlwerkzeuge gewählt werden. Die polymere Materialfraktion und metallische Folien werden zunächst mit einer Schneidmühle vorgeschnitten und anschließend pulverisiert, meist bei kryogenen Temperaturen, z.B. mit der CryoMill von RETSCH.

Die Dichte (g/cm³) ist ein entscheidender Faktor bei der Charakterisierung und Bewertung von batterieaktiven Materialien. Ein Gaspyknometer bestimmt die Dichte von Elektrodenmaterialien durch Messung der Menge des verdrängten Gases (Helium).
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Die Partikelgröße von Anoden-, Kathoden- und Separatormaterial beeinflusst die elektrochemische Leistung von Batterien. Eine geringere Partikelgröße führt zu kürzeren Wegen in festen Materialien und einem geringeren Überpotential, was zu einer Verbesserung der Lade-/Entladerate führt.
Auch im Prozess der Rückgewinnung von Batterieverbindungen ist die Charakterisierung der Partikel einer der wichtigsten Faktoren.
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Die spezifische Oberfläche und die Porengrößenverteilung von Elektrodenmaterialien lassen sich aus der gemessenen Gassorptionsisotherme ableiten. Die auf die Masse bezogene Oberfläche als spezifische Oberfläche (m²/g) ist ein wichtiger Parameter bei der Charakterisierung und Bewertung batterieaktiver Materialien, da ihre Morphologie einen direkten Einfluss auf die Batterieleistung hat.