Gå direkt till huvudinnehåll

Data for: Effective Thermal Conductivity of Packed Bed of Porous Biochar Particles

https://doi.org/10.5878/pgq2-ga70
Densifierade biokolarpartiklar framstår som en lovande koldioxidnegativ isolationslösning för byggnadskonstruktioner. Deras effektiva värmeledningsförmåga (ETC) är en kritisk parameter, men har inte systematiskt undersökts i förhållande till partikelstorlek, form och packad bäddporositet. De tillhandahållna datamängderna möjliggör beräkning av en fullt experimentbaserad ETC med hjälp av metoden från artikeln "Effective thermal conductivity of packed beds made of cubical particles" (10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.122994), samt modellbaserad ETC med hjälp av Zehner-Bauer-Schlünder-metoden. Biokolarpartiklar av torkade granbarksflis pyrolyserades i en pilotskalerotationsugn vid cirka 350–400 °C med en uppehållstid på ca 45 minuter. Biokolarpartiklarna blandades därefter med ett bindemedel och densifierades med en vakuumextruderingsprocess till cylindrisk form, innan de krossades till mindre partiklar för att eliminera den anisotropa porstrukturen och värmeledningsförmågan inuti enskilda partiklar. Data inkluderar uppmätta värden för partikelns värmeledningsförmåga och värmekapacitet, mätta med LFA 467HT från NETZSCH GmbH, Tyskland, samt myntformade prover med diametrar på 12,5 ± 0,2 mm och tjocklekar på 2,5 ± 0,5 mm. Partikelstorleksfördelningarna erhölls från Camsizer från Microtrac Retsch GmbH, Tyskland. Partikelformen, dvs. sfäriciteten, erhölls från röntgenmikrotomografi (XMT) med hjälp av ett Zeiss Xradia 510 Versa-tomografi och cylindriska packade bäddar med en innerdiameter på 23 mm och en höjd på 18 mm. Rörvoltagen var 40 kV och röreffekten 3 W för att minska strålhärdningsartefakter. Varje skanning samlade in 1 601 projektioner över en fullständig 360°-rotation. Bildupplösningarna justerades baserat på partikelstorlekarna, med voxelstorlekar på 5 μm för packade bäddar innehållande mindre partiklar på cirka 0,315 mm och 23 μm för alla övriga prover. Antalet partiklar i proverna varierade från cirka 70 till 200 000. Rådata från röntgenmikrotomografi (XMT) kan visas med hjälp av open-source programvaran Fiji (https://imagej.net/software/fiji).
Ladda ner data och dokumentation (7 filer / 5.12 GiB)

Datafiler

Dokumentationsfiler

Citering och åtkomst

Tillgänglighetsnivå:

Skapare/​primärforskare:

Forskningshuvudman:

Data innehåller personuppgifter:

Nej

Citering:

Licens:

Språk:

Metod och utfall

Dataformat/​datastruktur:

Datainsamling Laboratorieexperiment

Insamlingsmetod:

Laboratorieexperiment

Beskrivning av insamlingsmetod:

Data inkluderar uppmätta värden för partikelns värmeledningsförmåga och värmekapacitet, mätta med LFA 467HT från NETZSCH GmbH, Tyskland, samt myntformade prover med diametrar på 12,5 ± 0,2 mm och tjocklekar på 2,5 ± 0,5 mm. Partikelformen, dvs. sfäriciteten, erhölls från röntgenmikrotomografi (XMT) med hjälp av ett Zeiss Xradia 510 Versa-tomografi och cylindriska packade bäddar med en innerdiameter på 23 mm och en höjd på 18 mm. Rörvoltagen var 40 kV och röreffekten 3 W för att minska strålhärdningsartefakter. Varje skanning samlade in 1 601 projektioner över en fullständig 360°-rotation. Bildupplösningarna justerades baserat på partikelstorlekarna, med voxelstorlekar på 5 μm för packade bäddar innehållande mindre partiklar på cirka 0,315 mm och 23 μm för alla övriga prover. Antalet partiklar i proverna varierade från cirka 70 till 200 000.

Datainsamlare:

Prov

Namn/​benämning:

Biokol

Beskrivning av prov:

Biokolarpartiklar av torkade granbarksflisar pyrolyserades i en pilotskalerotationsugn vid cirka 350–400 °C med en uppehållstid på ca 45 minuter. Biokolarpartiklarna blandades därefter med ett bindemedel och densifierades med en vakuumextruderingsprocess till cylindrisk form, innan de krossades till mindre partiklar för att eliminera den anisotropa porstrukturen och värmeledningsförmågan inuti enskilda partiklar.

Datainsamling Laboratorieexperiment

Insamlingsmetod:

Laboratorieexperiment

Beskrivning av insamlingsmetod:

De tillhandahållna datamängderna möjliggör beräkning av en fullt experimentbaserad ETC med hjälp av metoden från artikeln "Effective thermal conductivity of packed beds made of cubical particles" (10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.122994), samt modellbaserad ETC med hjälp av Zehner-Bauer-Schlünder-metoden. Partikelstorleksfördelningarna erhölls från Camsizer från Microtrac Retsch GmbH, Tyskland.

Datainsamlare:

Administrativ information

Ansvarig institution/​enhet:

Institutionen för teknikvetenskap och matematik

Medverkande:

  • Henrik Lycksam – Luleå tekniska universitet - Institutionen för teknikvetenskap och matematik

Finansiering

Finansiär:

Referensnummer:

2023-04185_VR

Projektnamn på ansökan:

Värme- och massöverföring hos reaktiva porösa partiklar

Information om finansiering:

Den största utmaningen mänskligheten står inför idag är utvecklingen av ett fossilbränslefritt samhälle. Mest utmanande är att ersätta (i) den stora mängd olja som används till bränsle i t.ex. våra flygplan, och (ii) den stora mängd kol som användas till industriprocesser. Att använda biomassa från svensk skog och jordbruksavfall kan bidra till en lösning av problemet. Biomassa är en förnyelsebar energikälla med låg klimatpåverkan. Biomassa kan användas inte bara för produktion av biobränslen, utan även för att framställa andra produkter, så som biokemikalier och biokol. En nyckelteknik är förgasning, som omvandlar biomassa till gaser bestående i huvudsak av väte och kolmonoxid. Denna gasblandning kan omvandlas vidare med en katalysator till flytande biobränslen eller kemikalier. Biomassa kan också delvis ersätta kolanvändningen i industriella processer.Dessa biobaserade tekniker kräver dock ytterligare utveckling och optimering för att de ska bli mer effektiva. Datasimulering är en vanlig metod som används för att optimera och kostnadseffektivisera användningen av biomassa. Därför är det av högsta vikt att utveckla en robust och pålitlig simuleringskod.Syfte med detta projekt är att förbättra de teoretiska modeller som beskriver de komplicerade fenomen som sker i biomassans partiklar. Modellerna kräver att vi har kunskap om hur gaser och biomassapartiklar reagerar, därför måste vi studera dem ända ner till mikronivå för att förstå dess grundläggande struktur. Inom detta projekt kommer vi att fylla dessa kunskapsluckor genom att försöka förstå hur värme och gaskomponenter sprider sig runt en partikel samt inom dess porer.Resultaten kommer sedan att användas i utvecklingen av simuleringskoden, och är en förutsättning för att koden ska bli ett pålitligt och robust verktyg. En förbättrad simuleringsmodell kommer att vara ett användbart verktyg för andra generationens biobränsleindustrier och fossilfria processindustrier.

Finansiär:

Referensnummer:

P46974-1

Finansiär:

Referensnummer:

422037413

Projektnamn på ansökan:

TRR 287 Bulk Reaction

Ämnesområde och nyckelord

Standard för svensk indelning av forskningsämnen 2025:

Nyckelord:

Relationer

Är identisk med:

Experimental Data for Computation of Effective Thermal Conductivity of Packed Bed of Porous Biochar Particles

Publikationer

Citering:

Vorhauer-Huget, Ghasemi Monfared, et al., Effective thermal conductivity of packed bed of porous biochar particles, Particuology 116 (2026), 437-447

Metadata

Version 1
doris
Luleå tekniska universitet
Version 1 publicerad: