Thermochemische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse unter ...

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2 Konventionelle Wasserstoffherstellung etwa 13 ppm) und 80 mg/m³ i.N. Gesamtschwefel [22]. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer zuverlässigen Entschwefelung. Die Entschwefelung wird heute normalerweise mit Hilfe von ZnO durchgeführt, da mit diesem Verfahren die geringsten Restschwefelgehalte von unter 0,1 ppm erreicht werden [22]. Organische Schwefelverbindungen wie Mercaptane und Thiopene erfordern eine vorherige Hydrierung. In diesem Prozessschritt, der vor der eigentlichen Entschwefelung stattfindet, werden die organischen Schwefelverbindungen unter Zugabe von erzeugtem Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff und gesättigten Kohlenwasserstoffen hydriert. Die Entschwefelung an ZnO findet bei der Dampfreformierung typischerweise zwischen 350 und 400 °C statt. Der Entschwefelungsgrad sinkt mit steigender Temperatur und die Maximaltemperatur der Entschwefelung mit Zinkoxid liegt bei etwa 650 °C [23, 24]. Es läuft folgende Reaktion ab: ZnO H S↔ZnSH O (2.1) Zinksulfid kann nicht in‐situ regeneriert werden, sodass das Absorbens regelmäßig ausgetauscht werden muss [16, 25]. 2.2.3 Reformierung Im Reformer wird das Erdgas hauptsächlich nach folgender Reaktionsgleichung umgesetzt: CH H Og ↔3H CO ∆ 206,3 kJ mol (2.2) Längerkettige Kohlenwasserstoffe, die im Erdgas vorliegen, werden ebenfalls zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid gespalten. Da die Reaktion stark endotherm ist, muss dem Reformer Energie zugeführt werden. Vorteilhaft für einen möglichst hohen Methanumsatz sind nach dem Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier hohe Temperaturen und niedrige Drücke. Im Reformer laufen zusätzlich folgende Nebenreaktionen ab: WassergasShiftReaktion: CO H O↔CO H ∆ 41,2 kJ mol (2.3) 12
2.2 Dampfreformierung Rußbildung: CH ↔C2H ∆ 74,9 kJ mol (2.4) Boudouard Reaktion: 2CO ↔ CO C ∆ 172,5 kJ mol (2.5) Die letzten beiden Reaktionen sind unerwünscht, denn sie führen zu Rußbildung auf dem Katalysator. Allerdings lässt sich durch die Wahl geeigneter Prozessbedingungen, wie ein ausreichend großes Dampf zu Kohlenstoff Verhältnis (D/C‐ Verhältnis) und Katalysatormodifikationen, Rußbildung weitgehend vermeiden [26]. Nach der Mischung mit Wasserdampf und der Vorwärmung auf 500 bis 550 °C [18] wird der Eduktstrom dem Reformierungsreaktor zugeführt. Dieser ist im Normalfall als von oben nach unten durchströmter Rohrreaktor ausgeführt. In Abbildung 2 ist ein solcher typischer Reformierungsreaktor schematisch dargestellt. Abbildung 2: Schematischer Aufbau eines Reformierungsreaktors 13
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5.9 Diskussion und Auswahl der Verg
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6.1 Störkomponenten im Rohgas verb
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6.2 Angewandte Verfahren Im Rohgas
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8 Auswertung der Prozesssimulation
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Literatur [1] PLZAK, V.; WENDT, H.:
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[22] HILLER, H.; REIMERT, R.; MARSC
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[44] MEÓ CONSULTING TEAM; INSTITUT
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[67] MARQUARD‐MÖLLENSTEDT, T.; S
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[91] RUDLOFF, M.: The development a
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[114] WILKEN, Jens: Charakterisieru
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A Anhang A.1 Ausgewählte Literatur
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Elektrischer Eigenbedarf Bereitstel
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