Thermochemische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse unter ...

2 Konventionelle Wasserstoffherstellung
Gesamtprozessmodellen wird ausschließlich die HT‐Konvertierung integriert. Der
Vollständigkeit halber werden die anderen beiden Konvertierungsmöglichkeiten
hier kurz dargestellt.
Zur Steigerung des CO‐Umsatzes wird im klassischen Prozess hinter dem ersten
CO‐Konvertierungsreaktor nach einer Zwischenkühlung ein zweiter eingesetzt. In
dieser TT‐Konvertierung wird das noch vorhandene CO bei Temperaturen um
200 °C an Katalysatoren aus Kupfer, Zinkoxid und Aluminiumoxid umgesetzt. Diese
Katalysatoren reagieren im Gegensatz zu jenen der HT‐Konvertierung sehr empfindlich
auf Schwefel‐ und Halogenverbindungen [22]. Die Austrittskonzentration
an CO liegt typischerweise zwischen 0,2 und 1 % bei ca. 200 bis 250 °C [20]. Bei
heutigen Wasserstoffherstellungsanlagen wird keine TT‐Konvertierung mehr eingesetzt,
da das restliche Kohlenmonoxid in der DWA vom Wasserstoff getrennt und
anschließend zur Beheizung des Reformers genutzt wird.
Die dritte Art der Konvertierung, die Rohgaskonvertierung, wird bei Rohgasen, die
erhebliche Mengen an Störkomponenten enthalten, eingesetzt. Auf diese Weise
können auch Rohgase aus der Kohle‐ und Schwerölvergasung, die Ruß, konden–
sierbare Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen enthalten, umgesetzt
werden. Der eingesetzte Kobalt‐Molybdän‐Katalysator erfordert sogar einen vom
D/C‐Verhältnis abhängigen Mindestgehalt an Schwefelverbindungen von etwa 100
bis 1.500 ppm, um die Aktivität zu erhalten. Der CO‐Umsatz ist abhängig vom gewählten
Temperaturbereich, der zwischen 200 und 500 °C liegen kann [22].
2.2.5 Wasserstoffabtrennung
Das aus der CO‐Konvertierung austretende Gasgemisch besteht im Wesentlichen
aus den Komponenten H 2 , CO 2 und H 2 O. Daneben liegen noch einige Prozentpunkte
CH 4 und CO vor. Vor der Wasserstoffabtrennung wird das Gasgemisch zuerst auf
nahezu Umgebungstemperatur abgekühlt und dabei der Großteil des Wassers auskondensiert.
Im klassischen Prozess erfolgt dann die Abtrennung des CO 2 in einer Wäsche. In
über 85 % der heutigen Anlagen wird stattdessen die DWA eingesetzt, da diese
wesentlich höhere Reinheiten und niedrigere Produktionskosten ermöglicht
[19, 22, 27]. Bei der DWA wird die Adsorption bei Drücken zwischen 1,5 und
40 bar durchgeführt. Die Regeneration erfolgt je nach Adsorptionsdruck zwischen
einigen mbar Absolutdruck und 1,3 bar [28]. Für die Adsorption ist eine möglichst
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