Reaktorkonzept zur Untersuchung der reversen Wassergas-Shift Reaktion (rWGS) bei Hochtemperatur und erhöhtem Druck

Abstract

Motivation Um die Netto-THG-Emissionen zu senken, werden derzeit verschiedenste Pfade zur Nutzung erneuerbarer Ressourcen im Energie- und Transportsektor diskutiert. Es ist davon auszugehen, dass in der Luftfahrt, zumindest kurz- und mittelfristig, flüssige Kohlenwasserstoffe nicht substituierbar sein werden. Eine Möglichkeit zur Erzeugung von erneuerbarem Flugturbinentreibstoff ist der Power-to-Liquid Prozess. Eine Verfahrensvariante dieses Prozesses stellt die CO2-Aktivierung mittels reverser Wassergas-Shift Reaktion (rWGS) mit anschließender Fischer-Tropsch Synthese (FTS) dar. Herausforderungen Da die FTS bei erhöhtem Druck (25 bar) betrieben wird, scheint es aus technischer und ökonomischer Sicht sinnvoll die Syngasstufe ebenfalls bei erhöhtem Druck zu untersuchen. Aufgrund der leichten Endothermie der rWGS liegt das optimale Betriebsfenster im Bereich von 700-900 °C. Voruntersuchungen haben gezeigt, dass die Reaktion durch Kontakt mit Edelstahl oder Hochtemperaturstahl katalysiert wird. Um die Reaktion an einem Katalysator untersuchen zu können, muss die Hochtemperaturzone (bis 900 °C) deshalb inert sein und der Reaktor muss dem erhöhten Druck (bis 25 bar) standhalten. Ergebnisse Im Rahmen des Beitrags wird ein Reaktorkonzept vorgestellt, das es ermöglicht die rWGS unter den genannten Bedingungen zu untersuchen (siehe Abbildung). Außerdem sollen erste experimentelle Ergebnisse vorgestellt werden