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Impact of the reverse water-gas shift operating conditions on the Power-to-Liquid process efficiency

Adelung, Sandra und Maier, Simon und Dietrich, Ralph-Uwe (2021) Impact of the reverse water-gas shift operating conditions on the Power-to-Liquid process efficiency. Sustainable Energy Technologies and Assessments (43). Elsevier. doi: 10.1016/j.seta.2020.100897. ISSN 2213-1388.

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Kurzfassung

Fischer-Tropsch based fuels from renewable electricity and carbon dioxide provide one possibility to defossilise the transport sector, especially where long distances and high loads require fuels with high energy density. In this work, a stationary Power-to-Liquid (PtL) process model is set up in Aspen Plus®. The process involves CO2 absorption, water electrolysis, CO2 activation by reverse water-gas shift reaction (rWGS), an oxyfuel burner, Fischer-Tropsch synthesis, product separation and hydrocracking. The influence of the rWGS operating conditions (pressure and temperature) on the overall process performance in terms of PtL-efficiency and hydrogen/ carbon efficiency is investigated. The operating conditions are varied between 550 and 950 ° C and 1–25 bar. The temperature and pressure dependent methane formation in the rWGS is found to have major influence on the efficiencies. For the base case, a maximum Power-to-Liquid efficiency of ηPtL = 38.7 % is obtained at 5 bar and 825 ° C, while a maximum hydrogen efficiency of ηH = 28 % results at 1 bar and 725 ° C. The carbon efficiency is found to be constant (ηC = 88 %). Sensitivity studies show that the optimum operating conditions are not affected significantly by variation of the investigated process variables.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139309/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Impact of the reverse water-gas shift operating conditions on the Power-to-Liquid process efficiency
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Adelung, SandraSandra.Adelung (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maier, SimonSimon.Maier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8660-0063NICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, Ralph-UweRalph-Uwe.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9770-4810NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2021
Erschienen in:Sustainable Energy Technologies and Assessments
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.seta.2020.100897
Verlag:Elsevier
ISSN:2213-1388
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Synthetic fuels Alternative fuels rWGS Syngas Syncrude
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Synthetische Kohlenwasserstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse (Synth. KW.) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Energiesystemintegration
Hinterlegt von: Adelung, Sandra
Hinterlegt am:16 Dez 2020 20:24
Letzte Änderung:01 Apr 2023 03:00

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