Inbetriebnahme einer Testanlage und experimentelle Untersuchung zur katalytischen Dehydrierung ausgewählter Komponenten von Kerosin für die Wasserstofferzeugung im Flugzeug

Abstract

Mit der zunehmenden Elektrifizierung in Flugzeugen erhöht sich der Bedarf an elektrischer Energie in der Luftfahrt. Durch den Einsatz eines Brennstoffzellensystems als Auxiliary Power Unit kann diese mit einem höheren Wirkungsgrad erzeugt werden, als durch eine herkömmliche Hilfsturbine. Um das Brennstoffzellensystem einsetzen zu können, muss Wasserstoff bereitgestellt werden. Dies kann durch thermochemische Umwandlung des mitgeführten Kerosins erfolgen. Als ein mögliches Verfahren für die on- baord Wasserstofferzeugung wurde die partielle katalytische Dehydrierung identifiziert. Durch diesen Prozess ist es möglich sehr reinen Wasserstoff zu erhalten, wodurch weiterer Energieaufwand für die Gasreinigung eingespart werden kann, wie sie beispielsweise bei Reformierungsprozessen notwendig wäre. Allerdings kann das schwefelhaltige Kerosin Jet A1 den schwefelempfindlichen Katalysator der partiellen katalytischen Dehydrierung vergiften und damit den Prozess stören. Durch einen Rektifikation kann das Kerosin in schwefelärmere Fraktionen aufgetrennt werden, welche für die Dehydrierung besser geeignet sind. Im Rahme dieser Bachelorarbeit werden zunächst die Betriebsbedingungen des Prozesses anhand von Versuchen ermittelt. Für diesen Zweck wird zunächst ein sehr schwefelarmes Kerosin Jet A1 im Prozess untersucht. Im Anschluss werden unterschiedliche Fraktionen eines regulären Jet A1 auf ihren Schwefelgehalt untersucht und in der Testanlage dehydriert.