elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Imprint | Privacy Policy | Contact | Deutsch
Fontsize: [-] Text [+]

Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung (PkD) ausgewählter Komponenten von Kerosin

Pearson, Karolina and Kraaij, Gerard and Wörner, Antje (2013) Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung (PkD) ausgewählter Komponenten von Kerosin. Jahrestreffen Reaktionstechnik 2013, 06.-08. Mai 2013, Würzburg.

[img] PDF
1MB

Official URL: http://www.processnet.org/reakt2013

Abstract

Wasserstofferzeugung aus flüssigen Brennstoffen für die Versorgung von Brennstoffzellensystemen hat das Potenzial, sowohl in der stationären dezentralen Energieversorgung als auch im mobilen Bereich Anwendung zu finden. Im Flugzeug kann für die Bordstromversorgung mittels Brennstoffzelle on-board aus Kerosin erzeugter Wasserstoff eingesetzt werden. Damit wird ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der Emissionen als auch der Lärmbeeinträchtigung durch Flugzeuge am Boden geleistet. Neben den bereits intensiv untersuchten Reformierungsverfahren zur Wasserstofferzeugung wird am DLR ein neuartiges Verfahrenskonzept aus Fraktionierung und nachfolgender partieller katalytischer Dehydrierung (PDh) verfolgt. Die Abtrennung einer signifikant schwefelreduzierten Kerosinfraktion mittels Rektifikation konnte bereits erfolgreich experimentell nachgewiesen werden. Mit der partiellen katalytischen Dehydrierung kann bei einer gegenüber der Reformierung deutlich reduzierten Umwandlungstemperatur unterhalb 500°C reiner Wasserstoff erzeugt werden. Dadurch können aufwendige Aufbereitungsschritte zur Reinigung des Produktgases für den Einsatz in der Brennstoffzelle entfallen. Die Herausforderung bei der Dehydrierung des Flugtreibstoffs Jet A1 liegt in dessen komplexer chemischer Zusammensetzung. Durch GCMS und GCFID können vier Hauptstoffgruppen, Paraffine, Iso-Paraffine, Naphthene und Aromaten in Jet A1 identifiziert werden. Die Wasserstoffausbeute aus Kerosin ist in hohem Maße von der Art und dem Anteil dieser Stoffgruppen abhängig. Während Naphthene sich gut zu Wasserstoff und Aromaten umsetzen lassen, werden Aromaten bei der PDh nicht umgesetzt und Paraffine und Iso-Paraffine führen zu teilweise gasförmigen Nebenprodukten wie Methan und Verkokungen am Katalysator. Da in dem vorgeschalteten Fraktionierungsschritt durch thermische Trennung auch die Zusammensetzung der Stoffgruppen des Kerosins verändert wird, ist es von besonderem Interesse, das Verhalten der Stoffgruppen in der PDh durch experimentelle Untersuchungen beurteilen zu können. Beim DLR wurde daher ein PDh-Laborteststand zur Untersuchung der erzielbaren Wasserstoffausbeuten und zur Identifizierung geeigneter Betriebsparameter aufgebaut. Qualifiziert werden neben reinem Kerosin und einzelnen Kohlenwasserstoffgruppen auch unterschiedliche, schwefelreduzierte Fraktionen für die katalytische partielle Dehydrierung. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen erfolgt anschließend eine energetische Bewertung des Verfahrenskonzepts für die Bordstromversorgung anhand eines Prozessmodells in Aspen Plus. Für diesen Zweck wurden zwei wärmeintegrierte Prozesskonzepte entwickelt. Zum einen wird die PDh mit vorgeschalteter Fraktionierung abgebildet und zum anderen ein vereinfachtes System bei dem bereits schwefelarmes Kerosin für die PDh bereitgestellt wird aufgrund dessen ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Im Rahmen des Vortrags werden ausgewählte experimentelle Ergebnisse zur partiellen katalytischen Dehydrierung sowie die energetische Bewertung der beiden Prozesskonzepte mittels Pinch- Methode vorgestellt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/83496/
Document Type:Conference or Workshop Item (Poster)
Title:Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung (PkD) ausgewählter Komponenten von Kerosin
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Pearson, Karolinakarolina.pearson (at) dlr.deUNSPECIFIED
Kraaij, Gerardgerard.kraaij (at) dlr.deUNSPECIFIED
Wörner, Antjeantje.wörner (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:6 May 2013
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Page Range:p. 69
Series Name:Tagungsbuch Jahrestreffen Reaktionstechnik 2013
Status:Published
Keywords:partielle katalytische Dehydrierung, Kerosin, Fraktionierung
Event Title:Jahrestreffen Reaktionstechnik 2013
Event Location:Würzburg
Event Type:national Conference
Event Dates:06.-08. Mai 2013
Organizer:DECHEMA
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:ATM and Operation (old)
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Research theme (Project):L - Air Transport Concepts and Operation (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Swiecki, Karolina
Deposited On:12 Aug 2013 14:17
Last Modified:31 Jul 2019 19:41

Repository Staff Only: item control page

Browse
Search
Help & Contact
Information
electronic library is running on EPrints 3.3.12
Copyright © 2008-2017 German Aerospace Center (DLR). All rights reserved.