Carbon2Chem® L-3: Synthesegas

Abstract

Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse der Arbeiten von Fraunhofer UMSICHT im Rahmen des Verbundvorhabens Carbon2Chem® L-3: Synthesegas in den Arbeitspaketen AP1: Plasma-(katalytische) Sauerstoffentfernung, AP2: Thermische Sauerstoffentfernung und AP3: Adsorptive und Absorptive Gasreinigung unter Einsatz der Electric Swing Adsorption (ESA) kompakt zusammen. Die Arbeiten in allen drei Arbeitspaketen wurden sowohl im Carbon2Chem®-Labor in Oberhausen als auch im Carbon2Chem®-Technikum erbracht. Hierzu erfolgte in den beiden Arbeitspaketen AP1 und AP2 eine Maßstabsvergrößerung der in der ersten Förderphase entwickelten Versuchsanlagen und der Aufbau neuer Teststände am Standort Duisburg. Für die Untersuchungen zur ESA in AP3 konnte an beiden Standorten auf einen bereits in der ersten Förderphase aufgebauten Teststand zurückgegriffen werden. Bei der Plasma-(katalytischen) Sauerstoffentfernung wurde der Volume-DBD-Reaktors ausgehend von einem Glasreaktor mit einem maximalen Gasdurchfluss von 0,1 Nm3/h auf einen Technikumsreaktor für einen Gasdurchfluss von 10 Nm3/h vergrößert. Mit der erfolgreichen Inbetriebnahme dieses Reaktors in der neu konzipierten Versuchsanlage in Duisburg konnte der TRL-Level dieser Technologie auf den Wert 5 erhöht werden. Weiterhin wurden durch ergänzende Versuche im Labor unter Zugabe weitere Spurenelemente zusätzliche Erkenntnisse über die Zusammenhänge bei der plasmakatalytischen Entfernung aus Kokosofengasen gewonnen. Die Untersuchungen zur Sauerstoffentfernung aus ungereinigten Koksofengasen unter Einsatz eines CoMo-Katalysators von Clariant konzentrierten sich auf die systematische Untersuchung der Vorbehandlung (Sulfidierung) sowie die Variation der H2S-Konzentration in synthetischen Koksofengasen, wodurch wichtige Erkenntnisse über die Wirkmechanismen gewonnen wurden. Weiterhin steht nach Ablauf des Vorhabens eine maßstabsvergrößerte Versuchsanlage in Containerbauweise für nachfolgend geplante weiterführende Untersuchungen mit realen Stahlwerksgasen zur Verfügung. In AP3 zeigen die Versuche am Standort Duisburg, dass die ESA für eine Abtrennung von CO2 aus Hüttengasen gut geeignet ist. Neben der guten Adsorption, die meist bei CO2 gegeben ist, bietet die ESA die Möglichkeit CO2 von CO getrennt und in hohen Konzentrationen zu gewinnen. Dabei kann das CO2 unter erhöhtem Druck zurückgewonnen werden. Im Kontext der Schließung von Kohlenstoffkreisläufen kann das CO2 somit mit geringem Aufwand in die entsprechenden Prozesse wie z.B. die Methanolsynthese zurückgeführt werden, da durch den erhöhten Druck des CO2 eine Verdichterstufe gespart werden kann. Datei-Upload durch TIB