Modernste Brennstoffprozessoren für die Wasserstoffproduktion
Eine schnellere und effizientere Produktion erneuerbarer Treibstoffe ist entscheidend, um Wasserstoff für Brennstoffzellen bereitzustellen und den Wasserstoffsektor voranzubringen. So entwickelte das EU-finanzierte Projekt BIOROBUR (Biogas robust processing with combined catalytic reformer and trap) einen robusten und effizienten dezentralen Brennstoffprozessor mit direkter autothermer Reformierung (ATR) von Biogas ohne vorherige Kohlendioxydabtrennung. Das Projekt zielte auf eine breite Spanne potenzieller Anwendungen ab - von der Brennstoffzellenversorgung bis hin zur Herstellung von reinem Wasserstoff für Protonenaustauschmembranen. Der Brennstoffprozessor von BIOROBUR wandelt mit neuen strukturierten ATR-Katalysatoren Biogas in Wasserstoff um. Diese Katalysatoren basieren auf hochwärmeleitfähigen Schäumen für eine effiziente axiale Dispersion von Wärme in dem Reaktor, die mit weitgehend edelmetallfreien Katalysatoren beschichtet sind. Im Gegensatz zu anderen Prozessen wird hier die Wärme durch partielle Oxidation von Biogas direkt im Reaktor bereitgestellt, was den Bedarf an Wärmetauschern reduziert und die Anlage flexibler macht. Eine weitere Entwicklung ist ein Verfahren, mit dem Partikelemissionen in einem Wandkatalysator mit Übergangsmetallen zurückgehalten werden. Diese eng an den ATR-Reformer gekoppelte katalytische Strömungsfalle kann Rußpartikel effektiv ausfiltern und vergasen Die Partikel sammeln sich im Einlass des Reformers beim stationären oder vorübergehenden Betrieb oder als Zersetzungsprodukt bei unvollständiger Reformierung. Das Gesamtsystem besteht aus drei Hauptkomponenten. Der erste Schritt ist das Komprimieren, Vorwärmen und Mischen von Luft, Dampf und Biogas. Nachdem der Dampf mit Luft vermischt wurde, wird Biogas über einen Dampfstrahler eingelassen, der mit dem überhitzten Dampf-Luft-Gemisch arbeitet. Die zweite Komponente ist die katalytische Umwandlung des Gemischs zu Synthesegas (Wasserstoff und einer Kohlenstoffoxidmischung) in der ATR-Einheit, die eng mit einem Durchflussfilter gekoppelt ist, um den erzeugten Ruß zu sammeln. Schließlich wird das Gas mit Hoch- und Niedertemperatur-Wasser-Gas-Schaltreaktoren sowie einer nachgeschalteten Druckwechseladsorption gereinigt. Das Potenzial für eine zuverlässige Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Quellen ist riesig. Der Brennstoffprozessor von BIOROBUR liefert 50 Nm3/h Wasserstoff, der zu 99,9 % aus Biogas erzeugt wird. Damit wird die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert, was ein wichtiger Schritt zur Verlangsamung des Klimawandels ist.
Schlüsselbegriffe
Brennstoffprozessor, Wasserstoffproduktion, Biogas, BIOROBUR, autotherme Reformierung
