3.6 Kraftstoffbereitstellung Flashcards
Was versteht man unter dem H2/CO-Verhältnis? Wie lässt sich dieses beeinflussen, und wofür ist es relevant?
Das Verhältnis der Anteile des Wasserstoffs an der Gaszusammensetzung zum Kohlenmonoxid Beeinflussung möglich durch:
Wasser-Gas-Shift-Reaktion: CO + H2O CO2 + H2 (Temperatur: 300 – 500 °C, <30 bar)
Soll Kohlenmonoxid komplett entfernt werden, wie zur Wasserstoffherstellung, wird die Reaktion oft zweistufig (Hoch- und Niedertemperatur) gewählt.
Die verschiedenen zu erzeugenden Prozesse erfordern unterschiedliche Wasserstoffgehalte im Verhältnis zum Kohlenstoffmonoxidgehalts.
Was bedeutet Gaskonditionierung und wozu ist sie notwendig?
Gasreinigung für die Nutzung in Gasmotoren oder –turbinen im Allgemeinen nicht ausreichend. Da die anfallende Wärme und die Restgase genutzt (Verstromung, Prozessenergieversorgung, Abgabe als Fern-/Nahwärme) werden sollen, ist eine Stofftrennung nötig:
So soll:
Die Gaszusammensetzung an die Anforderungen des Syntheseprozesses angepasst werden, so soll zum Beispiel das optimale H2/CO-Verhältnis eingestellt werden
Entfernung des nicht brennbaren Kohlendioxids aus dem Gasstrom
Vielleicht die Reformierung von Kohlenwasserstoffen
anschließend katalysatorgestütze Synthese
Skizzieren Sie die Bereitstellung synthetischer Kraftstoffe aus Biomasse schematisch.
Skizze Frage. 67
Welche Anforderung haben Syntheseverfahren zur Erzeugung von Kraftstoffen an das einge- setzte Gas und wie kann ein solches Gas erzeugt werden?
Jedes Verfahren erfordert spezielle Gehalte an Stoffen, insbesondere ist:
Das H2/CO-Verhältnis anzupassen, welches durch die Wasser-Gas-Shift-Reaktion eingestellt werden kann, welche bei 300-500 °C und <30 bar abläuft
Das Kohlenstoffdioxid aus dem Gasstrom zu entfernen, was mit Druckwechsel-Adsorptions- Verfahren oder Waschverfahren geschehen kann.
Nennen Sie 4 Syntheseverfahren zur Erzeugung von synthetischen Energieträgern:
Fischer-Tropsch-Synthese, Methanolsynthese, Synthetisch hergestelltes Erdgas (SNG)(/Mehanisierung), Demetylethersynthese
Charakterisieren Sie die Fischer-Tropsch-, Methanol- und DME-Synthese sowie die Methanisie- rung im Hinblick auf ihr H2/CO-Verhältnis, Druck- und Temperaturbereich sowie die dabei ein- gesetzten Katalysatoren. Ungefähre Werte (H2/CO-Verhältnis, Druck, Temperatur):
FTS: 0,85 - 3, 1 - 50 bar, 100 – 400 °C
MeS: 1 - 2, 50 -300 bar, 200 – 400 °C Meth.s..: 2 - 3, 1 – 10 bar, 200 – 500 °C DME-S: 1-2, 10- 100 bar, 200 – 300 °C
Nennen Sie Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus Synthesegas und charakterisieren Sie diese.
CO2-Entfernung mittels physikalischen Absorptionstechnologien (wie dem Druckwechsel- Adsorptions-Verfahren), oder Waschverfahren (hier 2 Beispiele dafür ausgeführt, Werte gerun- det):
Rectisol-Verfahren: Physikalisches Lösungsmittel Mehanol mit -30 bis -50 °C, 30 – 60 bar, es können neben CO2 auch andere Schadstoffe abgeschieden werden, aber: hoher Aufwand Selexol-Verfahren: Spezielles Lösungsmittel, bestehend aus 95% Dimethylether auf der Basis von Polyethylenglycol), 0 – 200 °C, 10 – 30 bar
Wieso muss das Produkt einer Fischer-Tropsch-Synthese (FT) nach dem Reaktor aufbereitet werden? Skizzieren Sie zur Verdeutlichung die Produktverteilung eines idealisierten FT- Prozesses
Skizze Frage. 72
Auf welche Weise kann Methanol hergestellt werden und wie wird es industriell weiter verwendet?
Mehanol (CH3OH) kann aus fossilen Energieträgern und auch aus vergaster Biomasse erzeugt werden, indem man entweder die Reaktion CO + 2 H2 CH3OH oder CO2 + 3 H2 CH3OH + H20 ablaufen lässt.
Beispielsweise kann CH3OH für Brennstoffzellen, für Verbrennungsmotoren als Beimischung zu Benzin oder als Reinkraftstoff, sowie für Brennstoffzellen verwendet werden.
