Methanolspaltgas. Methanol Cracker. Wssserstoff Generator
Methanol Reformer
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Methanol (CH3OH) ist ein sauberer und effizienter Brennstoff. Wie beim Cracken von Ammoniak handelt es sich bei der Methanolreformierung um einen umweltfreundlichen Prozess. Die Produktionskosten sind moderat und die Investionskosten gering. Methanol kann aus erneuerbaren Rohstoffen wie Biogas hergestellt werden und ist daher ein grüner Kraftstoff. Methanol (CH3OH) ist wie Ammoniak gut als Wasserstoffträger geeignet. Da Methanol bei Raumtemperatur flüssig ist, kann es problemlos in Tanks transportiert werden. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber Wasserstoffgas, das für den Transport in großen Mengen heruntergekühlt und unter hohem Druck gespeichert werden muss.
In einem Methanol Reformer, auch Methanol Cracker genannt, wird ein Gemisch aus Methanol und demineralisiertem Wasser (D.M. Water) bei etwa 280°C mit einem so genannten Superheater verdampft. Das Gasgemisch aus Methanol (CH3OH) und Wasser (H2O) reagiert unter Verwendung eines kupferbasierten Katalysators zu Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H2). Dieses sogenannte Syngas (synthetisches Gas) wird abgekühlt, während das Methanol-Wasser-Gemisch mit einem Wärmetauscher vorgewärmt wird. Während der Reaktion entstehen Kohlendioxid und Wasserstoff. Das Reaktionsschema von Methanol und Wasser ist unten zu sehen:
Haupt-Reaktionen
CH3OH → CO + 2 H2
H2O + CO → CO2 + H2
Gesamtreaktion
CH3OH + H2O → CO2 + 3 H2
Als Nebenprodukt dieser Reaktion entsteht eine geringe Menge von etwa 0,5 % CO. Nach diesem Vorgang wird verbleibendes Wasser in einem Kondensator entfernt. Um den Taupunkt des erzeugten Synthesegases weiter abzusenken, wird ein Adsorber eingesetzt.
Zwei Adsorbereinheiten arbeiten dabei parallel. Während ein System Verunreinigungen und ungecracktes Methanol aus dem Gasgemisch entfernt, wird der andere zur Regeneration beheizt. Der Gasfluss wird regelmäßig und automatisch umgeschaltet.
Das erzeugte Wasserstoff-Gas kann optional unter Verwendung eines
PSA (Pressure Swing Adsorption) zu Deutsch Druckwechseladsorption (DWA)-basiertem System bis zu 99,99 % weiter aufgereinigt werden. In diesem Fall ist ein Methanolgasreformer für Brennstoffzellen-Anwendungen gut geeignet.
Neben der Wasserstofferzeugung kann das gebildete exotherme Synthesegas (CO2 (Kohlendioxid) und H2 (Wasserstoff)) zur Stahlbehandlung verwendet werden. Ein Methanol Reformer damit kann anstelle eines Exogas-Generators verwendet werden, der mit Methan als Brennstoff arbeitet. Wasserstoff ist ein Reduktionsmittel und verhindert Oxidation oder Korrosion von Metalloberflächen in einem Ofen. Kohlendioxid reduziert den Kohlenstoffgehalt von Stahl. Exothermes Gas wird daher hauptsächlich für die thermische Behandlung, Glühen, Härten und Sintern von kohlenstoffarmem Stahl, verwendet.
| Methanol Reformer (SinceGas) | |||
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Um Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zu entfernen und damit Wasserstoff (H2) aufzureinigen, wird die sogenannte Druckwechseladsorption (DWA) bzw. Pressure Swing Adsorption (PSA) eingesetzt.
Aufgrund unterschiedlicher Adsorptionseigenschaften verschiedener Gase ist eine Trennung möglich.
Je nach Ausführung können auch andere Gase wie Stickstoff oder Sauerstoff abgetrennt werden.
Um Kohlenmonoxid und Kohlendioxid von Wasserstoff zu trennen und hochreinen Wasserstoff zu erzeugen, werden poröse Materialien wie Molekularsiebe oder Zeolithe verwendet.
Bei bestimmten Drücken strömt das Gasgemisch durch das für diese Anwendung ausgelegte Molekularsieb. Durch die stärkere Wechselwirkung von Wasserstoff mit dem Molekularsieb,
wird dieser auf der Oberfläche des Molekularsiebs gesammelt. Die anderen Gase (CO, CO2) werden nicht adsorbiert. Nachdem das Molekularsieb seine Kapazitätsgrenze erreicht hat,
wird der Gasstrom zu einem weiteren Molekularsieb umgeleitet. Mittels Druckminderung und der damit verbundenen deutlich schwächeren Wechselwirkung zwischen Molekularsieb und Wasserstoff,
kann nun der gereinigte Wasserstoff aus dem ersten Molekularsieb freigesetzt werden. Nach der Wasserstoffentfernung steht das erste Molekularsieb wieder zur Reinigung zur Verfügung.
Das System wird von einer Siemens Speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) gesteuert. Daher ist eine kontinuierliche Reinigung möglich.
| PSA Wasserstoff Aufreinigung (SinceGas) | |||
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