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Kombinierte Reformierung von Biogas zur Synthesegas-Erzeugung & Verstromung mittels SOFC-HT-Brennstoffzellen

Description: Das Projekt "Kombinierte Reformierung von Biogas zur Synthesegas-Erzeugung & Verstromung mittels SOFC-HT-Brennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Im Rahmen des IGF-Projektes 16126 N wurden folgende Ergebnisse erreicht: - Für das Biogas der Abwasserbehandlungsanlage der Zuckerfabrik Uelzen der Nordzucker AG wurde die Konzentration der Komponenten CH4, CO2 und H2S in den Produktionskampagnen 2009/10, 2010/11 und 2011/12 online erfasst. - Biogas-Rohgasproben wurden offline auf weitere Schadstoffe untersucht. Neben H2S wurden geringste Mengen an Mercaptanen detektiert. Ausgeschlossen werden konnten Chlor-, Fluor-, Ammonium- und Siloxanverbindungen. - Zur Biogasreinigung wurde eine H2S-Falle ausgelegt und erprobt. Die geforderte Grenzkonzentration von 1 ppmv H2S am Ausgang der H2S-Falle wurde durchgehend eingehalten. - Nach Screeningtests mit unterschiedlichen Katalysatorformulierungen wurde ein Katalysator identifiziert, der synthetisches Biogas durch kombinierte Trocken- und Dampfreformierung ab einer Temperatur von 550 C bis zum thermodynamischen Gleichgewicht umsetzt. - Die charakteristischen Leistungskurven für den kommerziellen SOFC-Stack MK200 mit synthetischem Biogasreformat wurden aufgenommen. Ein Langzeitversuch über 1.400 Betriebsstunden ergab keine erkennbare Degradation bei Betrieb mit synthetischem Biogasreformat. - Prozesssimulationen des Gesamtsystems bildeten die Grundlage für die Systemauslegung und lieferten zunächst die zu erwartende Zusammensetzung des Biogasreformates. Durch immer höhere Detaillierung der Simulation konnten das Gesamtsystemverhalten abgebildet und Wirkungsgrade präzise vorausgesagt werden. - Ein Reformermodul bestehend aus Brenner-Reformer-Einheit, Überhitzer und Verdampfer wurde ausgelegt und unter Berücksichtigung der Schnittstellen mit dem Gesamtsystem konstruiert. Durch strömungstechnische Simulationen konnte eine homogene Durchmischung der Gase beim Anströmen der Katalysatoren nachgewiesen werden. Das Reformermodul wurde gefertigt und charakterisiert. In allen untersuchten Betriebspunkten wurde ein Brenngas nahe dem thermodynamischen Gleichgewicht für die entsprechende Reformeraustrittstemperatur erreicht. - Für das Gesamtsystem wurde ein RI-Fließbild entwickelt, Zulieferkomponenten, Messtechnik und das Steuerungssystem beschafft sowie die Steuersoftware programmiert. Das System wurde im Labor aufgebaut und zunächst mit synthetischem Biogas in Betrieb genommen. Es konnte eine elektrische Leistung zwischen 900 und 960 Wel bei einem Wirkungsgrad zwischen 41 und 51 Prozent demonstriert werden. - Das System wurde an der Biogasanlage der Zuckerfabrik Uelzen der Nordzucker AG mit realem Biogas betrieben. Einstellbare Parameter wurden zur Erfassung des möglichen Betriebsfensters variatiert. Die erreichte elektrische Leistung lag zwischen 700 und 800 Wel, der Wirkungsgrad betrug zwischen 40 und 53 Prozent. (Text gekürzt)

Types:

SupportProgram

Origin: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biogas ? Uelzen ? Ammonium ? Brenngas ? Festoxid-Brennstoffzelle ? Chlor ? Fluor ? Schwefelwasserstoff ? Thiol ? Zuckerindustrie ? Hochtemperaturbrennstoffzelle ? Elektrische Leistung ? Biogasanlage ? Katalysator ? Synthesegas ? Thermodynamik ? Bioenergie ? Dampfreformierung ? Abwasserbehandlungsanlage ? Stromerzeugung ? Kohlendioxid ? Messtechnik ? Methan ? Schornstein ? Wasserstoffherstellung ? Erneuerbare Ressource ? Langzeituntersuchung ? Simulation ? Wirkungsgrad ? Biogaserzeugung ? Biogasaufbereitung ? Kenngröße ? Arbeit ? Schadstoff ? Grenzwert ? Off-Line-Betrieb ? On-Line-Betrieb ? Screening [Voruntersuchung] ? GEMISCHT ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

Time ranges: 2009-07-01 - 2012-04-30

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