Redox-Kreisprozess zur Produktion von reinem Wasserstoff aus dem Rohgas eines Holzvergasers (Redox-Filter)

• Research unit: SFOE
• Project number: 38331

Key words (German)

TP0032;Industrielle Solarenergienutzung

Short description (German)

Redox-Kreisprozess zur Produktion von reinem Wasserstoff aus dem Rohgas eines Holzvergasers (Redox-Filter)

Publications / Results (German)

Die Vergasung von Biomasse liefert ein Synthesegas, welches entweder direkt für die Stromerzeugung genutzt werden kann oder in chemischen Prozessen zu Treibstoffen umgesetzt werden kann. Als Nebenprodukt entstehen bei der Vergasung mehr oder weniger Teere, welche in den nachgeschalteten Prozessen zu Störungen führen können. Bei der Erzeugung von Treibstoffen wie Wasserstoff, Methanol oder Fischer-Tropsch-Diesel aus CO und Wasserstoff ist ein möglichst hoher Umsatz an des Methans erwünscht.Untersuchungen an Eisennickeloxiden mit Spinellstruktur haben gezeigt, dass die Reduktion mit verdünnten Methan/Dampf-Gemischen neben einem Eisenoxid (Wüstit) kontinuierlich frische Nickeloberflächen erzeugt, welche den Methanabbau katalysieren. Durch die stete Erneuerung kann die Wirkung von Katalysatorgiftenzurückgedrängt werden. Die Reduktion wird durch das Durchleiten von Wasserdampf umgekehrt, dabei wird der ursprüngliche Spinell neu gebildet und Wasserstoff freigesetzt. In einem 35-stündigem Experiment haben wir den Reduktions-/Oxidationsvorgang 20 mal wiederholt. Die Funktionalität des Materials blieb dabei erhalten. Wir haben jedoch festgestellt, dass Sinterprozesse die chemische Reaktivität vermindern und dass auch die katalytische Aktivität abnimmt. Eine Schwäche dieses Kreisprozesses ist jedoch der hohe Dampfbedarf im Oxidationsschritt. Es wurde deshalb auf eine detaillierte Abklärung der Deaktivierungsmechanismen verzichtet und die Arbeiten am Redoxfilter abgeschlossen.Wir haben statt dessen einen alternativen Ansatz zur Verminderung des Teer- und Methangehalts in Vergasergas weiterentwickelt und ein Arbeitsprogramm festgelegt. Die Arbeiten haben neu zum Ziel das Potenzial von chemisch aktiven Bettmaterialien für einen verbesserten Teerabbau bei der Biomassevergasung zu evaluieren. In einem ersten Schritt wurde die chemische Reaktivität von Olivinen [(Fe,Mg)2SiO4] gegenüber Methan untersucht. Mit Hilfe von thermogravimetrischen Messungen und simultanen Gasanalysen konnte gezeigt werden, dass Olivine in der Lage sind Methan zu oxidieren. Dieser Befund legt nahe, dass reaktive Bettmaterialien geeignet sind, den Teer- und Methangehalt bei der Biomassevergasung zu senken und damit die Aufwendungen für die Gasaufbereitung zu vermindern.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Biollaz,Serge
Stucki,Samuel
Sturzenegger,Marcel

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