TY - THES

T1 - Implementierung und experimentelle Untersuchung von Festbettreaktoren für die CO- und CO2-Methanisierung

AU - Winkler, Harald

N1 - gesperrt bis 19-06-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Bei der Power-to-Gas Technologie wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Wird für die Konversion überschüssige erneuerbare Energie eingesetzt, eignet sich die Technologie zur Speicherung und Ausgleich der anfallenden Residuallasten. Der erste Schritt ist die Wasserelektrolyse, bei der H2O in H2 und O2, durch Einsatz elektrischer Energie, zerlegt wird. Ein möglicher Folgeprozess ist die chemische Methanisierung von CO oder CO2, welches mit H2 zu CH4 und H2O reagiert. Als CO2-Quellen eignen sich zum Beispiel Biogasanlagen, Chemieanlagen oder Stahlwerke und in Kombination mit einer PtG-Anlage können Synergieeffekte erzielt werden. Im Zuge dieser Arbeit wurde die bestehende Laboranlage zur Methanisierung des Lehrstuhls für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes weiterentwickelt. Die dreistufige Anlage mit Festbettreaktoren ist durch neue Druckreaktoren und Druckbehälter, sowie einer kürzeren Rohrführung optimiert worden. Zudem wurde eine Magnetdosierpumpe zur Wasserdampfdosierung in das Eduktgas in Betrieb genommen. Um zukünftige Adaptierungen an der Anlage dokumentieren zu können, wurde ein 3D-Plan des aktuellen Aufbaues erstellt. Die abschließende Durchführung von einstufigen und dreistufigen Versuchsreihen bei verschiedenen Betriebsparametern dient zur Validierung der Anlagenweiterentwicklung. Die Versuchsergebnisse wurden ausgearbeitet und mit den alten Messdaten gegenübergestellt.

AB - Bei der Power-to-Gas Technologie wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Wird für die Konversion überschüssige erneuerbare Energie eingesetzt, eignet sich die Technologie zur Speicherung und Ausgleich der anfallenden Residuallasten. Der erste Schritt ist die Wasserelektrolyse, bei der H2O in H2 und O2, durch Einsatz elektrischer Energie, zerlegt wird. Ein möglicher Folgeprozess ist die chemische Methanisierung von CO oder CO2, welches mit H2 zu CH4 und H2O reagiert. Als CO2-Quellen eignen sich zum Beispiel Biogasanlagen, Chemieanlagen oder Stahlwerke und in Kombination mit einer PtG-Anlage können Synergieeffekte erzielt werden. Im Zuge dieser Arbeit wurde die bestehende Laboranlage zur Methanisierung des Lehrstuhls für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes weiterentwickelt. Die dreistufige Anlage mit Festbettreaktoren ist durch neue Druckreaktoren und Druckbehälter, sowie einer kürzeren Rohrführung optimiert worden. Zudem wurde eine Magnetdosierpumpe zur Wasserdampfdosierung in das Eduktgas in Betrieb genommen. Um zukünftige Adaptierungen an der Anlage dokumentieren zu können, wurde ein 3D-Plan des aktuellen Aufbaues erstellt. Die abschließende Durchführung von einstufigen und dreistufigen Versuchsreihen bei verschiedenen Betriebsparametern dient zur Validierung der Anlagenweiterentwicklung. Die Versuchsergebnisse wurden ausgearbeitet und mit den alten Messdaten gegenübergestellt.

KW - Power-to-Gas

KW - Methanisierung

KW - Katalysator

KW - Energiespeicherung

KW - Festbettreaktor

KW - power to gas

KW - methanation

KW - catalyst

KW - energy storage

KW - fixed bed reactor

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.112

DO - 10.34901/mul.pub.2023.112

M3 - Masterarbeit

ER -