View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4 Experimentelle Untersuchungen im Labormaßstab
Die kontinuierlich ansteigende Durchbruchskurve ergibt sich folglich aus dem Schwefelgehalt
der Proben c s und dem mittleren, kumulierten Produktvolumen V m,
i mit
i 1 1 Vi
V m,
i Vi1
. ( 4-8)
mAds
j1
2
Um die Durchbruchskurven unterschiedlicher Adsorbentien zu vergleichen, werden die aufgefangenen
Probenvolumina auf die Adsorbensmasse mAds im Reaktor bezogen.
Neben der Durchbruchskurve, die den momentanen Schwefelgehalt des Produktes in Abhängigkeit
von dem aus dem Reaktor ausgetretenen Produktvolumen wiedergibt, ist der Verlauf
der durchschnittlichen Schwefelkonzentration im gesammelten Produkt Vk,i ein weiteres
Vergleichskriterium. Der kumulierte Schwefelgehalt sk i
86
i
j1
i
c , berechnet sich zu
csk
, i
Vi
ci
j1
i
V
( 4-9)
1
mit Vk
, i Vi
.
m
Ads
Der kumulierte Schwefelgehalt gibt den durchschnittlichen Schwefelgehalt im kumulierten
Produktvolumen wieder, der für die Anwendung im Brennstoffzellensystem maximal 10 ppm
betragen darf. Daher wurden in dieser Arbeit die Ergebnisse der durchgeführten Laborversuche
als Verlauf des kumulierten Schwefelgehaltes, der so genannten kumulierten Durchbruchskurve,
dargestellt (siehe Abb. 4-13).
Daraus können anschließend das Durchbruchsvolumen vS,10 und die Durchbruchskapazität
wS,10 berechnet werden. Das Durchbruchsvolumen entspricht dem Kraftstoffvolumen, das mit
einem Gramm Adsorbens auf 10 ppm entschwefelt werden kann. Die Durchbruchskapazität
gibt für diesen Fall die Beladung des Adsorbens mit Schwefel in mg Schwefel pro g Adsorbens
wieder.
4.6.3 Screening von Entschwefelungsadsorbentien mit dem Kraftstoff Jet A-1 A
Zur Auswahl von für die Zielanwendung geeigneten Adsorbentien wurden 10 Materialien auf
ihre Adsorptionskapazität und Regenerierbarkeit hin untersucht. Für die Studie wurden sowohl
neuentwickelte Adsorbentien verwendet, die sich im Forschungsstadium oder in der
Phase der Markteinführung befinden, als auch Adsorbentien, die bereits kommerziell verfügbar
sind. Die eingesetzten Adsorbentien sind in Tab. 4-12 aufgeführt.