View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4 Experimentelle Untersuchungen im Labormaßstab
90
Schwefelgehalt / ppm
20
10
0
1 2 3 4
Kraftstoffvolumen / (ml / g-Ads)
Fraktion % (Vol.) 100 70 50 30
cS,0 ppm 536 369 303 264
vS,10 ml / g 0,94 2,21 2,70 4,07
wS,10 mg / g 0,40 0,63 0,63 0,82
Abb. 4-15: Vergleich der kumulierten Durchbruchskurve von Jet A1-A mit denen für niedrigsiedende
Teilfraktionen des Kraftstoffs. TAds = TU, LHSV = 0,8 h -1 nach [139]
Wie bereits in Kap. 4.4 erläutert, sinkt der Schwefelgehalt in der Teilfraktion mit dem Destillatanteil
ab. Erwartungsgemäß führte der geringere Schwefelgehalt im Destillat zu höheren
Durchbruchsvolumen bei der Adsorption. Wurde für die Adsorption eine Destillatfraktion eingesetzt,
die 30 % (Vol.) des ursprünglichen Kraftstoffs entspricht, stieg das Durchbruchsvolumen
um den Faktor 4,3. Aber auch die Durchbruchskapazität stieg an. Für die 30 % (Vol.)-
Fraktion ergab sich im Vergleich zu Jet A-1 die doppelte Adsorptionskapazität, während die
Kapazität für die 50 % (Vol.)- und die 70 % (Vol.)-Fraktionen um 58% höher lag als für
Jet A-1.
Die Zunahme der Adsorptionskapazität mit sinkendem Schwefelgehalt im zugeführten Kraftstoff
steht im Widerspruch zu einfachen Adsorptionsmodellen, die eine mit der Konzentration
des Adsorpt sinkende Kapazität beschreiben. Die Erklärung hierfür liegt in der Zusammensetzung
der unterschiedlichen Fraktionen. Die Untersuchungen zur destillativen Abtrennung
zeigten, dass der Gehalt an alkylierten Benzothiophenen in den niedrigsiedenden Fraktionen
deutlich geringer ist, während der Gehalt an Thiophen nicht reduziert ist. Mit einem Adsorbens,
das für Thiophene eine deutlich höhere Adsorptionskapazität hat als für Benzothiophene,
ergibt sich folglich mit niedrigsiedenden Fraktionen eine höhere Adsorptionskapazität.
Somit ist der Einsatz einer Vorentschwefelung sinnvoll, da die Halbierung des
Schwefelgehaltes im Kraftstoff zu einer überproportionalen Reduzierung der benötigten Adsorbensmasse
um 77 % führt.