View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5 Verfahrensanalyse und Bewertung
Die Laborversuche haben gezeigt, dass Kerosin mit den im Labormaßstab untersuchten Verfahren
auf den Zielwert von 10 ppm entschwefelt werden kann, wobei zum Teil die Kombination
von zwei Verfahren erforderlich ist. Es ergeben sich drei mögliche Prozesse:
Destillative Abtrennung und Adsorption
Pervaporation und Adsorption
Hydrierende Entschwefelung mit Vorsättiger
Im Gegensatz zur destillativen Abtrennung und der Pervaporation ist die Adsorption prinzipiell
geeignet, Kraftstoffe auf den Zielwert von 10 ppm zu entschwefeln. Da die Adsorptionskapazität
der verfügbaren Adsorbentien zur Entschwefelung von Jet A-1 jedoch zu gering für
die technische Anwendung ist, muss der Adsorption ein Grobentschwefelungsverfahren vorgeschaltet
werden. Die Laborversuche haben gezeigt, dass sich bei der Kopplung der Adsorption
mit der destillativen Abtrennung oder der Pervaporation viel versprechende Entschwefelungsprozesse
ergeben.
Mit dem dritten möglichen Verfahren, der hydrierenden Entschwefelung mit Vorsättiger, kann
der Schwefelgehalt von Jet A-1 mit bis zu 3000 ppm in einem Schritt auf weniger als 20 ppm
im Produkt reduziert werden. Die Kombination mit einem zusätzlichen Grobentschwefelungsverfahren
ist nicht erforderlich. Es müssen jedoch Möglichkeiten zur Optimierung aufgezeigt
werden, den Schwefelgehalt im Produkt zuverlässig auf den Zielwert von 10 ppm zu
reduzieren.
Die technische Anwendbarkeit der Verfahren ist damit jedoch nicht abschließend geklärt.
Dazu sind die Zielgrößen
Energieaufwand,
Baugröße,
zugeführter Kraftstoffstrom und
Dauerhaltbarkeit
zu bewerten. Im Folgenden wird daher die Auslegung eines APU-Systems mit einer Leistung
von 5 kWel für die drei potentiell geeigneten Prozesse beschrieben und im Hinblick auf die
genannten Kriterien untersucht. Wie bei den Laborversuchen wird dies zunächst mit Kerosin
durchgeführt und dann geprüft, ob die Ergebnisse auf die Entschwefelung von Heizöl EL
übertragbar sind.
Zur Auslegung wurden die folgenden Annahmen getroffen:
Die erforderlichen Systemkomponenten wie Pumpen, Verdichter, usw. stehen in der benötigten
Leistungsklasse zur Verfügung und werden mit der elektrischen Energie der
Brennstoffzelle betrieben.
117