View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Abb. 5-5: Energiebilanz um eine Adsorbensschüttung
5.1 Prozess 1: Destillative Abtrennung und Adsorption
Die Wärmeenergie, die erforderlich ist, um den zugeführten Luftstrom nach der Vorwärmung
mit dem Abgas auf TReg zu erhitzen, ergibt sich zu
T T50 K
Q Luft,
zu ( TAus
) m
Luft c p,
L Reg Aus
(5-19)
Die elektrische Beheizung der Adsorbensschüttung hat eine Leistung von QReaktor = 1 kW. Zu
Beginn kann die gesamte Heizleistung aufgebracht werden, bis die Obergrenze der Heiztemperatur
TMax = 550°C erreicht ist. Damit die Auslegungstemperatur des Reaktors nicht
überschritten wird, darf TMax nicht überschritten werden. Daher wird die Heizleistung anschließend
durch den Wärmeübergang in die Adsorbensschüttung begrenzt:
2
lTeilstück
W
Reaktor minPReaktor ;
( T Tw
)
(5-20)
d R b
ln
d
R
Q Max
mit l = Länge des Reaktorteilstücks
W = Wärmeleitfähigkeit der Reaktorwand
b = Wandstärke des Reaktors
Die Verdichterleistung PVerdichter zur Förderung des Luftstroms durch die Adsorbensschüttung
errechnet sich mit einem Druckverlust von 50 mbar in der Schüttung analog zu Gl. 5-15. Zusätzlich
muss der Energieaufwand erfasst werden, der aus dem Kraftstoffverlust während
der Adsorption resultiert. Die verlorene Kraftstoffmenge wird durch die elektrische Energie
angegeben, die aus dem Kraftstoff mit der APU erzeugt werden könnte:
(5-21)
Q Kraftstoffverlust
Verlust Pel,
APU
4.) Wenn die Regenerationstemperatur erreicht ist, muss die Temperatur während der
Haltezeit tH konstant sein. Die Schüttung wird dabei weiterhin von einem Luftstrom mit der
vorgegebenen LHSV durchströmt. Neben den über die Isolierung abgegebenen Wärmeverlusten
QVerlust muss dem Prozess der mit dem Luftstrom am Austritt abgegebene Wärme-
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