View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Energieaufwand / W x
1000
800
600
400
200
0
Therm. Abtrennung Adsorption
Hilfsenergie Kraftstoffverlust
500 450 400
TRegeneration / °C
5.1 Prozess 1: Destillative Abtrennung und Adsorption
mAds / g
4
3
2
1
0
500 450 400
TRegeneration / °C
Abb. 5-6: Einfluss der Regenerationstemperatur auf den Energieaufwand, die benötigte
Adsorbensmenge sowie den Feedstrom bei der Entschwefelung durch destillative
Abtrennung und Adsorption
Der Energieaufwand wird in vier Anteile aufgeteilt:
den Wärmestrom, der zur destillativen Abtrennung zugeführt werden muss. Für den im
Standardzustand angenommenen Destillatanteil wD= 0,5 muss die Wärmeenergie bei einer
Temperatur von 201°C zugeführt werden;
den Wärmestrom, den der Adsorptionsprozess zur Regeneration bei der gewählten Regenerationstemperatur
erfordert;
die Hilfsenergie, die zum Betrieb der elektrischen Systemkomponenten zur Förderung der
Fluidströme benötigt wird;
eine dem „Kraftstoffverlust“ entsprechende Energie. Während der Regeneration des Adsorbens
geht ein Teil des Kraftstoffs verloren, der nach der Adsorption in den Poren des
Adsorbens verbleibt. Dieser wird in die elektrische Leistung umgerechnet, die mit der
Brennstoffzellen APU aus der Kraftstoffmenge erzeugt werden könnte.
Die dargestellten 95%-Konfidenzintervalle beziehen sich auf den summierten Energiebedarf
und sind aus den Konfidenzintervallen der Laborversuche zur Adsorption aus Kap. 4.6 abgeleitet.
Dazu wurden der Einfluss des Fehlers der Adsorptionskapazität auf den Energiebedarf,
die benötigte Adsorbensmenge und den Feedmassenstrom durch eine Parametervariation
der Simulationsrechnung bestimmt. Auch der Einfluss des Fehlers auf den
Energiebedarf der destillativen Abtrennung, die an den Feedstrom gekoppelt ist, wurde dabei
berücksichtigt.
Der in Abb. 5-6 dargestellte Energieaufwand wird durch die destillative Abtrennung dominiert,
die bei 500°C 52 % des Gasamtaufwands ausmacht. Mit einem Anteil von 33 % ist der
Aufwand durch den Kraftstoffverlust während der Regeneration ebenfalls bedeutend, während
der restliche Aufwand der Adsorption zusammen mit der elektrischen Hilfsenergie für
m
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m
Feed
3,4
3,3
3,2
3,1
3
mFeed / (kg / h)
131