View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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5 Verfahrensanalyse und Bewertung<br />
Energieaufwand / W x<br />
134<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Therm. Abtrennung Adsorption<br />
Hilfsenergie Kraftstoffverlust<br />
1 0,7 0,5 0,3 0,2<br />
Destillatanteil / % (Masse)<br />
mAds / g<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
1 0,7 0,5 0,3 0,2<br />
Destillatanteil / % (Masse)<br />
Abb. 5-9: Einfluss des Destillatanteils auf den Energieaufwand, die benötigte Adsorbensmenge<br />
sowie den Feedstrom bei der Entschwefelung durch destillative Abtrennung<br />
und Adsorption<br />
Die Variation des Destillatanteils verdeutlicht, dass der Kraftstoffverlust und die destillative<br />
Abtrennung ausschlaggebend für den Energieaufwand sind. Aufgrund der geringen Adsorptionskapazität<br />
zur Entschwefelung von Jet A-1 ohne vorgeschaltete destillative Abtrennung<br />
beträgt der Energieaufwand zur adsorptiven Entschwefelung 951 W, wovon 79 % vom Kraftstoffverlust<br />
während der Regeneration ausgehen. Die erforderliche Adsorbensmasse ist um<br />
den Faktor 4,3 höher als für einen Destillatanteil von wD= 0,3. Diese Ergebnisse unterstreichen,<br />
dass es vorteilhaft ist, die adsorptive Entschwefelung mit dem Adsorbens A-4 zusammen<br />
mit einer destillativen Abtrennung einzusetzen.<br />
Mit sinkendem Destillatanteil nimmt der Kraftstoffverlust stark ab, während der Anteil zur<br />
destillativen Abtrennung ansteigt. Da keine Adsorptionsversuche mit einem Destillatanteil<br />
von 0,2 vorliegen, wurde die Adsorptionskapazität für wD= 0,2 extrapoliert. Die extrapolierten<br />
Werte sind in der Grafik schraffiert dargestellt. Der minimale Energieaufwand wird bei einem<br />
Destillatanteil von 0,3 erreicht. Auch die erforderliche Adsorbensmasse wird mit sinkendem<br />
Destillatanteil wesentlich verringert. Der zuzuführende Kraftstoffstrom nimmt dagegen kontinuierlich<br />
zu. Für einen Destillatanteil von 0,2 muss ein Kraftstoffstrom von etwa 7,5 kg/h zugeführt<br />
werden, um einen entschwefelten Produktstrom von 1,35 kg/h für die Brennstoffzellen-APU<br />
zu erzeugen.<br />
Für eine technische Anwendung ist ein Destillatanteil von 0,3 zu bevorzugen, da damit der<br />
Energieaufwand minimiert ist und nur eine Adsorbensmasse von 2423 g erforderlich ist. Liegt<br />
die Priorität bei der Auslegung jedoch auf einem geringen Rückstandsanteil, so ist ein Destillatanteil<br />
von 0,5 oder 0,7 zu wählen. Für einen Destillatanteil von 0,7 steigt der Energieaufwand<br />
zwar um 14 % an, der zuzuführende Kraftstoffstrom wird jedoch gegenüber wD= 0,3<br />
um 53 % reduziert.<br />
m<br />
Ads<br />
m<br />
Feed<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
mFeed / (kg / h)
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