View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5.2.3.2 Ausführung der ersten Membranstufe ohne Kreislaufführung
5.2 Prozess 2: Pervaporation und Adsorption
Wenn die Pervaporation ohne Kreislaufführung ausgeführt wird, ist eine mehr als doppelt so
große Wärmezufuhr für die Pervaporation nötig, da die 13,77-fache Menge des Produktstroms
vor dem Eintritt in das Membranmodul auf die Betriebstemperatur erwärmt werden
muss (siehe Abb. 5-19). Steht genügend Abwärme zur Verfügung, wirkt sich dies jedoch
nicht auf den Systemwirkungsgrad, sondern nur auf die Wärmeübertragerflächen aus, die
dadurch größer werden.
Energieaufwand / W x
3000
2000
1000
0
Adsorption Hilfsenergie
Kraftstoffverlust Pervaporation
563 1675 3000 3000
2-stufig
cS / ppm
mAds / g
9
6
3
0
563 1675 3000 3000
2-stufig
cS / ppm
Abb. 5-19: Energieaufwand, Adsorbensmenge sowie der Feedstrom bei der Entschwefelung
von Kerosin durch Pervaporation und Adsorption ohne Kreislaufführung
Da der Schwefelgehalt im Produkt der Pervaporation ohne Kreislaufführung geringer ist, wie
in Kap. 5.2 erläutert, ergibt sich beispielsweise für Kerosin C eine um 13 % geringere Adsorbensmenge
und ein um 11 % verminderter Energieaufwand für die Adsorption. Die zuzuführende
Kraftstoffmenge steigt ohne Kreislaufführung jedoch um den Faktor 4,4 an. Dies ist
entsprechend auch mit der 2-fachen zuzuführenden Wärmemenge für die Pervaporation
verbunden.
5.2.4 Bewertung des Gesamtprozesses für Kerosin
Wie für den ersten Prozess muss für die technische Anwendung derzeit die Auslegung für
einen Schwefelgehalt von 3000 ppm erfolgen. Diese wird im Folgenden bezüglich der Zielgrößen
diskutiert:
Die Baugröße der gesamten Entschwefelung wird analog zum ersten Prozess unter Berücksichtigung
der Systemkomponenten mit dem dreifachen Behältervolumen der Grob-
und der Feinentschwefelung abgeschätzt (Tab. 5-6).
m
Ads
m
Feed
50
40
30
20
10
0
mFeed / (kg / h)
149