View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

3 Neue Lösungsansätze zur dezentralen Entschwefelung von
Mitteldestillaten
Alternative Ansätze zu den beiden großtechnisch eingesetzten Entschwefelungsverfahren
wurden bisher nur im Labormaßstab demonstriert und stehen derzeit nicht als technische
Anwendung zur Verfügung. Für den Betrieb von Brennstoffzellen-APUs mit den an Bord verfügbaren
Kraftstoffen ist daher die Entwicklung alternativer Entschwefelungsverfahren eine
Schlüsselaufgabe. Im Folgenden werden dazu verschiedene neuartige Ansätze vorgestellt
und vor dem Hintergrund der Anwendung in mobilen Brennstoffzellensystemen diskutiert.
3.1 Hydrierende Entschwefelung mit Vorsättiger
Die hydrierende Entschwefelung mit Vorsättigung ist eine Weiterentwicklung der herkömmlichen
hydrierenden Entschwefelung. Da der Kraftstoff bei diesem Prozess im flüssigen Zustand
entschwefelt wird und die Wasserstoffrezyklierung entfällt, ist das Verfahren eine interessante
Alternative für die Zielanwendung.
3.1.1 Grundlagen
Der grundlegende Unterschied zur herkömmlichen Hydrierung liegt darin, dass der für die
Hydrierung erforderliche Wasserstoff vor dem Eintritt in den Reaktor in der flüssigen Kraftstoffphase
gelöst wird. Die Diffusion des Wasserstoffs in die flüssige Phase erfolgt extern, so
dass im Gegensatz zum herkömmlichen dreiphasigen Rieselbettreaktor keine Gasphase im
Reaktor vorliegt. Es liegt dann ein reines Zweiphasensystem aus gesättigtem Kraftstoff und
Katalysator vor [50]. Die nach der Hydrierung im Kraftstoff gelöste überschüssige Wasserstoffmenge
ist so gering, dass keine Rezyklierung des Wasserstoffs erforderlich ist [37, S.
31f.]. Der Ablauf des Verfahrens ist in Abb. 3-1 dargestellt.
Reformatgas
Jet A-1
Abgas
Entschwefeltes
Produkt + H2S
Gasabscheider
Abb. 3-1: Verfahrensfließbild für die hydrierenden Entschwefelung mit Vorsättigung
Zunächst werden der Kraftstoff und der Wasserstoff auf den Reaktordruck zwischen 15 bar
und 30 bar komprimiert. Im Vorsättiger wird das zugeführte Gas anschließend im flüssigen
Kraftstoff gelöst. Stand der Technik ist der Einsatz eines Sättigers in Form von einem Behäl-
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