Methanisierung in einem mit ionischen Flüssigkeiten gefüllten Blasensäulenreaktor
Die Erzeugung von SNG (Substitute Natural Gas) aus Biomasse ist eine Möglichkeit, fossile Energieträger wie Erdgas nachhaltig und nahezu CO2-neutral zu ersetzen. Bei der thermochemischen SNG-Erzeugung findet die Methanisierungsreaktion Anwendung. Diese Reaktion ist stark exotherm, weshalb die Abfuhr der Reaktionswärme im technischen Maßstab eine große Herausforderung darstellt. Im Rahmen der vorgestellten Arbeit wurde daher erstmals eine Methanisierungsreaktion unter Anwesenheit einer ionischen Flüssigkeit als internem Wärmeträgermedium in einem 3-phasigen Reaktionssystem betrieben.
Die Erzeugung von SNG (Substitute Natural Gas) aus Biomasse ist eine attraktive Möglichkeit, Biomasse effizient und unter Nutzung der bereits bestehenden (Erdgas-)Infrastruktur energetisch zu verwerten. Die Verwertungspfade von Bio - masse zu SNG orientieren sich an deren chemischer Zusammensetzung, hauptsächlich am Lignin- und am Wassergehalt. Feuchte Biomasse weist häufig einen geringen Ligningehalt auf und kann fermentativ zu Biogas (ca. 50 Prozent CH4, 50 Prozent CO2) umgewandelt werden. Aus „trockener“ ligninreicher Biomasse kann thermochemisch Synthesegas, ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, erzeugt werden, welches im Anschluss zu SNG umgewandelt werden kann (Abb. 1). Bei der thermochemischen Erzeugung von SNG werden über die Methanisierungsreaktion CO und H2 aus dem Synthesegas zu Methan und Wasserdampf umgesetzt. Diese Reaktion ist durch eine starke Exothermie gekennzeichnet. Eine effiziente Abfuhr der Reaktionswärme aus dem Reaktionssystem ist eine große technische Herausforderung bei diesem Prozess. In einigen wissenschaftlichen Arbeiten wurde die Anwendung von ionischen Flüssigkeiten (Abk.: IL, „ionic liquid“) als Wärmeträgermedien untersucht. Vor allem deren vernachlässigbar geringer Dampfdruck, gepaart mit einer (vermeintlich) hohen thermischen Stabilität könnte den Einsatz als Wärmeträgermedium direkt in chemischen Reaktoren ermöglichen. Das darauf basierende Anlagenkonzept ist in Abbildung 2 schematisch dargestellt.
| Copyright: | © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH | |
| Quelle: | Heft 04 - 2012 (April 2012) | |
| Seiten: | 6 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 4,00 | |
| Autor: | Dipl.-Ing. Felix Ortloff  | |
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