AT526209A1 - Erzeugung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus Ethan und Propan mit Hilfe Perowskiter Strukturen - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff (40) und Kohlendioxid (32) aus Ethan (1), Propan (2) und Wasser (33) mit Hilfe eines perowskiten Strukturmembranreaktor (15). Ethan (1) wird bereit. gestellt, verdampft (3), Propan (7) wird bereitgestellt, verdampft (9) und im Mischer (12) zusammengeführt und im Wärmetauscher (14) überhitzt. Der Ethan- und Propandampf wird in dem Reaktor (15) in der Kammer (18) oxidiert und das so geronnene Gemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf abgekühlt (14,3,9) und in einem Kondensator (24) das Wasser abgeschieden und dem Behälter (33) zugeführt. Das Kohlendioxid wird abgekühlt, verdichtet (28) und kondensiert (29), das flüssige Kohlendioxid wird in einem Behälter (32) gespeichert. Voll entsalztes Wasser (33) wird in einem Behälter bereitgestellt, verdampft (35) und überhitzt (37) und dem Reaktor (15) in den Kammern (20) zugeführt und in Wasserstoff und Wasserdampf gespalten. Das Gemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf wird abgekühlt (35,37) und im Wärmetauscher (39) der Wasserdampf kondensiert und mit der Pumpe (41) rückgeführt, der Wasserstoff (40) wird als Produkt gewonnen.
Description
Ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff 40 und Kohlendioxid 32 aus Ethan 1, Propan 2 und Wasser 33 mit Hilfe eines perowskiten Strukturmembranreaktor 15. Ethan 1 wird bereitgestellt, verdampft 3, Propan 7 wird bereitgestellt, verdampft 9 und im Mischer 12 zusammengeführt und im Wärmetauscher 14 überhitzt, Der Ethan- und Propandampf wird in dem Reaktor 15 in der Kammer 18 oxidiert und das so gewormene Gemisch aus ; Kohlendioxid und Wasserdampf abgekühlt 14,3,9 und in einem Kondensator 24 das Wasser abgeschieden und dem Behälter 33 zugeführt. Das Kohlendioxid wird abgekühlt, verdichtet 28 und kondensiert 29, das flüssige Kohlendioxid wird in einem Behälter 32. gespeichert. Voll entsalztes Wasser 33 wird in einem Behälter bereitgestellt, verdampft 35 und überhitzt 37 und dem Reaktor 15 in den Kammern 20 zugeführt und in Wasserstoff und Wasserdampf gespalten. Das Gemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf wird abgekühlt 35,37 und im Wärmetauscher 39 der Wasserdampf kondensiert und mit der Pumpe 41 rückgeführt, der Wasserstoff 40 wird als Produkt gewonnen.
Schiefergas, auch Shale Gas genannt, ist eine Technologie der 50 ziger Jahre des letzten Jahrhunderts, Das Verfahren basiert auf der Idee mit Hilfe einer hydraulischen Flüssigkeit die in das poröse Gestein gepresst wird, das in dem Gestein gelöste Gas herauszulösen und zu gewinnen. Die Zusammensetzung von Schiefergas hat typische Werte:
Methan 75% Ethan 15% Propan ; 10% Restgase
Butan 0,1% Butene 0,1% Hexane 0,1% Pentane 0,1%
Damit ergibt sich bei der Verflüssigung von Schiefergas, dass neben flüssigem Methan in der Form von LNG ( = liquidfied natural gas } auch flüssiges Ethan und flüssiges Propan anfällt. Die qualitativen Anforderungen an flüssigem Methan auch als LNG {( = liquidfied natural gas.)
Bei den erneuerbaren Energieformen versteht man elektrische Energie, wie diese aus solarer Energie und Windenergie gewonnen werden kann, und thermischer Energie, wie diese aus Biomasse, Biogas, Geothermie und nuklearer Energie gewonnen werden kann. Während die Energieformen wie solare Energie, Windenergie, Biomasse, Biogas und Geothermie nachhaltig sind, ist die nukleare Energie auf die Verfügbarkeit des Brennstoffes begrenzt, also nicht nachhaltig. Eine Eigenschaft der nuklearen Energie liegt darin, dass die Energiedichte der Brennstoffe um den Faktor tausendfach höher ist, als die Energiedichte der oben genannten nachhaltigen Energieformen, Diese hohe Energiedichte bedingt, dass die benötigten Flächen zur Energieerzeugung wesentlich kleiner sind, als im Vergleich zu den niedrigen Energiedichten.
In seinem vielbeachteten Standardwerk „ Energy beyand Oil and Gas” hat sich der Nobelpreisträger der Chemie George Olah [1] mit der Frage beschäftigt welche Treibstoffen Brennstoffe und weiche chemischen Speicher kommen nach dem fossilen Zeitalter zur Anwendung, darunter hat erauch das bekannte Methanol angeführt, das aus Wasserstoff 40 und Kohlendioxid 32
Bekannt ist die Umwandlung von Ethan und Propan mit Hilfe der Wasserdampfreformierung, Das Verfahren hat den Nachteil, dass die Dampfreformierung katalytisch nur mit hohen‘ Drücken und Temperaturen umgesetzt werden kann, dass das wasserstoffreiche Produktgas in der Folge jedoch massive Mängel in der Reinheit hat, Aufwendige Gasreinigung ist Folge und machen das Verfahren unwirtschaftlich,
Die Aufgabe die sich nun stellt beruht darin Ethan und Prapan in Wasserstoff und flüssigen Kohlendioxid zu verwandeln, dabel einen reinen Wasserstoff zu erzeugen, dabei Kohlendioxid in flüssiger Phase zu speichern, ein skalierbares Verfahren zu finden und das Verfahren: soll für mobile und stationäre Anwendungen geeignet sein. Zudem hat das Verfahren für Energieformen mit hoher Energiedichte und mit niedriger Energiedichte geeignet zu sein.
Die hier vorliegende Erfindung basiert auf der Anwendung van perowskiten Strukturen und deren besonderen Eigenschaften.
Perowskit ist ein relativ häufiges Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide mit der chemischen. Zusammensetzung CaTiOs. Dabei handelt es sich um ein Mineral mit natürlichem Vorkommen.
Die Perowskit-Struktur ist ein wichtiger Strukturtyp für technisch bedeutende Verbindungen wie als Beispiel Ferroelektrika, der Begriff Perowskit-Struktur bezieht sich dabei aber auf eine kubische Kristallstruktur, die im namensgebenden Perawskit jedoch nicht vorliegt. Aufgrund des zu kleinen lonıenradius der Ca*-Kationen in CaTiOQ, ist die Kristallstruktur des eigentlichen Perowskit verzerrt, wodurch dieser im niedriger symmetrischen ortharhombischen Kristalilsystem kristallisiert. Die Kristalle des Perowskits haben dadurch
Im Perowskit-Typ ABO, kristallisieren folgende Stoffe:
* ArLa, Ca, Sr, Ba, 8=AlL Mn, Fe, Sn, Ce
Die in der Erfindung verwendeten Perowskiten Strukturen haben die Eigenschaft, dass diese bei einer Temperatur von 500°C bis 1000°C Saterstoffionen leiten Können. Der Sauerstoff stammt dabei von dem zugeführten Wasserdampf 38. Dabei wird der Wasserdampf 38 in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Wasserstoff wird als Gemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf 22 und aus dem Reaktor 15 abgeleitet. Die Sauerstofficnen werden dem Ethandampf und Propandampf zur Verfügung gestellt und der Ethandampf und Propandampf wird mit dem Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasserdampf oxidiert,
Der Membranreaktor 15 besitzt Membrane 19, die auf der einen Seite mit Wasserdampf durchströmt wird 20 und auf der anderen Seite 18 mit Ethandampf und Propandampf durchströmft wird, Der Membranreaktor 15 kann elektrisch beheizt werden 16, und kann gekühlt werden 17, Die Kühlung ist notwendig, da im Volllastbetrieb der Reaktor 15 mehr Wärme produziert als für die chemischen Reaktionen benötigt werden,
Als Ausgangsstoff und Energieträger wird einerseits Ethan verwendet, Die Eigenschaften von Ethan sind: Ethan ist ein farbloses und geruchloses Gas, es schmilzt bei 182,76 °C und siedet bei -88,6 °C. Es ist nur schlecht in Wasser löslich: 61 mg/l bei 20 °C. Zum Schmelzen werden 583 J/mol benötigt, zum Sieden 10 kJ/mol, Die molare Masse beträgt 30,07 g/mol, bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck hat die Dichte einen Wert 1,212 kg/m®, der Aggregatzustand ist gasfärmig.
In der folgenden Tabelle sind die thermodynamischen Daten von Ethan dargestellt:
ethane T
544, 2
„52,72 3,16
+ 463,48 7.24 2 41 37 75 74,48 41 85 Tabelle-4: Thermodynamische Sattdampfdaten von Ethan
Als Ausgangsstoff und Energieträger wird andererseits Propan verwendet, Die Eigenschaften von Propan sind: Propan ist ein farb- und geruchloses Gas, hat einen Schmelzpunkt von 187,7 °C und einen Siedepunkt von -42 °C. Der kritische Punkt liegt bei 94 °C (369,82. K} und 4,24 MPa. Prapan kann also leicht verflüssigt werden. Es löst sich sehr gering: bei 20 °C zu 80 mg/l in Wasser. Es ist hochentzündlich, schwerer als Luft und wirkt in hohen: Konzentrationen narkotisierend bis erstickend, Propan ist hochentzündlich und bildet zwischen einem Volumenanteil von 1,7% bis 10,8 % in Lult explosive Gemische. Seine Zündtemperatüur liegt bei 470 °C, Der Heizwert beträgt 12,874kWh/kg. Die molare Masse von Propan beträgt 44,10 g/mol. Die Dichte beträgt bei Umgebungstemperatur 25°C und Umgebungsdruck 1,013 bar 1,83 kg/m®. Der Aggregatzuständ ist bei Umgebungstemperatur 25°C und Umgebungsdruck 1,013 bar gäsförmig.
1
rE}
57 433,57
TLI%
93,37 304,32 140 Tabelle 1: Thermodynamische. Sattdampfdaten von
Ein weiterer Vorteil ist. die Erzeugung und Verwendung von Wasserdampf 38, der beim Anfahren der Anlage mit Hilfe von elektrischer Energie in dem Verdampfer 35 erzeugt wird, Dabei wird vollentsalztes Wasser, oder auch bekannt als destilliertes Wasser verwendet, das eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 bis 1 uS/em hat. Das Wasser wird in einem Behälter 33 bereitgestellt. Die thermodynamischen Daten von Wasser und Wasserdampf sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
Wasser T
39 4. 3 27 1 © 15 277,10 1 15 08 Tabelle. 2: Thermaodynamische Daten von Wasser und Wasserdampf.
Die Verwendung von perowskiten Strukturen 19 ermöglicht folgende chemische Schritte bei der Umwandlung von Ethan:
Erster Schritt: Dissoziation von Wasserdampf In in den. Kammern 20 des Reaktors 15: 7H20 —> T7H2 + 3,502
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu:
H2
3 270 kKJ/mol 15
Tabelle 3: Dissoziation von Wasserdampf bei einer Temperatur von 800°C
_ Zweiter Schritt: Die Oxidation von dampfförmigem Ethan erfolgt in den Kammer 18 des Reaktors 15:
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu.
1 34
Ö SR 800,00 1 15 1073,1 5 135 770,55
Tabelle 4: Oxidation von Ethan bei einer Temperatur von 800°C. Die Summenbilanz ergibt sich zu: C2H6+4H20 —» 2C02 + 7H2
Vergleicht man diese Summengleichung mit der bekannten und klassischen Wasserdampfreformierung, die im ersten Schritt einer Wassergasreaktion entspricht,
C2H6 + 2H20 — 2C0 + 5H2
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu:
1 30,00
1 1
„34,00 11 90 800 1073,15 126,00 1 135, 424 Ef
Tabelle 5: Reformierung von Ethan mit Wasserdampf bei einer Temperatur von 800°C Und im zweiten Schritt einer Shiftreaktion entspricht,
2C0 + Z2H20 — 2C02-+ ZH2
HZ 90 44
1
400,00
-5,65. | KJig Q 1,57 [KWhiKg
Tabelle-£: Reformierung von Kohlenmanoxid mit Wasserdampf bei einer Temperatur von 800°C
Und die Summenreaktion aus der Wassergasreaktion und der Shiftreaktion ergibt sich zu C2H6 + 4H20 —> 2C02-+7H2
in der Folge wird die Umwandlung von Propan analysiert. Die Verwendung von perowskiten
Strukturen. 19 als Membran in dem Reaktor 15 ermöglicht folgende chemische Schritte bei
der Umwandlung von Propani | ;
Erster Schritt: Dissoziation von Wasserdampf in den Kammern 20.des Reaktors 15;
10H20 — 10H2.+ 502
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu:
10731 41 439
Tabelle 3: Dissoziation von Wasserdampf bei einer Temperatur von 800°C
Zweiter Schritt: Die Oxidation von. dampfförmigem Propan erfolgt in den Kammern 18 des Reaktors 15: ;
C3HB + 502 —+ 3C02.+4H20
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu:
5,00
00 64
Tabelle 4: Oxidation von Propan bei einer Temperatur von 800°C
Vergleicht man diese Summengleichung mit der bekannten und klassischen Wasserdampfreformierung, die im ersten Schritt einer Wassergasreaktion entspricht,
C3HB8+3H20 —+ 3C0 + 7H2
Die Massen und Energiebilanz ergeben sich zu:
HZO ; CO
00
1 „110,00 „330,00
15
Sf
Tabelle 5.Reformierung von Propan mit Wasserdampf bei einer Temperatur von 800°C Und im zweiten Schritt einer Shiftreaktion entspricht,
3C0Q0 +3H20 —> 3C02.+ 3H2
Tabelle 6: Reformierung von: Kohlenmonoxig mit Wasserdampf bei einer Temperatur van 800°C
Und die Summenreaktion aus der Wassergasreaktion und der Shiftreaktion ergibt Sich zu C3H8 + 6H20 — 3C02 + 10H2
Ein weiterer Vorteil der perowskiten Strukturmembranen ist die sehr günstige energetische Bilanz. Der Reaktor 15 kann daher mit geringerer elektrischer Energie aufgeheizt werden 16 und kann In sehr einfacher Form, die benötigte Energie zur Verfügung mit Hilfe der Wärmerückgewinnung 3,9, 14 und 35,37 zu einem hohen Anteil von 85% zur Verfügung stellen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das im Rahmen der Umwandlung von Ethan 1, Propan 7 zu Wasserstoff 40 das gewonnene Kohlendioxid 32 verdichtet und verflüssigt wird. Das verflüssigte Kohlendioxid 23 wird auch als grünes Kohlendioxid bezeichnet, wenn aus erneuerbaren Prozessen elektrische Energie gewonnen wird, das nun gespeichert und recycelt werden kann, Damit ist ein echtes Nullemissionsverfahren vorhanden.
Die Anwendung der hier vorgestellten Erfindung ist bei stationären und mobilen Anlagen möglich, die Wasserstoff verwerten und zur Erzeugung von Wärme und elektrischer Energie im Sinne einer Kraft Wärme Kopplung verwenden. Der Vorteil dieses Verfahrens legt in der Trennung der Stoffströme, sodass eine aufwendige Trennung des Wasserstoffs mit Hilfe von einer Druckwechseladsorption und eine Aufreinigung mit Gaswäscher und Aktivkohlefilter und Platinfiter nicht notwendig sind.
Ein weiterer Vorteil ist die einfache und günstige Transpertmöglichkeit von Methanol und füssigen Kohlendioxid, mit Hilfe von Bahn, LKW und Schiff.
1 Behälter für Ethan
2 . Pumpe
3 Verdampfer für Ethan 4 Regelarmatur
5 Regelarmatur
6 Regelarmatur
7 Behälter für Propan 8 Pumpe
9 Verdampfer
10 Regelarmatur
11 Regelarmatur
12 Mischer
13 Regelarmatur
14 Überhitzer
15 Membranreaktor
16 elektrische Heizung
17 Kühlung
18 Kammern für Ethan und Propan 19 Membran
20 Wasserdampfkammern
21 Regelarmatur
22 Regelarmatur
23 Mischer
24 Kondensator für Wasserdampf 25 Wärmetauscher für Kohlendiaxid 26 Pumpe ; 27 Regelarmatur
28 Verdichter
29 Kondensator für Kohlendioxid 30 Regelarmatur
31 Regelarmatur
32 flüssiges Kohlendioxid
33 Behälter für Wasser
34 Pumpe
35 Verdampfer
36 Regelarmatur
37 Überhitzer
38 Regelarmatur
38 Kondensator
40 Wasserstoff
41 Pumpe
42 Regelarmatüur
43 Regelarmatur
Symbole
H2 Wasserstoff H2O Wasser CHICH Methanol CO? Kohlendioxid
CO
02 Sauerstoff C2H6 Ethan C3H8 Propan Literatur
[1]
George Olah, Beyond Qil and Gas: the Methanol economy, VCH Wiley, 2008, Auflage
3.
10
Abbildungen Abbildung 1
Die Abbildung 1 zeigt einen Behälter 1, in dem flüssiges Ethan bereitgestellt wird, das mit einer Pumpe 2 einem Verdampfer 3 zugeführt wird, Überschüssiges Ethan wird in den Behälter rückgeführt, In einem Behälter 7 wird Aüssiges Propan bereitgestellt, das über eine Pumpe 8 einem Verdampfer 9 zugeführt wird, überschüssiges Propan wird in den Behälter 7 rückgeführt, Ethan und Propan werden im Mischer 12 zusammengeführt, in einen Ä Wärmetauscher 14 überhitzt und dem Membranreaktor 15 zugeführt, Der Membranreaktor besitzt intern Membranen aus perowskiter Struktur 19, Kammern für den Ethandampf und Propandampf 18, Kammern für den überhitzten Wasserdampf 20. Der Reaktor 15 kann elektrisch beheizt werden 16, und kann auch gekühlt werden 17. Das zu Kohlendioxid und Wasserdampf oxidierte Ethan und Propan wird in den Wärmetauschern 14,9,3 abgekühlt und einem Kondensator 24 zugeführt. In dem Kandensator 24 wird das Wasser als Kondensat über die Pumpe 26 dem im Behälter 33 bereitgestellten Wasser zugeführt. Das verbleibende Kohlendioxid wird abgekühlt 25 und verdichtet 28 und in dem Wärmetauscher 29 kondensiert und in einem Behälter 32 in Aüssiger Phase gespeichert. Voll entsalztes Wasser wird in einem Behälter 33 bereitgestellt und mit einer Pumpe 34 einem Verdampfer 35 zugeführt, überschüssiges Wasser in den Behälter rückgeführt. Der Wasserdampf wird in dem Wärmetauscher 37 überhitzt und dem Reaktor 15 in den Kammern 20 zugeführt. Im Reaktor 15-wird der Wasserdampf in Wasserstoff und Wasserdampf umgewandelt und der so gewonnene Wasserstoff in den Wärmetauschern 37,35 abgekühlt und einem Kondensator 39 zugeführt. In dem Kondensator 39 wird das Wasser über die Pumpe 41 dem Behälter 33 rückgeführt. Aus dem Kandensator 39 wird der Wasserstoff als gewünschtes Produkt 40 gewonnen.
Claims (1)
1. Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff (40) und Kohlendioxid (32} aus Ethan (1) und Propan (7) und Wasser (24) mit Hilfe eines Perowskite Strukturen Membranreaktors (15), umfassend folgende Schritte
- Bereitstellung von Ethan in einer Behälter (1), wobei der Druck einen Wert minimal 1 bar, maximal 40 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 5°C, maximal 50°C hat, wobei das Volumen einen Wert minimal 1 1, maximal 100 m? hat, wobei Ethan in flüssiger Phase vorliegt,
- Verdampfen von Ethan in einem Wärmetauscher (4), wobei der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 50°C, maximal 150°C hat, wobei die Verdampfungswärme elektrisch erzeugt eine Leistung von 1KW maximal T000kW hat, wobei die thermische Wärme aus dem. heißen Gasgemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf 21 aus dem Reaktor 15 einen Wert minimal 10kW, maximal 1000kW. hat, wobei der Volumenstrom an zu verdampfenden Ethan einen Wert minimal von 1L/h, maximal 10 mh hat,
- Bereitstellung von Propan in einem Behälter (7), wobei der Druck einen Wert minimal 7 bar, maximal 40 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 5°C, maximal 50°C hat, wobei das Volumen einen Wert minimal 1 1, maximal 100 m hat, wobei Propan in flüssiger Phase vorliegt, ;
- Verdampfen von Prapan in einem Wärmetauscher (9), wobei der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 50°C, maximal 150°C hat, wobei die Verdampfungswärme elektrisch erzeugt eine Leistung von 1kW maximal 100C0kW hat, wobei die thermische Wärme. aus dem heißen Gasgemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf 21 aus dem Reaktor 15 einen Wert minimal 10kW, maximal 1000kW hat, wobei der Volumenstrom an zu verdampfenden Propan einen Wert minimal von 1L/h, maximal 10 mh hat,
- Mischen von Ethan (1) und Propan (7) in einem Mischer (12) wobei der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 50°C, maximal 150°C hat, wobei der Volumenstrom an zu überhitzenden Ethan und Propan einen Wert minimal von 2LU/h, maximal 20 mh hat, wobei die Konzentration von Ethan einen Wert minimal von 0%, maximal van 100% hat, wobei die Konzentration von Propan einen Wert Minimal von 0%, maximal von 100% hat,
- Überhitzen von Ethan und Propan in einem Wärmetauscher (14), wobei der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 150°C, maximal 800°C hat, wobei die thermische Wärme aus dem heißen Gasgemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf 21 aus dem Reaktor 15 einen Wert
minimal 10kW, maximal 1000kW hat, wobei der Volumenstrom an zu überhitzenden Methanol einen Wert minimal von 2U/h, maximal 20 mh hat,
Bereitstellung von Wasser in einem Behälter (33), wobei der Druck einen Wert minimal 1 bar, maximal 3 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 5°C, maximal 50°C hat, wobei das Volumen einen Wert minimal 1.1, maximal 100 m* hat, wobei das Wasser eine Leitfähigkeit minimal 0,01 uS/cm, maximal. 1 WS/cm hat, wobei das
Verdampfen von Wasser in einem Wärmetauscher (35), wobei. der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen. Wert minimal von 50°C, maximal 150°C hat, wobei die verdampfungswärme elektrisch erzeugt eine Leistung von 1KkW maximal 1000kW hat, wobei die thermische Wärme aus dem heißen Gasgemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf 22 aus dem Reaktor 15 einen Wert minimal. 1OkW, maximal. 1000kW hat, wobei der Volumenstrom an zu verdampfenden Wasser einen Wert minimal von 3L/h, maximal 30 mh hat,
Überhitzen von Wasser in einem Wärmetauscher (37), wobei der Druck einen Wert minimal von 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 150°C, maximal 800°C hat, wobei die thermische Wärme aus dem heißen Gasgemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf 22 aus dem Reaktor 15 einen Wert minimal 1OkW, maximal 1000kW hat, wobei der Volumenstrom an zu überhitzenden Wasser einen. Wert minimal von 3L/h, maximal 30 mh hat,
- Erzeugung von Wasserstoff (15) in einem Reaktor (15) mit perowskite Strukturmembranen (19) zu Wasserstoff und Wasserdampf (22), wobei der Reaktor (15) elektrisch beheizt eine Heizleistung (16) einen Wert minimal TOkW, maximal S000kW hat, wobei die Kühlleistung (17) des Reaktors (15) einen Wert minimal 1OkW, maximal 5000kW hat, wobei die Leitfähigkeit ar Sauerstoffionen in den perowskiten Membranen einen Wert minimal 1S/cm, maximal 1000S/cm hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 400°C, maximal 1000°C hat, wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 8 bar hat, wobei der Wasserdampf einen Volumenstrom minimal 3L/h, maximal 30m%h hat, wobei der Wasserdampf zu Wasserstoff dissoziert wird und der Umsetzungsgrad einen Wert minimal 85%, maximal 99,9% hat,
Rückgewinnen von Wärme in den Wärmetauscher (35,37) aus dem Gas- und Dampfgemisch (22) aus Wasserstoff und Wasserdampf, wobei die Temperatur von Wasserstoff und Wasserdampf aus dem Reaktor einen Wert minimal von 400°C, maximal 1000°C hat, wobei die Temperatur von Wasserstoff und Wasserdampf aus dem Wärmetauscher einen Wert minimal von 150°C, maximal 200°C hat wobet der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei der Volumenstrom einen Wert minimal 3L/h, maximal 30m®/h hat, ;
Rückführung von Wasserkondensat aus dem Wärmetauscher (36) in den Behälter
(7) aus dem Gas- und Dampfgemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf, wobei die Temperatur einen Wert minimal von 5°C, maximal 50°C hat, wobei der Druck einen
Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei der Volumenstrom an Wasserkondensat einen Wert minimal 1L/h, maximal 5m3/h hat, 0
Oxidation von Ethan und Propan in einem in einem Reaktor (15) mit perowskite Strukturmembranen (19) zu Kohlendioxid und Wasserdampf (21), wobei der Reaktor elektrisch Heizleistung (16) einen Wert minimal 10kW, maximal 5000KW hat, wobei die Kühlleistung (17) einen Wert minimal 10kW, maximal 5000kW hat, wobei die Leitfähigkeit an Sauerstoffionen in den perowskiten Membranen einen Wert minimal 1S/cm, maximal 1000S/cm hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 400°C, maximal 1000°C hat, wobel der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei das Gemisch aus Ethan- und Propandampf einen Volumenstram minimal 2L/h, maximal 20m*h hat, wobei das Gemisch aus Ethan- und Propandampf zu | Kohlendioxid und Wasserdampf (21). oxidiert wird und der Umsetzungsgrad einen Wert minimal 99%, maximal 99,9% hat
Rückgewinnen von Wärme in den Wärmetauscher (14,9,3} aus dem Gas- und Dampfgemisch (21) aus Kohlendioxid und Wasserdampf, wobei die Temperatur des Gas- und Dampfgemisch (21) aus Kohlendioxid und Wasserdampf aus dem Reaktor (15) einen Wert minimal von 400°C, maximal 1000°C hat, wobei die Temperatur des Gas- und Dampfgemisch (21) aus Kohlendioxid und Wasserdampf vor dem Wärmetauscher (24) einen Wert minimal von 150°C, maximal 200°C hat wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei der Volumenstrom einen Wert minimal 2L/h, maximal. 20m%h hat,
Rückführung von Wasserkondensat aus dem Wärmetauscher (24) in den Behälter (33), wobei die Temperatur des Gas- und Dampfgemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf einen Wert minimal von 5°C, maximal 50°C hat, wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei der Volumenstrom an. Wasserköndensat einen Wert minimal 1L/h, maximal 0,5m*%h hat,
Abtrennen von Kohlendioxid in einem Wärmetauscher (24), wobei die Temperatur des Kohlendioxids einen Wert minimal von 5°C, maximal 50°C hat, wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 6 bar hat, wobei der Volumenstrom an Kohlendioxid einen Wert minimal 1L/h, maximal 0,5m%h hat, wobei das Kohlendioxid _ in gasförmiger Phase vorliegt, ;
Verdichten von Kohlendioxid aus dem Wärmetauscher (24) mit einem elektrisch angetriebenen Kolbenverdichter (28), wobei die Temperatur einen Wert minimal von 5°C, maximal 50°C hat, wobei der Druck einen Wert minimal 50 bar, maximal 100 bar hat, wobei der Volumenstrom an Kohlendioxid einen Wert minimal 11/h, maximal 0,5m*/h hat, wobei die elektrische Leistung einen Wert minimal 1kW, maximal 1000 KW hat,
Verflüssigen von Kohlendioxid in einem Wärmetauscher (29), wobei die Temperatur einen Wert minimal von 1°C, maximal 25°C hat, wobei der Druck einen
Wert minimal 50 bar, maximal 100 bar hat, wobei der Volumenstrom an Kohlendioxid einen Wert minimal TL/h, maximal 0,5m*/h hat, wobei das Kohlendioxid in Nüssiger Phase abgeschieden wird, ;
Bereitstellung von Kohlendioxid in einem Behälter (32), wobei der Druck einen Wert minimal 50 bar, maximal 100 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 5°C, maximal 25°C hat, wobei das Volumen einen Wert minimal 1.1, maximal 100 m* hat, wobei Kohlendioxid in flüssiger Phase vorliegt,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA107/2022A AT526209A1 (de) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | Erzeugung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus Ethan und Propan mit Hilfe Perowskiter Strukturen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA107/2022A AT526209A1 (de) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | Erzeugung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus Ethan und Propan mit Hilfe Perowskiter Strukturen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT526209A1 true AT526209A1 (de) | 2023-12-15 |
Family
ID=89123199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA107/2022A AT526209A1 (de) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | Erzeugung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus Ethan und Propan mit Hilfe Perowskiter Strukturen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT526209A1 (de) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962423A1 (de) * | 1998-06-03 | 1999-12-08 | Praxair Technology, Inc. | Reformierungsanlage mit einer Keramikmembran |
| EP3907386A1 (de) * | 2018-12-31 | 2021-11-10 | Kerionics, S.L. | Verfahren zur trennung von gasen in einem sauerstoff-brennstoff-verbrennungsverfahren unter verwendung sauerstoffdurchlässiger membranen |
-
2022
- 2022-05-17 AT ATA107/2022A patent/AT526209A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962423A1 (de) * | 1998-06-03 | 1999-12-08 | Praxair Technology, Inc. | Reformierungsanlage mit einer Keramikmembran |
| EP3907386A1 (de) * | 2018-12-31 | 2021-11-10 | Kerionics, S.L. | Verfahren zur trennung von gasen in einem sauerstoff-brennstoff-verbrennungsverfahren unter verwendung sauerstoffdurchlässiger membranen |
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