Neue Publikation am APT zur Wasserstofferzeugung aus Biogas

In einer neuen Publikation des Lehrstuhls für Anlagen- und Prozesstechnik (APT) wird die Entwicklung und experimentelle Validierung eines dynamischen, anlagenweiten Prozessmodells für eine Biogas-Dampfreformierungsanlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff vorgestellt. Das Modell wurde sowohl im stationären als auch im dynamischen Betrieb anhand umfangreicher Messdaten einer Pilotanlage validiert. 

Die Nutzung von Biogas zur Wasserstoffproduktion bietet ein erhebliches Potenzial für den schnellen Hochlauf einer grünen Wasserstoffwirtschaft – insbesondere durch die Einbindung bestehender, dezentraler Biogasanlagen. In der aktuellen Veröffentlichung von Edwin Hirtreiter et al. in Industrial & Engineering Chemistry Research wird ein dynamisches Gesamtanlagenmodell einer kommerziellen Biogasdampfreformierungsanlage präsentiert, die im Rahmen des Projekts BioH2Ref an einem Biogasstandort in Krefeld betrieben wurde. 

Das entwickelte Modell bildet alle wesentlichen Prozessschritte detailliert ab, darunter die Biogasreformierung, die zweistufige Wassergas-Shiftreaktion sowie die Wasserstoffaufreinigung mittels Druckwechseladsorption. Validiert wurde das Modell mit Messdaten aus einer mehrtägigen Messkampagne, die sowohl stationäre Betriebspunkte als auch dynamische Lastwechsel, Änderungen des Dampf-zu-Kohlenstoff-Verhältnisses und Reformertemperaturen umfasst. 

Die Ergebnisse zeigen eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment und verdeutlichen insbesondere die Fähigkeit des Modells, transiente Effekte wie Temperaturüberschwinger im Reformerkatalysator zuverlässig abzubilden. Damit liefert die Arbeit eine belastbare Grundlage für die Analyse von Lastflexibilität, Betriebsstrategien sowie Start‑ und Abfahrprozessen und leistet einen wichtigen Beitrag zur beschleunigten industriellen Umsetzung modularer Biogasreformierungsanlagen für die Wasserstoffproduktion. 

Hier geht es zur Veröffentlichung: 
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c00318