Es wurde ein Verfahren zur Brenngaserzeugung mittels katalytischer autothermer Reformierung schwefelarmer Dieselkraftstoffe für den Einsatz in Brennstoffzellenantrieben entwickelt und hinsichtlich Systemgewicht, Dynamik und Wirkungsgrad optimiert. Ergänzend wurden ausgewählte industrielle Katalysatoren im Hinblick auf ihre Eignung für die autotherme Reformierung von Dieselkraftstoffen geprüft. Es wurden geeignete Betriebsbereiche und die Betriebseigenschaften der Katalysatoren ermittelt. Für den besten Katalysator wurde schließlich ein Reaktor- und Betriebskonzept erarbeitet. Bei der Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur Brenngaserzeugung wurden zu Beginn neben der autothermen Reformierung auch die Prozesse der partiellen Oxidation und Dampfreformierung in Betracht gezogen. Für erfolgversprechende, energetisch optimierte Verfahrensentwürfe wurden auf Basis der Prozeßdaten für stationären Betrieb und Vollast die jeweiligen Gesamtwirkungsgrade und erforderlichen Apparate- und Katalysatormassen ermittelt. Im Fall von Verfahren der Brenngaserzeugnung mittels Dampfreformierung ergaben sich hierbei nicht praktikable Systemmassen. Die partielle Oxidation konnte aufgrund der niedrigen Systemwirkungsgrade ausgeschlossen werden. Die nachfolgenden Untersuchungen beschrankten sich folgerichtig auf Verfahren der autothermen Reformierung. Mit dem Ziel das Systemgewicht ohne Wirkungsgradeinbußen zu vermindern wurden entsprechende Systementwürfe fortwährend weiterentwickelt. Mit Hilfe von statischen Verfahrensanalysen für Vollast wurden dabei jeweils die hinsichtlich Wirkungsgrad und erforderlicher Systemmasse optimalen Prozeßparameter festgelegt. Für die Untersuchung des dynamischen Verhaltens der entworfenen Systeme wurden Modelle aller relevanten Apparate entwickelt. Diese Modelle wurden in das kommerzielle Software-Paket Matlab/Simulink inplementiert. Hiermit wurde zunächst das Übertragungsverhalten der einzelnen Apparate untersucht und daraus eine Strategie für den Kaltstart des Systems abgeleitet. Diese Strategie wurde durch Simulationsrechnungen überprüft und optimiert. Desweiteren wurde das Verhalten des Systems bei Lastschwankungen simuliert. Mit Hilfe der durchgeführten Simulationsrechnungen wurden darüberhinaus kritische Apparate identifiziert und das Potential innovativer Technologien wie der Mikrostrukturtechnik abgeschätzt. Zur experimentellen Untersuchung der katalytischen, autothermen Reformierung von Dieselkomponenten unter realistischen Betriebsbedingungen wurde ein Teststand für Leistungen bis 3 kW_H2 aufgebaut. Dort wurden verschiedene mit ausgewähltem Katalysator beschichtete Monolithe systematisch in relevanten Parameterbereichen getestet. Zur Charakterisierung der Monolithe und der Reformierungsprozesse wurden die Reformatzusammensetzung, das axiale Profil der Reaktortemperatur und der Kohlenwasserstoffumsatz bestimmt und schließlich geeignete Betriebsbereiche und maximal zulässige Raumgeschwindigkeiten festgelegt.


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    Title :

    Brenngaserzeugung aus Dieselkraftstoff für den Einsatz in Brennstoffzellenantrieben


    Additional title:

    On-board fuel gas processing of diesel fuel for fuel cell drive trains


    Contributors:
    Montel, S. (author)

    Publication date :

    2002


    Size :

    192 Seiten, 94 Bilder, 38 Tabellen, 114 Quellen


    Remarks:

    S. Anhang


    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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