In dem von der EU geförderten Integrated Project Molten-carbonate fuel Cells for Waterborne Application (MC-WAP) soll der Nachweis erbracht werden, dass Multi-Megawatt-Anlagen auf Basis von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC) für Schiffe prinzipiell realisierbar sind. Um dieses anspruchsvolle Ziel zu erreichen, werden im Rahmen des Projektes Komponenten entwickelt und ausgelegt sowie umfangreiche Untersuchungen im Labor- sowie Pilotanlagenmaßstab durchgeführt. Die Berechnungen werden durch intensive experimentelle Untersuchungen zur Verbesserung des Anlagenwirkungsgrades und der Lebensdauer der Komponenten untermauert. Die geplante Anlage ist unterteilt in das sogenannte Fuel Processing Module (FPM) und das Fuel Cell Module (FCM). Im FPM wird Wasserstoff- und kohlenmonoxidreiches Synthesegas erzeugt, welches nachfolgend in der FCM genutzt wird, um auf dem Schiff elektrische Energie bereitzustellen. Als Ausgangsbrennstoff wird Heizöl verwendet, das zusammen mit Wasserdampf und Luft durch autotherme Reformierung in Synthesegas umgewandelt wird. Vor Eintritt des Gases in das FCM erfolgt eine Entschwefelung und Anpassung auf die geforderte Temperatur. In dieser Arbeit wurde das statische und dynamische Verhalten einer Reformierungsanlage (Fuel Processing Module) untersucht, welche Wasserstoff- und kohlenmonoxidreiches Synthesegas für eine MCFC-Brennstoffzelle bereitstellt. Hierbei stand die Ermittlung der optimalen Prozessparameter unter Berücksichtigung eines möglichst hohen Anlagenwirkungsgrades im Vordergrund. Durch die Untersuchung verschiedener Prozesseingangsstrom-Verhältnisse wurden die Betriebskenngrößen Luft-zu-Heizöl-Verhältnis und Dampf-zu-Heizöl-Verhältnis mit 4,17 kg/kg bzw. 3,89 kg/kg ermittelt. Der Anlagenwirkungsgrad beträgt bei diesem Betriebsfall 63,48 %. Ferner wurden für die dynamische Simulation die Modelle Plug-Flow-Reaktor und Gibbs-Gleichgewichtsreaktor miteinander verglichen. Dabei wurde gezeigt, dass sich die Abweichungen der Reaktionsprodukte und die Austrittstemperatur des Reaktors nicht signifikant unterscheiden und somit eine Vereinfachung des dynamischen Modells vorgenommen werden kann.


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    Title :

    Entwicklung eines Fuel Processing Modules zur Bereitstellung von Synthesegas für den maritimen Betrieb einer MCFC-Brennstoffzelle


    Contributors:
    Schulz, B. (author) / Loukou, A. (author) / Werzner, E. (author) / Trimis, D. (author)


    Publication date :

    2009


    Size :

    17 Seiten, 8 Bilder, 6 Tabellen, 8 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German