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Application note

电转换成气

典型案例是利用电对水进行电解以产生氢气,氧气是副产品。氢气可照常使用例如为燃料电池供电,事实上它的用途远不止于此。如果氢气随后与二氧化碳反应生成甲烷,可引入天然气网络。在德国和荷兰等国家,现有的基础设施可通过管道将天然气从提取或加工地输送到使用地-用于房屋中央供暖或厨房炉灶。
 

有几家德国公司正在开发一种技术,让细菌以氢气和二氧化碳为“食物”排出甲烷。可以称之为一种天然气发电应用以用于储存绿色电能,也可认为是一种含二氧化碳(CO2)工艺气体的处理技术。自然与科技的碰撞!甲烷(CH4)送入已存在的天然气网络。Bronkhorst经销商Wagner Mess- und Regeltechnik受邀提供质量流量计,用于为细菌提供足够的氢气和二氧化碳。

电转换成气

应用要求

客户的主要目标是优化细菌将氢气转换成甲烷的效率。过程首先在小规模上进行测试,以开发最优的细菌类型。过程优化参数有H2 和 CO2 流量 、细菌类型、温度和压力。为此需要高精准、高重复性提供氢气(和二氧化碳)到细菌反应容器的解决方案。

重要议题

  • 高重复性
  • 在ATEX Zone 2条件下运行
  • 自动化

工艺方案

Bronkhrost解决方案使用IN-FLOW 气体质量流量控制器提供氢气到反应容器,典型流量为10 – 50 ln/min。反应容器在厌氧条件下运行,温度为65 °C,压力为1 – 10 bars。大多数类型的细菌在大气压下感觉最舒适,其他类型则是在更高压力下。细菌代谢氢和二氧化碳并将其转化为甲烷。实验室为ATEX zone 2危险区域,因而,仪表需ATEX zone 2认证。

Bronkhorst仪表通过Profibus控制。给定设定值,并测量和记录实际值。记录数据,以便记录测试值。实验通常运行48小时,自动化很重要。当出现错误时,如设定值和实际值之间出现严重偏差,必须采取措施,即使是半夜。质量流量控制器的优势是在发生故障或紧急情况时,氢气供应可轻松停止,无需人为干预。

作为确定细菌代谢最佳条件过程的一部分,测试结果的重复性以及质量流量控制器的重复性非常重要。

虽然工艺方案看起来非常简单,两股气流进入,压力保持在特定值,一股气流流出,但末端需要一些处理。潮湿的甲烷流离开细菌容器,容器中含有ppm范围内的HCI,会损坏运输管道,必须清除。须添加硫醇,使天然气具有独特的气味,然后将其送入天然气管网。

电转换成气工艺方案