Thermochemische Beständigkeit von keramischen Membranen und Katalysatoren für die H2-Abtrennung in CO-Shift-Reaktoren

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• Emanuel Forster

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Die Wassergas-Shift-Reaktion ist ein Verfahren zur Wasserstoffgewinnung, das in IGCC-Kraftwerken eingesetzt werden kann. Wasserstoffpermeable Membranen zeigen sich als vielversprechende Lösung zur Trennung der Produktgase. In Kooperation mit dem IEK-1 wurden verschiedene Membran- und Katalysatorsysteme auf thermochemische Stabilität unter kraftwerksnahen Bedingungen getestet. Im ersten Teil wurden Bariumzirkonate und Lanthanwolframat in Gasatmosphären ausgelagert, die die Gaszusammensetzung vor und nach dem Wassergas-Shift simulieren. Die Pulverproben wurden mittels Pulverdiffraktometrie analysiert, während gesinterte Proben durch Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersive Röntgenspektroskopie untersucht wurden. Es wurden Auslagerungen mit und ohne Verunreinigungen durchgeführt, wobei Karbonatisierung bei niedrigen Temperaturen und die Bildung zirkonreicher Phasen sowie Bariumchloridverbindungen beobachtet wurden. Zudem wurde ein CO-Shift-Reaktor mit einer planaren Lanthanwolframatmembran entwickelt. Im zweiten Teil wurde die Aktivität von eisenbasierten Katalysatoren und Molybdänkarbid bei Temperaturen von 200 °C bis 900 °C untersucht. Die Eisenkatalysatoren wechselten in aktive Phasen, während das Molybdänkarbid oxidierte. Die Eisenkatalysatoren wurden anschließend mit H2S, HCl, KCl und NaCl getestet, wobei der Einfluss von HCl bis 700 °C und von H2S bis 600 °C nachweisbar war. Der letzte Teil befasste sich mit tubulä

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• Année de publication: 2015