Energieeffiziente Synthesegaserzeugung durch trockene Reformierung im industriellen Maßstab; Teilvorhaben: Metal Dusting

03ET1282E

Bild Forschungsprojekt
Laufzeit: 01.04.2015 - 31.03.2018
Partner: Linde AG, BASF SE, hte GmbH, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Geldgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Bearbeiter: Sonja Madloch
Arbeitsgruppe: Hochtemperaturwerkstoffe

DRYREF 2 ist ein vom BMWi gefördertes Verbundprojekt zwischen den Industriepartnern BASF SE, Linde AG und hte GmbH sowie den Forschungsbetrieben DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) und Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das Ziel dieses Projektes ist, eine im ersten Teil des Projekts identifizierte Katalysatormasse zur technischen Reife zu bringen. Unter Einsatz dieses Katalysators lässt sich das sogenannte Trockenreformierverfahren realisieren, bei dem besonders hochwertiges Kohlenmonoxid (CO)-reiches Synthesegas mit einem H2/CO-Verhältnis zwischen 2:1 und 1:1 gewonnen wird. CO-reiche Synthesegase sind für die chemische Industrie von großer Bedeutung, da sie die Ausgangsstoffe für zahlreiche Synthesen wie bspw. die Fischer-Tropsch-Synthese zur Gewinnung flüssiger Kohlenwasserstoffe darstellen. Das Trockenreformierverfahren stellt einen großen Schritt in der Weiterentwicklung ressourcenschonender Technologien dar, da hierbei Kohlendioxid (CO2) energieeffizient stofflich verwertet wird. Der gesamte Prozess erfolgt unter hohem Druck, was zum einen den Vorteil bietet, dass keine Nachverdichtung des Prozessgases nötig ist, zum anderen stellt es aber eine Herausforderung an die verwendeten Anlagenteile dar. Insbesondere im downstreaming Bereich durchlaufen hochkohlenstoffhaltige Gase einen Temperaturbereich, in dem eine besonders aggressive Form der Hochtemperaturkorrosion, das sog. Metal Dusting, auftreten kann. Ein hoher Kohlenstoffeintrag in den Werkstoff verursacht dabei die Ausscheidung von Graphit in der Mikrostruktur, was zu einer Volumenvergrößerung und damit einhergehenden Spannungen im Material führt. Der Werkstoff zerfällt letztlich zu einem Staub aus Metallpartikeln, Graphit und losen Rußpartikeln. Da es praktisch kaum möglich ist, Ort und Zeitpunkt eines Metal Dusting-Angriffs vorauszusagen, sollen im Rahmen dieses Projekts am DFI Tests unter den Prozessbedingungen durchgeführt werden. Das Verhalten von verschiedenen Werkstoffen wird in isothermen Auslagerungen bei hohem Druck und hoher Temperatur in Synthesegasatmosphäre untersucht. Zusätzlich werden Werkstoffproben in identischer Gasatmosphäre thermozyklisch ausgelagert, da dies eine besonders hohe Belastung für oxidschichtbildende Materialien darstellt. Aus den so gewonnenen Ergebnissen soll eine Werkstoffempfehlung für die einzusetzenden Anlagenteile getroffen werden, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

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