Trenntechnik

Bei der Wasserstoffabscheidung kommt die Druckwechseladsorptionstechnologie (PSA) zum Einsatz, bei der Molekularsiebbetten CO₂, CO, CH₄ und andere Verunreinigungen bevorzugt adsorbieren, während Wasserstoff hindurchströmen kann. Der Prozess wechselt zwischen Adsorption bei erhöhtem Druck und Regeneration bei niedrigerem Druck und erzeugt so hochreinen Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von typischerweise 99,9–99,999 %. ERGIL entwickelt Mehrbettanlagen, die eine kontinuierliche Wasserstoffproduktion ermöglichen, während einzelne Behälter regeneriert werden.

Schiffskonfiguration

Vertikale Druckbehälter enthalten geschichtete Adsorptionsbetten, die für die jeweilige Zusammensetzung des Speisegases optimiert sind. Einlassverteilersysteme sorgen für einen gleichmäßigen Gasstrom über den gesamten Querschnitt des Bettes. Interne Rohrleitungen steuern die Abfolge der Zyklusventile für die Schritte Adsorption, Druckentlastung, Spülung und Wiederbefüllung. Auslasssammelsysteme liefern gereinigten Wasserstoff mit dem vorgeschriebenen Druck. ERGIL legt die Dimensionierung der Behälter auf der Grundlage der Zufuhrdurchflussrate, des Wasserstoffpartialdrucks, der erforderlichen Reinheit und der angestrebten Rückgewinnungswirkungsgrade fest.

Prozessintegration

Komplette PSA-Anlagen umfassen mehrere Trennbehälter, automatische Zyklusventile, Puffertanks, Druckregelung und Steuerungssysteme. Die Aufbereitung des Speisegases kann eine vorgelagerte Filtration, Temperaturregelung oder Kompression umfassen, um die Trennleistung zu optimieren. Das Restgas aus den Regenerationszyklen kann in Brennstoffsysteme oder zur Weiterverarbeitung geleitet werden. ERGIL bietet eine vollständige Prozessauslegung, bei der die Wasserstoffabscheidung in den bestehenden Anlagenbetrieb integriert wird.

Anwendungen

Wasserstoffrückgewinnung in Raffinerien aus Abgasen des katalytischen Reformers, Spülströmen aus Hydrocrackern und Rückführkreisläufen von Hydrotreatern. Wasserstoffreinigung in der Petrochemie aus Synthesegas des Dampf-Methan-Reformers oder aus Spülgas aus Ammoniakanlagen. Industrielle Wasserstoffrückgewinnung aus Atmosphären der Metallbehandlung oder aus Prozessen der Elektronikfertigung. Die typischen Wasserstoffkonzentrationen im Einsatzmaterial liegen zwischen 40 und 90 %, wobei Rückgewinnungsraten von 85 bis 95 % erreicht werden.

Gestaltungsrichtlinien

Druckbehälter, die gemäß ASME Abschnitt VIII, Abteilung 1 oder EN 13445 konstruiert und gefertigt wurden. Betriebsdrücke von 150 bis 600 psig, abhängig von den Einsatzbedingungen. Ausführung aus Kohlenstoffstahl oder Edelstahl mit Innenbeschichtungen, sofern dies für korrosive Komponenten erforderlich ist. Auswahl der Adsorptionsmittel entsprechend den Eigenschaften des Einsatzgases, einschließlich Schwefeltoleranz für Raffinerieanwendungen. Umfassende zerstörungsfreie Prüfung (NDT) und hydrostatische Prüfung.

Steuerungssysteme

Eine automatisierte SPS-Steuerung regelt die komplexe Abfolge der Ventilvorgänge und die Taktung der Zyklen. Reinheitsanalysatoren überwachen die Wasserstoffqualität, wobei eine Regelungsschleife die Einhaltung der Spezifikationen gewährleistet. Die Druck- und Temperaturüberwachung während des gesamten Zyklus optimiert die Leistung und schützt die Anlagen. Fernüberwachungsfunktionen liefern Betriebsdaten und Warnmeldungen zur vorausschauenden Wartung.

Leistungsvorteile

Durch die Wasserstoffrückgewinnung sinkt der Bedarf an zugekauftem Wasserstoff oder Erdgas als Ausgangsmaterial. Geringere Betriebskosten durch eine verbesserte Wasserstoffausnutzung. Reduzierte Emissionen durch die Rückgewinnung von Wasserstoff, der andernfalls abgefackelt oder verbrannt würde. Modulare Bauweise ermöglicht eine Kapazitätserweiterung bei steigendem Wasserstoffbedarf. Bewährte Technologie mit jahrzehntelanger industrieller Anwendung.

ERGIL liefert maßgeschneiderte Wasserstofftrennsysteme – von einzelnen Behältern bis hin zu kompletten PSA-Anlagen – und bietet dabei Prozessgarantien sowie umfassende Unterstützung bei der Inbetriebnahme.