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Investigation of the CO2 methanation reaction kinetics in a slurry reactor

Investigation of the CO2 methanation reaction kinetics in a slurry reactor
type:Master thesis

Investigation of the CO2 methanation reaction kinetics in a slurry reactor

Für die Power-to-Gas Prozesskette (elektrische Energie → Wasserstoff → Methan) soll für die Methansynthese ein Slurry Reaktor (Dreiphasen-Methanisierung) eingesetzt werden, der für diese Anwendung eine besondere Eignung verspricht. Die Slurry besteht aus einer inerten Flüssigkeit (ionisches Fluid oder Wärmeträgeröl), in der ein Katalysator suspendiert ist und durch die das Synthesegas als dritte Phase sprudelt. Durch die Wärmeträgerflüssigkeit kann die große Exothermie der heterogen katalysierten Methanisierungsreaktion besser gehandhabt werden als bei herkömmlichen Zweiphasen-Reaktoren. Ziel der momentanen Entwicklungen ist es, im Slurry-Reaktor die Kinetik der CO2-Methanisierung zu untersuchen.

Zur Ermittlung eines kinetischen Ansatzes der CO2-Methanisierung müssen die Reaktortemperatur, die Gasverweilzeit und die Edukt- und Produktgaspartialdrücken bzw. -Konzentrationen variiert werden. Verschiedene Literaturquellen haben gezeigt, dass die Wärmeträgerflüssigkeit eine Rolle beim Reaktionsmechanismus im Dreiphasensystem spielen könnte. Dadurch muss der Einfluss der Wärmeträgerflüssigkeit auf die CO2-Methanisierungskinetik untersucht werden.