Bronkhorst
Application note

Power to gas

In Duitsland werken een aantal bedrijven samen aan een technologie waarbij bacteriën, die leven op een ‘dieet’ van waterstof en kooldioxide, methaan uitscheiden. Dit kan worden gezien als een natuurlijke vorm van ‘Power to Gas’ voor o.a. de opslag van groene stroom en daarnaast als technologie voor de behandeling van procesgassen die kooldioxide (CO2) bevatten. Het methaan (CH4) wordt toegevoegd aan het aardgasnet. De firma Wagner Mess- und Regeltechnik - distributeur van Bronkhorst - is gevraagd massflowregelaars te leveren om de bacteriën van voldoende waterstof en CO2 te voorzien. Dit is een nauwkeurig en reproduceerbaar proces. 

‘Power to Gas’ verwijst naar de conversie van elektriciteit in gas. Een bekend voorbeeld is het gebruik van elektriciteit voor de elektrolyse van water om waterstof te genereren, waarbij als bijproduct zuurstof ontstaat. De waterstof kan direct worden gebruikt, bijvoorbeeld om brandstofcellen van energie te voorzien. Als de waterstof vervolgens met kooldioxide reageert en methaan vormt, kan dit methaan worden toegevoegd aan het aardgasnet. 

Bekijk de Bronkhorst oplossing

 

 

Natuurlijke stroom naar gas

Toepassingseisen

In deze applicatie gaat het optimaliseren van de conversie van waterstof naar methaan. Het proces wordt eerst op kleine schaal getest om het optimale type bacteriën te ontwikkelen. Optimaliseringsparameters voor dit proces zijn de H2- en CO2-flow, het type bacteriën, de temperatuur en de druk. Hiervoor is een oplossing nodig die de toevoer van waterstof (en kooldioxide) aan het reactievat met bacteriën nauwkeurig en reproduceerbaar regelt.
 

Belangrijke onderwerpen

  • Reproduceerbaarheid
  • Gebruik onder ATEX zone 2-omstandigheden
  • Automatisering


Procesoplossing voor een natuurlijke vorm van Power to Gas

Voor de toevoer van waterstof aan het reactievat heeft Bronkhorst gekozen voor een IN-FLOW massflowregelaar voor gas met een flowbereik dat doorgaans tussen 10 en 50 ln/min waterstof ligt. Het reactorvat werkt onder anaerobe omstandigheden bij een temperatuur van 65 °C en een druk tussen 1 en 10 bar. De meeste typen bacteriën gedijen het beste bij atmosferische druk, terwijl andere de voorkeur geven aan een hogere druk. De bacteriën zetten waterstof en kooldioxide om in methaan. Het laboratorium waar de experimenten plaatsvinden, is geclassificeerd als ATEX zone 2-gevarenzone, wat betekent dat de instrumenten moeten zijn goedgekeurd voor ATEX zone 2.  

Het flowinstrument wordt geregeld via Profibus. Er wordt gebruikgemaakt van een bepaalde setpoint, en de werkelijke waarde wordt gemeten en vastgelegd. De gegevens worden bijgehouden in een logboek zodat de testwaarden worden gedocumenteerd. Experimenten duren meestal 48 uur, en automatisering speelt hierbij een belangrijke rol. Als er een fout optreedt, zoals een ernstige afwijking tussen het setpoint en de werkelijke waarde, moet er actie worden ondernomen – ook ’s nachts. Het voordeel van elektrisch geregelde massflowregelaars is dat de toevoer van waterstof bij fouten of in noodgevallen gemakkelijk kan worden stopgezet, zonder dat er mensen aan te pas komen. 

Flowschema Power to Gas
Flowschema

Hoewel het processchema er vrij eenvoudig uitziet, met twee ingaande gasflows, de druk die op een bepaalde waarde wordt gehouden en één uitgaande gasflow, is er wel het een en ander aan end-of-pipeverwerking nodig. De vochtige methaanflow die aan de achterkant het vat met bacteriën verlaat, bevat onder meer HCl in een concentratie die transportleidingen beschadigt. Dit moet dus worden verwijderd. Nadat mercaptaan is toegevoegd om het aardgas zijn typische geur te geven, kan het worden toegevoerd aan het aardgasnet.
 

Vraag advies Meer waterstofapplicaties


Hebt u advies nodig over flowmeters voor Power-to-Gas-oplossingen? Neem contact met ons op

Waar heeft u een vraag over?
Ondervindt u problemen bij het invullen van dit formulier? Neem dan contact met ons op via e-mail (info@bronkhorst.com).

Bronkhorst NEDERLAND

Lunet 10c
3905 NW Veenendaal
Tel. +31 (0)318 55 12 80
info@bronkhorst.nl

Copyright © 2021 Bronkhorst. All rights reserved.     Sitemap     Disclaimer     Privacy note