Werken aan een volgende generatie waterstofscheidingsmodules
ECN is door technologieproducent TECHNIP KTI SpA gevraagd om een waterstofscheidingsmodule op basis van membranen te leveren voor het FISR-project. Het FISR-project onderzoekt of hoge temperatuurmembranen geschikt zijn voor de productie van waterstof voor de petrochemische industrie. Deze membranen worden toegepast om waterstof te onttrekken uit een mengsel van gassen. ECN maakt voor haar membranen gebruik van extreem dunne palladiumlagen, met een dikte van enkele microns. Hierdoor kan de nieuwe technologie (op termijn) concurreren met de bestaande scheidingstechnieken.
Het project zal specifiek de combinatie van reforming van aardgas met hoge temperatuurscheiding van waterstof door middel van membraantechnologie demonstreren. De samenwerking mondt uit in een demonstratie-unit met een waterstofproductie van 20 Nm3/h. Hoewel de membraantechnologie al gedemonstreerd is op laboratoriumschaal, betekent dit project een belangrijke stap op weg van het lab naar toepassing in de industrie.
3D detailtekening van de 20Nm³/h membraan reformer demonstratie unit met rechtsonder de ECN waterstofscheidingsmodule als een van de drie modules die binnen het FISR project getest worden. De membraan reformer unit is ontworpen door Technip KTI Spa.
Besparing
Projectleider Yvonne van Delft over het belang van de technologie die hier wordt toegepast: “Het gebruik van waterstof in de raffinagesector neemt toe. Dit komt onder andere door het gebruik van schonere brandstoffen, minder zwavel in de brandstof en het efficiënter omzetten van olie door het omzetten van hogere koolwaterstoffen met waterstof naar benzine en diesel. Daarnaast wordt waterstof steeds meer gezien als belangrijke bron voor grootschalige elektriciteitsproductie met CO2 afvangst en als toekomstige brandstof voor auto’s.
De (petro)chemische industrie in Nederland neemt ongeveer eenzesde deel van het totale energiegebruik voor zijn rekening. Een belangrijk deel hiervan wordt gebruikt om industriële waterstof te maken. Dat gebeurt in grootschalige reformers waarin methaan (aardgas) op hoge temperatuur met stoom reageert tot waterstof en koolmonoxide. Bij gebruik van een membraan kan waterstof bij een lagere temperatuur van 550°C tot 650°C gemaakt worden. Dit resulteert in een significante energiebesparing. Daarnaast is een groot aantal processtappen niet meer nodig, wat een extra kostenbesparing voor de procesindustrie oplevert.
Wat dit project nu zo uniek maakt is dat het een van de eerste pilot plants is waarin waterstofscheidingsmembranen op grotere schaal worden getest. Er wordt weliswaar veel onderzoek op dit gebied gedaan, maar alleen op kleine schaal in het lab. Het is voor het eerst dat de technologie buiten het lab onder procescondities wordt getest. Bij een succesvolle demonstratie kan de techniek over vijf jaar gebruikt worden binnen een raffinaderij.”
Achtergrond
ECN ontwikkelt palladium (Pd) legering composietmembranen voor waterstofscheiding uit en heeft wereldwijd een vooraanstaande positie opgebouwd op het gebied van membraanreactoren gebaseerd op anorganische membranen.
TECHNIP KTI is een internationaal opererende technologieleverancier met meer dan 35 jaar ervaring in ontwerp en uitvoering van installaties voor de chemische, petrochemische en raffinage sector. In het FISR-project, dat gefinancierd wordt door MIUR (het Italiaanse ministerie van onderwijs), wordt door zeven chemische technologie-instituten samengewerkt met TECHNIP KTI aan de ontwikkeling van een innovatief proces voor de productie van waterstof voor raffinaderijen.
Informatie:
Meer informatie over membraantechnologie, kunt u vinden op de website van ECN.
Contact:
Yvonne van Delft
ECN Energie-efficiency in de Industrie
Tel. 0224 - 568178
vandelft@remove-this-part-ecn.nl
