H2-flow regeling in power-to-gas

In Duitsland werkt 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.

Bekijk de Bronkhorst oplossing

‘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. Als de waterstof vervolgens met kooldioxide reageert en methaan vormt, kan dit methaan worden toegevoegd aan het aardgasnet. In landen als Duitsland en Nederland is er een bestaande infrastructuur om aardgas via leidingen te vervoeren van de plaats waar het wordt gewonnen of verwerkt tot de plaats waar het wordt gebruikt - voor centrale verwarming in huizen of voor het fornuis in de keuken. 

Procesoplossing

De Bronkhorst H₂ oplossing voor de toevoer van waterstof aan het reactievat is 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.  

De gas massflowcontroller wordt geregeld via Profibus. Er wordt gebruikgemaakt van een bepaald 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.