Biobrandstoffen en e-fuels zijn belangrijke bouwstenen in de wereldwijde zoektocht naar een duurzame energietoekomst. Het zijn hernieuwbare en veelbelovende alternatieven voor fossiele brandstoffen, omdat ze de CO2-uitstoot met wel 95 procent verminderen. WIKA ondersteunt al vele jaren projecten op het gebied van biobrandstoffen en e-fuels met instrumentatieoplossingen op maat.
De verschillen tussen de brandstoffen hebben voornamelijk betrekking op de afzonderlijke productie processen:
Deze twee reactortypes worden gebruikt om biobrandstoffen en e-brandstoffen te produceren. Het type TC96-R Flex-R® multipoint thermokoppel is de eerste keuze voor temperatuurbewaking in reactoren met vast bed (linker diagram). De veiligheidsovergang (secundaire insluiting) tussen de reactor en de aansluitdoos wordt, afhankelijk van de vereisten, bewaakt door manometers, manometers met een draadloos signaal, procestransmitters of manometers met een elektrisch outputsignaal (van boven naar beneden). Voor gebruik in de katalysatorbuizen van de Fischer-Tropsch buisbladreactoren (rechter diagram) is het type TC97 miniatuur multipoint de ideale oplossing. In beide gevallen is het werkelijke aantal meetpunten meestal veel hoger dan in het diagram is aangegeven.
HVO, HEFA en biomassa naar vloeistoffen (BtL)
De industrie maakt onderscheid tussen biodiesel (FAME = “fatty acid methyl esters”) en hernieuwbare diesel zoals HVO (“hydrotreated vegetable oil”) en HEFA (“hydroprocessed esters and fatty acids”). In tegenstelling tot biodiesel kunnen HVO en HEFA worden gebruikt als “drop-in” brandstoffen vanwege hun superieure kwaliteit, wat betekent dat de motoren direct kunnen worden aangepast. Bovendien is de verbrandingskwaliteit beter door het hogere cetaangehalte, net als de koude stromingseigenschappen.
HEFA en HVO zijn meestal gebaseerd op plantaardige en gebruikte bak- en braadoliën, dierlijke vetten en olie uit de pulpproductie. De productie omvat processen zoals hydrobehandeling en hydro-isomerisatie in reactoren met een vast bed.
Geavanceerde biobrandstoffen kunnen ook worden geproduceerd door biomassa te vergassen. Het resulterende syngas wordt vervolgens omgezet in vloeibare brandstof met behulp van het Fischer-Tropsch-proces. Deze methode, bekend als “biomass to liquids” (BtL), maakt meestal gebruik van afval en residuen van bosbouw en landbouw. Gemeentelijk afval kan ook worden gebruikt als grondstof.
E-brandstoffen uit CO2 en waterstof
E-fuels (of RFNBO = “hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong”) bieden het potentieel om sectoren die moeilijk te elektrificeren zijn, zoals de luchtvaart en de scheepvaart, koolstofvrij te maken. Meestal worden ze ook geproduceerd met behulp van het Fischer-Tropsch-proces. De input bestaat in deze behuizing uit CO2 afkomstig van koolstofafvangprocessen en waterstof geproduceerd door elektrolyse met behulp van elektriciteit uit zonne-, wind- of waterenergie.
Fischer-Tropsch-reactoren voor e-brandstoffen bevatten met katalysator gevulde buizen waarin syngas wordt omgezet in paraffinische koolwaterstoffen. Na hydrokraken gaan deze het destillatieproces in, waar ze bijvoorbeeld tot vliegtuigbrandstof worden verwerkt.
Biobrandstoffen en e-brandstoffen: breed scala aan instrumenten voor de productie
Een team van de buitendienst van WIKA-Gayesco bereidt de installatie voor van thermokoppels van het type TC96-R Flex-R® met multipoint thermokoppels in een reactor.
De productie van biobrandstoffen en e-fuels vereist geavanceerde meetinstrumenten voor procesbewaking. Dit geldt vooral voor temperatuurregelaars tijdens exotherme reacties.
In de installaties voor HVO- en HEFA-diesel worden de uiterst nauwkeurige typesl TC96-R Flex-R® multipoint thermokoppels gebruikt. Daar zorgen ze voor een nauwkeurig temperatuurprofiel in de reactorbedden. De materiaalkeuze is ook doorslaggevend voor het gebruik ervan. De reden hiervoor is dat er een hoog risico op corrosie in de processen bestaat door de mogelijke aanwezigheid van vrije vetzuren, koolstofdioxide, water en chloor in de procesmedia.
De met katalysator gevulde pijpen in de Fischer-Tropsch-pijpbladreactoren vormen een technische uitdaging tijdens de installatie. Het type TC97 thermokoppelsensor met meerdere punten in miniatuuruitvoering is ideaal voor deze taak. Klanten kunnen ook profiteren van een installatieservice voor de temperatuursensoren in de genoemde processen, zodat de instrumenten optimaal worden geïnstalleerd.
Oplossingen voor alle te meten grootheden
Het spreekt voor zich dat fabrieksexploitanten ook gebruik kunnen maken van WIKA’s uitgebreide expertise in aanvullende oplossingen voor instrumentatie. Een voorbeeld van de knowhow met betrekking tot processen voor biobrandstoffen en e-fuels zijn de bypass niveau-aanwijzers met titanium vlotters gecoat met diamantachtige koolstof (DLC). Daarnaast zijn er specifieke druk-, stroming- en temperatuurmeetinstrumenten en ook scheidingsmembranen, thermowells / beschermbuizen en kleppen.
Opmerking
WIKA heeft ook een wit papier samengesteld met nuttige informatie over biobrandstoffen en de meetinstrumenten die voor de productie ervan worden gebruikt. Op de website van WIKA vindt u meer informatie over de genoemde typen instrumenten TC96-R Flex-R® en TC97. Daar kun je ook meer te weten komen over WIKA’s duurzaamheidsstrategie en een exemplaar van de duurzaamheidsverslag downloaden. Mocht u nog vragen hebben, dan helpt contact u graag verder.
Lees tevens onze artikelen
Biobrandstoffen: Nauwkeurig temperatuurprofiel voor productie
Een multipoint thermokoppel gebruiken om duurzame vliegtuigbrandstof te produceren
CCUS is vaak de enige optie voor decarbonisatie
Drukmeetsysteem tegen vluchtige methaanemissies