Temperaturregelung bei der Wasserstoffproduktion aus Biogas – Erfolgsgeschichte

Warum stellt die Wasserstoffproduktion aus Biogas besondere Anforderungen an die Prozesssicherheit?

Die Erzeugung von grünem Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein der Energiewende, da sie dazu beiträgt, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und nachhaltige Energiesysteme zu unterstützen. In diesem Zusammenhang gewinnt Biogas als Rohstoff zunehmend an Bedeutung. Es ist erneuerbar, kann weitgehend CO₂-neutral genutzt werden und bietet Potenzial für eine ressourcenschonende Wasserstoffproduktion.

Unser Kunde, das deutsche Unternehmen e-flox GmbH, entwickelt und produziert fortschrittliche Energiesysteme sowie FLOX-Technologien zur effizienten Wasserstoffproduktion aus Biogas. Die Systeme und Brenner des Unternehmens werden unter anderem für die emissionsarme Verbrennung von Restgasen aus der Biogasaufbereitung, Prozessgasen und Deponiegasen eingesetzt. Eine Besonderheit der e-flox-Technologie ist die effiziente Wärmerückgewinnung. Das vom Kunden entwickelte Containersystem produziert derzeit bis zu 100 kg Wasserstoff pro Tag. Das eingesetzte Dampfreformierungsverfahren erreicht dabei einen Wirkungsgrad von rund 60%, während die klassische Elektrolyse typischerweise deutlich geringere Wirkungsgrade erzielt. Mit dieser hohen Effizienz gehen jedoch besondere Anforderungen an die Prozessführung einher.

Die Temperaturmessung spielt in solchen Anlagen eine zentrale Rolle, da sie Sicherheit und Stabilität des gesamten Prozesses maßgeblich beeinflusst. Viele Biogasanlagen werden in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben, in denen bereits kleine Abweichungen kritische Folgen haben können. Eine präzise Temperaturüberwachung während der Dampfreformierung, einer Schlüsselphase der Wasserstoffproduktion, ist daher von entscheidender Bedeutung.

Wie kann eine sichere Temperaturmessung in Biogasanlagen gewährleistet werden? Herausforderung des Kunden

Wie bereits erwähnt, suchte der Kunde nach einer Lösung für die sichere und zuverlässige Temperaturmessung in seiner Containeranlage zur Wasserstoffproduktion.

Zu den wichtigsten Anforderungen gehörten:

• Sicherheitsanforderungen: Alle Temperaturmessketten mussten über EX- und SIL-Zertifizierungen verfügen, um den sicheren Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zu ermöglichen.
• Systemintegration: Die Messlösung musste sich nahtlos in die bestehende Containeranlage und deren Steuerungskonzept integrieren lassen.
• Betriebseffizienz: Die Temperaturüberwachung sollte die angestrebte Prozesseffizienz unterstützen, ohne Kompromisse bei der Sicherheit einzugehen.

Sichere Temperaturmessung in der Wasserstoffproduktion aus Biogas – unsere Lösung

Um die Anforderungen des Kunden zu erfüllen, entwickelten und lieferten wir eine umfassende Messlösung, die hohe Sicherheitsstandards mit präziser Temperaturmessung im Wasserstoffproduktionsprozess verbindet.

Zum Einsatz kamen EX- und SIL-zertifizierte Thermoelemente, die speziell auf die unterschiedlichen Messstellen im Dampfreformierungsprozess abgestimmt wurden. Dadurch konnte die Temperatur an sicherheitskritischen Punkten zuverlässig überwacht werden, was zur Stabilität und Betriebssicherheit des gesamten Prozesses beiträgt.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Lösung waren Messumformer, die durch hohe Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit überzeugen. Sie lieferten präzise Messwerte und ermöglichten gleichzeitig eine effiziente Übertragung der Prozessdaten an die Anlagensteuerung.

Zur zusätzlichen Absicherung des Prozesses wurden Temperaturbegrenzer eingesetzt. Diese dienten als unabhängige Sicherheitseinrichtung und stoppten den Prozess automatisch, sobald definierte Grenzwerte überschritten wurden. Dadurch konnten sowohl die Anlage als auch das Betriebspersonal geschützt werden.

Das integrierte Messsystem wurde nahtlos in die Containeranlage eingebunden und erfüllte die Anforderungen der geltenden EX- und SIL-Vorgaben. Der Kunde erhielt damit eine Lösung, die hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt und gleichzeitig die Überwachung und Steuerung des Prozesses vereinfacht. Dieser ganzheitliche Ansatz unterstützt einen zuverlässigen Anlagenbetrieb und trägt zur Minimierung von Ausfallrisiken bei.

Vorteile einer Messlösung mit zertifizierten Messgeräten

Die von uns entwickelte Lösung mit EX- und SIL-zertifizierten Messgeräten brachte dem Kunden zahlreiche Vorteile:

• Vereinfachtes Prozessmanagement: Das integrierte Messsystem reduzierte die Komplexität der Anlagenüberwachung und erleichterte den Betrieb.
• Hohe Sicherheitsstandards: Die eingesetzten zertifizierten Messgeräte ermöglichten den sicheren Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen und erfüllten die Anforderungen des Kunden an die funktionale Sicherheit.
• Zukunftssichere Anlagenstruktur: Die Lösung unterstützt die hohen Anforderungen moderner Wasserstoffanwendungen und schafft eine solide Grundlage für zukünftige Entwicklungen.