CO2-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen mittels Reaktivabsorption
Ralf J. Notz
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Ralf J. Notz, CO2-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen mittels Reaktivabsorption (2010), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832597696
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Beschreibung / Abstract
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vor dem Hintergrund der Reduktion von Treibhausgasemissionen zur Minderung des Klimawandels mit der Abtrennung von CO2 aus Kraftwerksprozessen zur Stromerzeugung.
Nach einer Übersicht über verschiedene technologische Ansätze wird im Detail auf den Prozess der Reaktivabsorption eingegangen. Hierfür werden zunächst die wesentlichen physikalisch-chemischen Grundlagen erläutert. Anhand von experimentellen Studien an einer Technikumsanlage werden wichtige Zusammenhänge zwischen Prozessgrößen abgeleitet, deren Verständnis für eine Prozessoptimierung wesentlich ist. Zur weiteren Reduktion des Energiebedarfs des Absorptions-Desorptions-Prozesses ist der Einsatz von neuen Lösungsmitteln ein wesentlicher Schritt. Um deren Verbesserungspotenzial zu beurteilen, werden in dieser Arbeit geeignete Methoden vorgestellt und angewendet.
Nach einer Übersicht über verschiedene technologische Ansätze wird im Detail auf den Prozess der Reaktivabsorption eingegangen. Hierfür werden zunächst die wesentlichen physikalisch-chemischen Grundlagen erläutert. Anhand von experimentellen Studien an einer Technikumsanlage werden wichtige Zusammenhänge zwischen Prozessgrößen abgeleitet, deren Verständnis für eine Prozessoptimierung wesentlich ist. Zur weiteren Reduktion des Energiebedarfs des Absorptions-Desorptions-Prozesses ist der Einsatz von neuen Lösungsmitteln ein wesentlicher Schritt. Um deren Verbesserungspotenzial zu beurteilen, werden in dieser Arbeit geeignete Methoden vorgestellt und angewendet.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen der CO2-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen
- 2.1 Technologien zur Realisierung von CO2-armen Kraftwerken
- 2.2 CO2-Abtrennung mittels Absorption
- 2.3 Reaktivabsorption mit wässrigen Aminlösungen
- 3 Experimente mit MEA in der Technikumsanlage
- 3.1 Beschreibung der Technikumsanlage
- 3.2 Anlagenbetrieb, Versuchsauswertung und Flüssigkeitsanalytik
- 3.3 Referenzversuche mit MEA
- 3.4 Beurteilung des Versuchsbetriebs und der Versuchsauswertung
- 3.5 Parameterstudien mit MEA
- 3.6 Schlussfolgerungen für den optimalen Anlagenbetrieb
- 4 Simulation der Reaktivabsorption von CO2 mit wässrigen MEA-Lösungen
- 4.1 Übersicht über Kolonnenmodelle
- 4.2 Stoffübergangsmodell in dem Prozesssimulationswerkzeug CHEMASIM
- 4.3 Modellvalidierung anhand von Experimenten der Technikumsanlage
- 4.4 Auslegung der CO2-Abtrennung eines Kohlekraftwerks
- 5 Neue Lösungsmittel zur Reaktivabsorption von CO2
- 5.1 Kriterien zur Lösungsmittelauswahl
- 5.2 Lösungsmittelbeurteilung anhand von Gleichgewichtsdaten
- 5.3 Methodik zum Screening der Lösungsmitteldegradation
- 5.4 Beurteilung neuer Lösungsmittel an der Technikumsanlage
- 6 Zusammenfassung
- A Ergänzung der Grundlagen
- B Aufbau der Technikumsanlage und Versuchsauswertung
- C Versuchsergebnisse der Technikumsanlage
- D Simulation des Absorptions-Desorptions-Prozesses
- E Modifizierte Kremser-Methode
- F Degradationsuntersuchungen