BE1029753A1 - Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device - Google Patents

Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device Download PDF

Info

Publication number
BE1029753A1
BE1029753A1 BE20215717A BE202105717A BE1029753A1 BE 1029753 A1 BE1029753 A1 BE 1029753A1 BE 20215717 A BE20215717 A BE 20215717A BE 202105717 A BE202105717 A BE 202105717A BE 1029753 A1 BE1029753 A1 BE 1029753A1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
carbon
gas stream
residual gas
oxygen
fed
Prior art date
Application number
BE20215717A
Other languages
German (de)
Other versions
BE1029753B1 (en
Inventor
Matthias Krüger
Original Assignee
Thyssenkrupp Ind Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Ind Solutions Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Ind Solutions Ag
Priority to BE20215717A priority Critical patent/BE1029753B1/en
Publication of BE1029753A1 publication Critical patent/BE1029753A1/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1029753B1 publication Critical patent/BE1029753B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/62Carbon oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/502Carbon monoxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702Hydrocarbons
    • B01D2257/7022Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025Methane

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion der Kohlendioxidemission einer Emittervorrichtung (10), wobei die Emittervorrichtung (10) einen kohlenstoffhaltigen Gasstrom (70) erzeugt, wobei der kohlenstoffhaltige Gasstrom (70) in eine Kohlenstofffixiervorrichtung (20) geleitet wird, wobei die Kohlenstofffixiervorrichtung (20) ein festes oder flüssiges oder gasförmiges kohlenstoffhaltiges Produkt und einen Restgasstrom (80) erzeugt, wobei der Restgasstrom (80) einer Verbrennungsvorrichtung (30) zugeführt wird, wobei der Restgasstrom (80) in der Verbrennungsvorrichtung (30) verbrannt und an die Umgebung abgegeben wird, wobei dem kohlenstoffhaltigen Gasstrom (70) vor der Kohlenstofffixiervorrichtung (20) Wasserstoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Restgasstrom (80) vor der oder in der Verbrennungsvorrichtung (30) Sauerstoff mit wenigstens 50 Vol.-%, bevorzugt wenigstens 90 Vol.-%, besonders bevorzugt wenigstes 95 Vol.-%, zugeführt wird.The present invention relates to a method for reducing the carbon dioxide emission of an emitter device (10), the emitter device (10) generating a carbon-containing gas stream (70), the carbon-containing gas stream (70) being fed into a carbon fixing device (20), the carbon fixing device ( 20) a solid or liquid or gaseous carbon-containing product and a residual gas stream (80) is generated, the residual gas stream (80) being fed to a combustion device (30), the residual gas stream (80) being burned in the combustion device (30) and released to the environment hydrogen is fed to the carbon-containing gas flow (70) before the carbon fixing device (20), characterized in that the residual gas flow (80) before or in the combustion device (30) contains oxygen with at least 50% by volume, preferably at least 90% by volume .-%, particularly preferably at least 95 vol .-%, is supplied.

Description

. BE2021/5717. BE2021/5717

Verfahren zur Reduktion der Kohlendioxidemission einer EmittervorrichtungMethod of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion der Kohlendioxidemission einerThe invention relates to a method for reducing carbon dioxide emissions

Emittervorrichtung.emitter device.

Derzeit wird es zunehmend wichtig, Kohlendioxidemissionen zu reduzieren, um die gesetzlich vorgegebenen Klimaziele zu erreichen. Hierzu werden verschiedene Ansätze verfolgt. Beispielsweise wird versucht, zunehmend Kohlekraftwerke durch Solar- oderIt is currently becoming increasingly important to reduce carbon dioxide emissions in order to achieve the legally stipulated climate targets. Various approaches are being pursued for this purpose. For example, attempts are increasingly being made to replace coal-fired power plants with solar or

Windkraftanlagen zu ersetzen. Schwieriger ist dies in Produktionsbereichen, in denen kohlenstoffhaltige Emissionen prozessbedingt entstehen. Lediglich beispielhaft seien alsto replace wind turbines. This is more difficult in production areas in which process-related emissions occur. Only examples are as

Emittervorrichtungen hier die Kokereien (Kohle zu Koks), Eisenerzeugung (Erz und Koks zu Eisen) oder die Zementindustrie (Calciumcarbonat zu Calciumoxid) genannt. EineEmitter devices here called the coking plants (coal to coke), iron production (ore and coke to iron) or the cement industry (calcium carbonate to calcium oxide). One

Option ist es, das entstehende CO2 abzutrennen und beispielsweise unter der Erde einzulagern. Da die Risiken hierbei jedoch durch eine ungewollte Freisetzung des CO2 wenigstens schwer zu kalkulieren sind, werden zunehmend Methoden diskutiert, denOne option is to separate the resulting CO2 and store it underground, for example. However, since the risks here are at least difficult to calculate due to an unintentional release of CO2, methods are increasingly being discussed

Kohlenstoff in andere Verbindungen umzuwandeln, beispielsweise in Methanol.Convert carbon into other compounds, such as methanol.

Aus der US 2007/0244208 A1 ist die Herstellung eines flüssigen Treibstoffs ausUS 2007/0244208 A1 discloses the production of a liquid fuel

Kohlendioxid und Wasser bekannt.known as carbon dioxide and water.

Aus der WO 2020/048809 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Methanol ausWO 2020/048809 A1 discloses a method for producing methanol

Synthesegas ohne Emission von Kohlendioxid bekannt.Synthesis gas known without the emission of carbon dioxide.

Aus der DE 10 2016 209 026 A1, der DE 10 2016 209 027 A1, derFrom DE 10 2016 209 026 A1, DE 10 2016 209 027 A1, the

DE 10 2016 209 028 A1, der DE 10 2016 209 029 A1 und der DE 10 2016 209 037 A1 sind Verfahren bekannt, kohlenstoffhaltige Abgase in eine Vorrichtung zur Bindung desMethods are known from DE 10 2016 209 028 A1, DE 10 2016 209 029 A1 and DE 10 2016 209 037 A1, carbonaceous exhaust gases in a device for binding the

Kohlenstoffs zu leiten. Hierzu wird das Gasgemisch insbesondere mit Wasserstoff angereichert, welcher beispielsweise und insbesondere aus der Elektrolyse mittels regenerativ erzeugtem Strom stammt. Das Restgasgemisch wird nach der meist nicht vollständigen Bindung des Kohlenstoffs einer Verbrennung zugeführt, um den verbliebenen Heizwert zu nutzen.to conduct carbon. For this purpose, the gas mixture is enriched in particular with hydrogen, which originates, for example and in particular, from electrolysis using regeneratively generated electricity. After the mostly incomplete binding of the carbon, the residual gas mixture is incinerated in order to use the remaining calorific value.

Um aber eine thermische Nachverwertung zu ermöglichen, muss das Restgasgemisch einen Mindestheizwert aufweisen, um in einem Kraftwerk ökonomisch sinnvoll verstromtHowever, in order to enable thermal reuse, the residual gas mixture must have a minimum calorific value so that it can be converted into electricity in a power plant in an economically viable manner

; BE2021/5717 bzw. thermisch verwertet werden zu können. Das führt jedoch dazu, dass die Vorrichtung zur Bindung des Kohlenstoffs, beispielsweise eine Methanolsynthese, nicht mit einer maximalen Ausbeute gefahren werden kann und so die CO2-Emissionen nur teilweise reduziert werden können.; BE2021/5717 or to be used thermally. However, this means that the device for binding the carbon, for example a methanol synthesis, cannot be operated with a maximum yield and so the CO2 emissions can only be partially reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, die CO2-Bindung zu steigern und so die CO2-Emissionen zu senken.The object of the invention is to increase the binding of CO2 and thus reduce CO2 emissions.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenenThis problem is solved by a method with the specified in claim 1

Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.characteristics. Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawing.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Reduktion der Kohlendioxidemission einerThe inventive method is used to reduce carbon dioxide emissions

Emittervorrichtung. Emittervorrichtungen sind im Sinne der Erfindung weit zu verstehen und sind Anlagen, die einen kohlenstoffhaltigen Gasstrom produzieren. Dieser kann beispielsweise hauptsächlich Kohlendioxid als Kohlenstoffkomponente aufweisen, beispielsweise ein Zementwerk. Eine Emittervorrichtung kann aber beispielsweise auchemitter device. Emitter devices are to be understood broadly within the meaning of the invention and are devices that produce a carbonaceous gas stream. This can, for example, mainly have carbon dioxide as the carbon component, for example a cement plant. However, an emitter device can also be used, for example

Kohlenmonoxid-haltige Gasgemische erzeugen, beispielsweise eine Kokerei oder einProduce carbon monoxide-containing gas mixtures, for example a coking plant or a

Hochofen. Üblicherweise ist der Prozess der Emittervorrichtung so, dassblast furnace. Usually the process of the emitter device is such that

Kohlenstoffemissionen nicht einfach vermeidbar sind, da diese durch die ablaufenden chemischen Prozesse regelmäßig bedingt sind oder sich aus ökonomischenCarbon emissions are not easily avoidable, as they are regularly caused by the chemical processes taking place or are due to economic reasons

Rahmenbedingungen ergeben. Die Emittervorrichtung erzeugt einen kohlenstoffhaltigengeneral conditions arise. The emitter device produces a carbonaceous

Gasstrom. Der kohlenstoffhaltige Gasstrom kann neben einem kohlenstoffhaltigen Gas auch eine oder mehrere weitere Gaskomponenten aufweisen. Üblicherweise kann der kohlenstoffhaltige Gasstrom auch Stickstoff enthalten. Der kohlenstoffhaltige Gasstrom kann auch mehrere kohlenstoffhaltige Gase, beispielsweise Kohlenmonoxid, Methan undgas flow. In addition to a carbon-containing gas, the carbon-containing gas stream can also have one or more further gas components. Typically, the carbonaceous gas stream may also contain nitrogen. The carbon-containing gas stream can also contain several carbon-containing gases, such as carbon monoxide, methane and

Kohlendioxid, aufweisen. Zusätzlich kann der kohlenstoffhaltige Gasstrom beispielsweise auch weitere Komponenten, insbesondere Wasserstoff, aufweisen, beispielsweise in dercarbon dioxide. In addition, the carbon-containing gas stream can, for example, also have other components, in particular hydrogen, for example in the

Verbindung mit Kohlenmonoxid. Üblicherweise und bevorzugt weist der kohlenstoffhaltige Gasstrom keinen Sauerstoff oder Sauerstoff nur in sehr geringencompound with carbon monoxide. Usually and preferably, the carbon-containing gas stream has no oxygen or only very little oxygen

Mengen auf. Der kohlenstoffhaltige Gasstrom wird in eine Kohlenstofffixiervorrichtung geleitet. Kohlenstofffixiervorrichtungen sind gerade aus dem oben genannten Stand deramounts up. The carbon-containing gas stream is directed into a carbon fixer. Carbon fixation devices are straight from the above prior art

Technik bekannt. Beispielsweise kann es sich um eine Methanolsynthesevorrichtung handeln. Es können aber auch andere Kohlenstoffverbindungen, beispielsweise höheretechnology known. For example, it can be a methanol synthesizer. However, other carbon compounds, for example higher ones, can also be used

Alkohole oder Kohlenwasserstoffverbindungen, hergestellt werden. Auch die Synthese von Kohlenhydraten kann in der Kohlenstofffixiervorrichtung erfolgen. Wesentlich ist, dass die Kohlenstofffixiervorrichtung ein festes, flüssiges oder gasförmiges kohlenstoffhaltiges Produkt erzeugt, welches einfacher abzutrennen und gegebenenfalls 5 zu deponieren ist als Kohlendioxid. Hierbei kann die Kohlenstofffixiervorrichtung eine chemische Vorrichtung oder eine biotechnologische Vorrichtung sein, beispielsweise kann Methanol sowohl chemisch als auch biotechnologisch hergestellt werden. Um eineAlcohols or hydrocarbon compounds are produced. The synthesis of carbohydrates can also take place in the carbon fixation device. It is essential that the carbon fixation device produces a solid, liquid or gaseous carbonaceous product which is easier to separate and, if appropriate, to landfill than carbon dioxide. Here, the carbon fixation device can be a chemical device or a biotechnological device, for example methanol can be produced both chemically and biotechnologically. To one

Fixierung des Kohlenstoffs in der Kohlenstofffixiervorrichtung zu erreichen, wird dem kohlenstoffhaltigen Gasstrom vor der Kohlenstofffixiervorrichtung Wasserstoff zugeführt.To achieve fixation of the carbon in the carbon fixation device, hydrogen is added to the carbon-containing gas stream before the carbon fixation device.

Weiter erzeugt die Kohlenstofffixiervorrichtung einen Restgasstrom. Der Restgasstrom wird einer Verbrennungsvorrichtung zugeführt. Der Restgasstrom wird in derFurther, the carbon fixing device generates a residual gas flow. The residual gas stream is fed to a combustion device. The residual gas stream is in the

Verbrennungsvorrichtung verbrannt und in oxidierter Form an die Umgebung abgegeben.Incinerator burned and released into the environment in oxidized form.

Erfindungsgemäß wird dem Restgasstrom vor der oder in der VerbrennungsvorrichtungAccording to the residual gas stream before or in the combustion device

Sauerstoff mit wenigstens 50 Vol.-%, bevorzugt wenigstens 90 Vol.-%, besonders bevorzugt wenigstes 95 Vol.-%, zugeführt. Üblich ist eine Verbrennung mit Luft, also ungefähr 1:4 Verhältnis Sauerstoff zu Stickstoff. Durch den Stickstoff sinkt der Heizwert des Gasgemisches.Oxygen with at least 50% by volume, preferably at least 90% by volume, particularly preferably at least 95% by volume, is supplied. Combustion with air is common, i.e. about a 1:4 ratio of oxygen to nitrogen. The nitrogen reduces the calorific value of the gas mixture.

Als Heizwert wird im Sinne der Erfindung der bei der Verbrennung abgegebeneIn the context of the invention, the calorific value given off during combustion is used as the calorific value

Energiewert je Volumen eines Gasgemisches verstanden. Im Sinne der Erfindung ist derEnergy value per volume of a gas mixture understood. For the purposes of the invention is the

Heizwert eines Gasgemisches somit von der Zusammensetzung des Gasgemisches abhängig. Während der Heizwert eines Reinstoffes, beispielsweise von Methan, eineThe calorific value of a gas mixture thus depends on the composition of the gas mixture. While the calorific value of a pure substance, such as methane, a

Stoffkonstante ist, so ist der Heizwert eines Methan-Sauerstoffgemisches höher als einesmaterial constant, the calorific value of a methane-oxygen mixture is higher than one

Methan-Luft-Gemisches, da im letzteren Fall zusätzlicher Stickstoff enthalten ist, welcher keinen Beitrag zur Energie liefert, den Heizwert aber absenkt, da der Volumenanteil an energieerzeugendem Methan und Sauerstoff jedoch reduziert wird. Daher wird im Sinne der Erfindung nicht der Heizwert eines einzelnen Stoffes, sondern immer des gesamtenMethane-air mixture, since in the latter case additional nitrogen is included, which does not contribute to the energy, but lowers the calorific value, since the volume fraction of energy-producing methane and oxygen is reduced. Therefore, within the meaning of the invention, it is not the calorific value of an individual substance, but always of the whole

Gasgemisches betrachtet, welches bei der Verbrennung verwendet wird.Gas mixture considered, which is used in combustion.

Um beispielsweise eine Verbrennung des Restgasstromes in einer üblichen Weise durchzuführen, sollte das Brenngasgemisch aus Brennstoff und Oxidationsmedium einenFor example, in order to carry out combustion of the residual gas stream in a conventional manner, the combustible gas mixture of fuel and oxidizing medium should have one

Heizwert von etwa 2,3 MJ je Normkubikmeter aufweisen. Damit müsste für dieHave a calorific value of about 2.3 MJ per standard cubic meter. So that would have to for the

Verbrennung mit Luft der Restgasstrom einen Heizwert von etwa 4,4MJ jeCombustion with air the residual gas stream has a calorific value of about 4.4MJ each

‘ BE2021/5717' BE2021/5717

Normkubikmeter aufweisen. Verwendet man jedoch reinen Sauerstoff, so entsteht aus der Mischung eines Restgasstromes mit nur noch 2,5MJ je Normkubikmeter ebenfalls einhave standard cubic meters. However, if pure oxygen is used, the mixture of a residual gas flow with only 2.5MJ per standard cubic meter also produces a

Verbrennungsgasgemisch mit einem Heizwert von 2,3 MJ je Normkubikmeter. Der Effekt ist, dass die Kohlenstofffixierung beispielweise von 75 % auf 91 % gesteigert werden kann, was wiederum dazu führt, dass die Kohlendioxid-Emissionen auf 1/3 gesenkt werden können, also um 2/3 gesenkt werden können. Gleichzeitig kann im Falle einerCombustion gas mixture with a calorific value of 2.3 MJ per standard cubic meter. The effect is that carbon fixation can be increased from, for example, 75% to 91%, which in turn means that carbon dioxide emissions can be reduced to 1/3, i.e. reduced by 2/3. At the same time, in the event of a

Kohlenstofffixierung in Form von Methanol die Methanolproduktion um 20 % gesteigert werden. Die hier angegebenen Zahlen sind exemplarisch am Beispiel einer Pilotanlage auf dem Gelände von thyssenkrupp Steel in Duisburg gezeigt und gehen von einem kohlenstoffhaltigen Gasstrom an Hüttengasen von 100 Normkubikmetern pro Stunde aus, welchem 114 Normkubikmeter an Wasserstoff aus einer Wasserelektrolyse zugeführt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich dann dieCarbon fixation in the form of methanol increases methanol production by 20%. The figures given here are shown as an example using a pilot plant on the premises of thyssenkrupp Steel in Duisburg and are based on a carbon-containing gas flow of 100 standard cubic meters per hour of metallurgical gases, to which 114 standard cubic meters of hydrogen from water electrolysis are fed. The inventive method can then

Methanolproduktion von 1,2 auf 1,4 Tagestonnen steigern, die CO2-Emission sinkt von 12 auf 4 Normkubikmeter pro Stunde. Hierzu müssen dem Restgasstrom nur 8 der bei der Wasserelektrolyse anfallenden 57 Normkubikmeter Sauerstoff zugeführt werden.Increase methanol production from 1.2 to 1.4 tons per day, CO2 emissions drop from 12 to 4 standard cubic meters per hour. To do this, only 8 of the 57 standard cubic meters of oxygen produced during water electrolysis have to be added to the residual gas stream.

Somit können beide Produkte der Wasserelektrolyse zur Minderung der CO2-Emissionen eingesetzt werden. Der Aufwand eine für den Sauerstoff passende Verwendung zu finden wird kleiner beziehungsweise entfällt.Both products of water electrolysis can thus be used to reduce CO2 emissions. The effort to find a suitable use for the oxygen is reduced or eliminated.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der Wasserstoff und derIn a further embodiment of the invention, the hydrogen and the

Sauerstoff elektrolytisch erzeugt. Besonders bevorzugt stammt die elektrische Energie hierzu aus einer regenerativen Energiequelle. Bevorzugt wird hierzu Wasser elektrolytisch in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten.Oxygen generated electrolytically. For this purpose, the electrical energy particularly preferably comes from a regenerative energy source. For this purpose, water is preferably electrolytically split into oxygen and hydrogen.

Da zunehmend aufgrund der Energiewende diskutiert wird, das heutige Erdgas wenigstens teilweise für COz-frei erzeugten Wasserstoff zu nutzen, wird in Zukunft dieSince the use of today's natural gas at least partially for CO2-free hydrogen is increasingly being discussed due to the energy transition, in the future the

Elektrolyse am Ort der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunehmen anElectrolysis at the site of carrying out the process according to the invention is increasing

Bedeutung verlieren.lose meaning.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dem Restgasstrom vor der oder in der Verbrennungsvorrichtung Sauerstoff aus einer Luftzerlegung zugeführt. DieseIn a further embodiment of the invention, oxygen from an air separation is supplied to the residual gas stream before or in the combustion device. This

Ausführungsform ist bevorzugt, wenn der Wasserstoff beispielsweise einer entsprechenden Gasversorgung entnommen wird oder wenn derEmbodiment is preferred if the hydrogen is taken from a corresponding gas supply, for example, or if the

) BE2021/5717) BE2021/5717

Verbrennungsvorrichtung ein weiterer Brennstoff zugeführt wird, sodass die Menge an durch die Elektrolyse erzeugtem Sauerstoff nicht ausreicht.Combustion device another fuel is supplied, so that the amount of oxygen generated by the electrolysis is not sufficient.

Alternativ kann der Sauerstoff aus einem Sauerstoff-Versorgungssystem, einerAlternatively, the oxygen from an oxygen supply system, a

Verdampfung von flüssigem Sauerstoff oder aus einem biochemischen Prozess stammen.vaporization of liquid oxygen or from a biochemical process.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Verbrennungsvorrichtung ein zweiter Brennstoff zugeführt. Der zweite Brennstoff kann insbesondere ein ebenfalls COz- neutraler Brennstoff sein. Beispielsweise kann es sich um Biomasse handeln. DaIn a further embodiment of the invention, a second fuel is supplied to the combustion device. The second fuel can in particular also be a CO2-neutral fuel. For example, it can be biomass. There

Biomasse durch die enthaltene Feuchtigkeit und den somit erzeugten Wassergehalt derBiomass by the moisture contained and the water content thus generated

Luft in der Verbrennungsvorrichtung ebenfalls den Heizwert senken könnte, macht dieAir in the incinerator could also lower the calorific value

Verbrennung in einer sauerstoffangereicherten Atmosphäre, insbesondere, wenn dieser beispielsweise aus der Wasserelektrolyse ohnehin zur Verfügung steht, Sinn.Combustion in an oxygen-enriched atmosphere, especially if this is available anyway, for example from water electrolysis, makes sense.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Kohlenstofffixiervorrichtung zurIn another embodiment of the invention, the carbon fixation device is used for

Maximierung der Bindung von Kohlenstoff betrieben.maximizing the sequestration of carbon.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Restgasstrom derIn a further embodiment of the invention, the residual gas stream is the

Kohlenstofffixiervorrichtung teilweise dem kohlenstoffhaltigen Gasstrom und damit erneut der Kohlenstofffixiervorrichtung zur weiteren Kohlenstofffixierung zugeführt. Durch dieseCarbon fixation device partially fed to the carbon-containing gas stream and thus again to the carbon fixation device for further carbon fixation. Through this

Rezirkulation ist eine höhere Rate der Kohlenstofffixierung möglich.Higher rate of carbon fixation is possible with recirculation.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment illustrated in the drawing.

Fig. 1 Anlage zur Durchführung des VerfahrensFig. 1 system for carrying out the method

In Fig. 1 ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht dargestellt. Eine Emittervorrichtung 10, beispielsweise ein Stahlwerk, erzeugt einen kohlenstoffhaltigen Gasstrom 70, welcher zusammen mit einem Wasserstoffstrom 100, welcher aus einem Elektrolyseur 40 oder einem Wasserstoffanschluss 120 aus einem Versorgernetz stammen kann, zusammen in eine Kohlenstofffixiervorrichtung 20 geführt wird. Hier wird ein Kohlenstofffixierungsprodukt 140, beispielweise Methanol,In Fig. 1, a system for carrying out the method according to the invention is shown in simplified form. An emitter device 10, for example a steel works, generates a carbon-containing gas stream 70 which is fed into a carbon fixation device 20 together with a hydrogen stream 100 which can originate from an electrolyzer 40 or a hydrogen connection 120 from a utility network. Here, a carbon fixation product 140, such as methanol,

° BE2021/5717 hergestellt und so der Kohlenstoff aus der Gasphase entfernt. Der Restgasstrom 80 wird einer Verbrennungsvorrichtung 30 zugeführt, die diesen verbrennt und als Abgas 90 über einen Schornstein 60 abgibt.° BE2021/5717 produced and thus the carbon is removed from the gas phase. The residual gas flow 80 is fed to a combustion device 30 which burns it and emits it as waste gas 90 via a chimney 60 .

Erfindungsgemäß wird dem Restgasstrom 80 nun ein Sauerstoffstrom 110 aus demAccording to the residual gas stream 80 is now an oxygen stream 110 from the

Elektrolyseur 40 und/oder ein zweiter Sauerstoffstrom 130 aus einer Luftzerlegung 50 zugeführt. Dadurch wird der Stickstoffgehalt in der Verbrennungsvorrichtung 30 reduziert und so der Heizwert erhôht. Dadurch kann eine stärkere Kohlenstofffixierung in derElectrolyzer 40 and/or a second stream of oxygen 130 from an air separation unit 50 is supplied. This reduces the nitrogen content in the combustor 30 and thus increases the calorific value. This allows stronger carbon fixation in the

Kohlenstofffixiervorrichtung 20 erfolgen. Somit werden COz-Emissionen reduziert.Carbon fixation device 20 done. This reduces CO2 emissions.

Zusätzlich kann der Verbrennungsvorrichtung 30 ein weiterer Brennstoff 150, beispielsweise Kohle, Kohlenstaub, Erdgas oder Wasserstoff, zugeführt werden. Ebenso kann der Verbrennungsvorrichtung 30 ein weiteres Oxidationsmittel 160, beispielsweiseIn addition, the combustion device 30 can be supplied with a further fuel 150, for example coal, pulverized coal, natural gas or hydrogen. Likewise, the combustion device 30 can have another oxidizing agent 160, for example

Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff, zugeführt werden. Dieses kann beispielsweise bevorzugt sein, um eine konstante und sichere Energieerzeugung in der Verbrennungsvorrichtung 30sicher zu stellen. Bevorzugt wird die Zuflussmenge des weiteren Brennstoffs 150 in Abhängigkeit der der Verbrennungsvorrichtung 30 zugeführten Menge des Restgasstromes 80 geregelt.Air, oxygen-enriched air or pure oxygen are supplied. This can be preferred, for example, in order to ensure constant and reliable generation of energy in the combustion device 30 . The inflow quantity of the additional fuel 150 is preferably regulated as a function of the quantity of the residual gas flow 80 supplied to the combustion device 30 .

Bezugszeichen 10 Emittervorrichtung 20 Kohlenstofffixiervorrichtung 30 Verbrennungsvorrichtung 40 Elektrolyseur 50 Luftzerlegung 60 Schornstein 70 kohlenstoffhaltiger Gasstrom 80 Restgasstrom 90 Abgas 100 Wasserstoffstrom 110 Sauerstoffstrom 120 Wasserstoffanschluss 130 Sauerstoffstrom der Luftzerlegung 140 KohlenstofffixierungsproduktReference numeral 10 emitter device 20 carbon fixation device 30 combustion device 40 electrolyzer 50 air separation 60 chimney 70 carbonaceous gas stream 80 tail gas stream 90 exhaust gas 100 hydrogen stream 110 oxygen stream 120 hydrogen connection 130 oxygen stream of air separation 140 carbon fixation product

150 weiterer Brennstoff 160 weiteres Oxidationsmittel150 more fuel 160 more oxidizer

Claims (6)

Patentansprüchepatent claims 1. Verfahren zur Reduktion der Kohlendioxidemission einer Emittervorrichtung (10), wobei die Emittervorrichtung (10) einen kohlenstoffhaltigen Gasstrom (70) 5 erzeugt, wobei der kohlenstoffhaltige =— Gasstrom (70) in eine Kohlenstofffixiervorrichtung (20) geleitet wird, wobei die Kohlenstofffixiervorrichtung (20) ein festes, flüssiges oder gasförmiges kohlenstoffhaltiges Produkt und einen Restgasstrom (80) erzeugt, wobei der Restgasstrom (80) einer Verbrennungsvorrichtung (30) zugeführt wird, wobei der Restgasstrom (80) in der Verbrennungsvorrichtung (30) verbrannt und an die Umgebung abgegeben wird, wobei dem kohlenstoffhaltigen Gasstrom (70) vor der Kohlenstofffixiervorrichtung (20) Wasserstoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Restgasstrom (80) vor der oder in der Verbrennungsvorrichtung (30) Sauerstoff mit wenigstens 50 Vol.-% zugeführt wird.1. Method for reducing the carbon dioxide emission of an emitter device (10), wherein the emitter device (10) generates a carbon-containing gas stream (70) 5, wherein the carbon-containing =— gas stream (70) is passed into a carbon fixation device (20), the carbon fixation device ( 20) a solid, liquid or gaseous carbon-containing product and a residual gas stream (80) is generated, the residual gas stream (80) being fed to a combustion device (30), the residual gas stream (80) being burned in the combustion device (30) and released to the environment hydrogen is fed to the carbon-containing gas stream (70) before the carbon fixing device (20), characterized in that oxygen with at least 50% by volume is fed to the residual gas stream (80) before or in the combustion device (30). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff und der Sauerstoff elektrolytisch erzeugt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrogen and the oxygen are generated electrolytically. 3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Restgasstrom (80) vor der oder in der Verbrennungsvorrichtung (30) Sauerstoff aus einer Luftzerlegung (50) zugeführt wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the residual gas stream (80) before or in the combustion device (30) oxygen from an air separation (50) is supplied. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsvorrichtung (30) ein zweiter Brennstoff zugeführt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the combustion device (30) is supplied with a second fuel. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffixiervorrichtung (20) zur Maximierung der Bindung von Kohlenstoff betrieben wird.5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon fixation device (20) is operated to maximize the sequestration of carbon. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Restgasstrom (80) der Kohlenstofffixiervorrichtung (20) teilweise dem kohlenstoffhaltigen Gasstrom (70) und damit erneut der Kohlenstofffixiervorrichtung (20) zur weiteren Kohlenstofffixierung zugeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the residual gas stream (80) of the carbon fixation device (20) is partially fed to the carbon-containing gas stream (70) and thus again to the carbon fixation device (20) for further carbon fixation.
BE20215717A 2021-09-14 2021-09-14 Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device BE1029753B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215717A BE1029753B1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215717A BE1029753B1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1029753A1 true BE1029753A1 (en) 2023-04-05
BE1029753B1 BE1029753B1 (en) 2023-04-11

Family

ID=77838651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20215717A BE1029753B1 (en) 2021-09-14 2021-09-14 Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1029753B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070244208A1 (en) 2006-03-20 2007-10-18 Shulenberger Arthur M Process for producing liquid fuel from carbon dioxide and water
DE102016209026A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209037A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209028A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209027A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209029A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
WO2020048809A1 (en) 2018-09-04 2020-03-12 Basf Se Method for producing methanol from synthesis gas without the emission of carbon dioxide

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070244208A1 (en) 2006-03-20 2007-10-18 Shulenberger Arthur M Process for producing liquid fuel from carbon dioxide and water
DE102016209026A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209037A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209028A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209027A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
DE102016209029A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Plant network for the production of mineral building materials and a process for operating the plant network
WO2020048809A1 (en) 2018-09-04 2020-03-12 Basf Se Method for producing methanol from synthesis gas without the emission of carbon dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
BE1029753B1 (en) 2023-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3019581B1 (en) Methanation method and power plant comprising co2 methanation of power plant flue gas
EP2947387B1 (en) Material utilisation of carbon dioxide and nitrogen with electropositive metal
CH697918A2 (en) Low-emission turbine system and method.
DE102016219990B4 (en) Process for the separation and storage of carbon dioxide and / or carbon monoxide from an exhaust gas
DE112010003184T5 (en) Process for the gasification of carbonaceous material by means of thermal decomposition of methane and conversion of carbon dioxide
EP2818227B1 (en) Method for operating a shaft furnace for the production of burnt lime, dolomite, magnesia or cement and shaft furnace plant installation for producing fired lime, dolomite, magnesia or cement
EP3080305A1 (en) Method for reducing co2, emissions in the operation of a metallurgical plant
DE102019214812A1 (en) Process and plant for the production of synthesis gas
DE3631015C2 (en)
EP3465041B1 (en) Group of installations for manufacturing mineral construction materials and a method for operating the group of installations
BE1029753B1 (en) Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device
DE102021210114A1 (en) Method of reducing carbon dioxide emissions from an emitter device
WO2017202659A1 (en) Group of installations for manufacturing mineral building materials and method for operating the group of installations
DE102009014728A1 (en) Method of operating a fossil fuel power plant and fossil fuel power plant with reduced carbon dioxide emissions
WO2017202661A1 (en) Group of installations for manufacturing mineral building materials and method for operating the group of installations
WO2017202660A1 (en) Group of installations for manufacturing mineral construction materials and a method for operating the group of installations
EP3465040A1 (en) Group of installations for manufacturing mineral construction materials and a method for operating the group of installations
AT511941B1 (en) Fuel supply system for vehicles with carbon dioxide storage
DE102021104000A1 (en) Method for operating incineration devices in iron and steel works, in particular integrated iron and steel works, with reduced CO2 emissions
DE102011110213A1 (en) Method and device for recirculating exhaust gas from a gas turbine with subsequent waste heat boiler
WO2011101217A2 (en) Method and device for using emissions from an industrial installation
DE10041262A1 (en) Fuel cell power plant
CH676124A5 (en)
DE102011100492A1 (en) Method for reducing CO2 emissions in combustion processes in fossil fuel power plants
EP2440750B1 (en) Method for generating mechanical power

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20230411