DE102007015082A1 - CO2-Abscheidung aus Abgasen mit CaO und Kalzinierung mittels Hochtemperaturwärmetauschern - Google Patents

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Abstract

Beim Kalzinieren ("Brennen von Kalkstein") wird durch eine Temperaturerhöhung des Kalksteins auf über ca. 900°C CO2 ausgetrieben und es entsteht gebrannter Kalk (CaO)
Figure 00000002
Bei Temperaturen unter ca. 600°C liegt das Gleichgewicht auf Seiten des Kalksteins. Dieser Vorgang kann daher dazu benutzt werden, um mit gebranntem Kalk (CaO) aus Abgasen das CO2 zu adsorbieren und durch Erhitzen des dadurch entstandenen Kalksteins (CaCO3) CO2 zu desorbieren und den dabei entstandenen gebrannten Kalk (CaO) wieder zur Adsorption von CO2 zu verwenden. Erfindungsgemäß wird die für die Kalzinierung des Kalksteins benötigte Energie über Hochtemperaturwärmetauscher aus dem Kraftwerksprozess oder anderen Prozessen zugeführt und die bei der Adsorption freiwerdende Wärme im Prozess wieder verwendet.

Description

  • Um die CO2-Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren, gibt es neben anderen Möglichkeiten auch die CO2-Abscheidung aus den Abgasen z. B. von Kohlekraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas, Erdöl oder Kohle befeuert werden, und die Deponierung des CO2 z. B. in Erdgas- und Erdöllagerstätten zur Erhöhung der Erdgas- und Erdölausbeute, in Kohleflözen zum Austreiben des Grubengases, in mit dichten Tonschichten bedeckten salinen Aquiferen oder in der Tiefsee.
  • Beim Kalzinieren („Brennen von Kalkstein") wird durch eine Temperaturerhöhung des Kalksteins auf über ca. 900°C CO2 ausgetrieben und es entsteht gebrannter Kalk (CaO)
    Figure 00010001
  • Bei Temperaturen unter ca. 600°C liegt das Gleichgewicht auf Seiten des Kalksteins. Dieser Vorgang kann daher dazu benutzt werden, um mit gebranntem Kalk (CaO) aus Abgasen das CO2 zu adsorbieren und durch Erhitzen des dadurch entstandenen Kalksteins (CaCO3)CO2 zu desorbieren und den dabei entstandenen gebrannten Kalk (CaO) wieder zur Adsorption von CO2 zu verwenden. Erfindungsgemäß wird die für die Kalzinierung des Kalksteins benötigte Energie über Hochtemperaturwärmetauscher aus dem Kraftwerksprozess oder anderen Prozessen zugeführt und die bei der Adsorption freiwerdende Wärme im Prozess wieder zugeführt.
  • In 1–3 ist beispielhaft dargestellt, auf welche Weise die Hochtemperaturwärme z. B. aus einem Kraftwerksprozess ausgekoppelt, dem Kalzinierungsvorgang zugeführt und andererseits die bei der Adsorption des CO2 frei werdende Wärme in den Dampferzeuger wieder eingebunden werden kann.
  • 1 zeigt beispielhaft die Möglichkeit der Verwendung von Hochtemperaturwärme aus einer Dampferzeugerbrennkammer für die Kalzinierung unter Verwendung von überkreuzten zirkulierenden Wirbelschichten für Adsorption und Desorption.
  • 2 zeigt beispielhaft die Möglichkeit der Verwendung von Hochtemperaturwärme aus einer Dampferzeugerbrennkammer für die Kalzinierung in einem als Flugstromreaktor ausgebildetem Wärmetauscher in der Brennkammer und einer zirkulierenden Wirbelschicht als Adsorber.
  • 3 zeigt beispielhaft die Möglichkeit der Verwendung von Hochtemperaturwärme aus einer Dampferzeugerbrennkammer, in der Brennstoff mit wenig oder ohne Asche verbrannt wird, für die Kalzinierung in einem als Flugstromreaktor ausgebildeten Wärmetauscher in der Brennkammer und Adsorption des CO2 im Rauchgaszug zwischen Konvektionsheizflächen.

Claims (5)

  1. Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von CO2 aus dem Abgas z. B. von Anlagen, die Brennstoffe wie Erdgas, Erdöl, Kohle, Biomasse etc. verbrennen, mit gebranntem Kalk (CaO), gekennzeichnet dadurch, dass die Kalzinierung des dabei entstandenen Kalksteins (CaCO3) durch Wärme erfolgt, die über Hochtemperaturwärmetauscher aus dem gleichen Prozess zugeführt wird und die bei der Adsorption frei werdender Wärme im gleichen Prozess wieder verwendet wird.
  2. Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von CO2 aus dem Abgas z. B. von Anlagen, die Brennstoffe wie Erdgas, Erdöl, Kohle, Biomasse etc. verbrennen, mit gebranntem Kalk (CaO), gekennzeichnet dadurch, dass die Kalzinierung des dabei entstandenen Kalksteins (CaCO3) durch Abwärme eines anderen Hochtemperaturprozesses erfolgt und die bei der Adsorption frei werdende Wärme in einem der beiden Prozesse eingebunden wird.
  3. Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Abscheidung des CO2 und die Kalzinierung in zwei überkreuzten Wirbelschichten erfolgt, bei denen der Abfluss des Bettmaterials der einen Wirbelschicht der Zufluss des Bettmaterials der anderen Wirbelschicht ist und umgekehrt.
  4. Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Kalzinierung in einem Hochtemperaturwärmetauscher im Flugstrom erfolgt, während die CO2-Adsorption in einer Wirbelschicht stattfindet.
  5. Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, dass die Kalzinierung in einem Hochtemperaturwärmetauscher im Flugstrom erfolgt, während die CO2-Adsorption im Rauchgasstrom, z. B. im geeigneten Temperaturgebiet, zwischen den Konvektionsheizflächen des Dampferzeugers erfolgt.
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