DE102007040939B4

DE102007040939B4 - Verfahren und Anlage zur ökologisch verträglichen Entsorgung von gasförmigem CO2

Info

Publication number: DE102007040939B4
Application number: DE102007040939.9A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Wilhelm
Original assignee: Individual
Current assignee: Rogmans Maria 47546 Kalkar De
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: WO2009030377A8; WO2009030377A1; DE102007040939A1; EP2200421A1

Abstract

Verfahren zur ökologisch verträglichen Entsorgung von gasförmigem CO2, und anderen Abgasbestandteilen,nach der DE 10 2007 017 933 B4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb oder im Bereich des Rohrleitungssystems oder zwischen Rohrleitungssystem und Oberfläche der Anbaufläche eine diffusionsreduzierende Schicht aus Bentoniten und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginaten in den Boden eingebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Entsorgung von gasförmigem CO₂, als Zusatz zur DE 10 2007 017 933 B4 , gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7. Die Thematik nachwachsender Rohstoffe aus Biomasse ist bekannt. Verschärft wird diese durch aktuelle Diskussionen und Maßnahmen zum Klimawandel. Dabei steht das Problem, dass bei Verbrennung von bspw fossilen Brennstoffen, aber auch bei Verbrennung von Biomasse CO₂ und anderen klimaschädlichen Abgasbestandteilen entstehen, im Vordergrund. Entsprechendes ist aus der DE 38 29 560 A1 sowie der WO 90/07265 A1 bekannt.
Dabei liegt jedoch mit Blick auf fossile Brennstoffe eine Problematik zugrunde, dass der Aufwuchs der Grundlage für die fossilen Brennstoffe vor Jahrmillionen erfolgte und somit heute keinen kompensierenden CO₂-Beitrag mehr zur CO₂-Bilanz liefern kann. So erzeugen fossile Brennstoffe CO₂ als Treibhausgas ohne durch ein zeitsynchrones oder zeitnahes Nachwachsen von CO₂-kompensierenden Pflanzen oder Biomasse diese vorher aufgenommen oder kompensiert zu haben. Bei dem Einsatz von fossilen Brennstoffen hat man somit seit ihrer Nutzung lediglich zusätzliches CO₂ erzeugt.
Bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist dies anders. Hier findet eine aktive Aufnahme und Verstoffwechselung von CO₂ statt, so dass die aus Biomassenutzung durch Verbrennung wieder freiwerdende CO₂-Menge zumindest teilweise kompensiert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aktive Aufnahme und stoffwechselmäßige biologische Umwandlung von CO₂ bei entsprechend effektiven Pflanzen im Hinblick auf ein Verfahren sowie eine Anlage der gattungsgemäßen Art so zu optimieren, dass ein effektiver Beitrag zur CO₂-Reduktion in der Atmosphäre erreicht wird.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 1 bis 6 angegeben.
Im Hinblick auf eine Einrichtung bzw eine Anlage ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Hinsichtlich des Verfahrens zur ökologisch verträglichen Entsorgung von gasförmigem CO₂, und anderen Abgasbestandteilen, ist in Zusatz zu den Merkmalen des Anspruches 1 der DE 10 2007 017 933 B4 angegeben, dass oberhalb oder im Bereich des Rohrleitungssystems oder zwischen Rohrleitungssystem und Oberfläche der Anbaufläche eine diffusionsreduzierte Schicht aus Bentoniten und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginaten in den Boden eingebracht wird. Mit dieser Schicht wird eine sehr effektive Diffusion der Abgase ins Erdreich erreicht, so dass das CO₂ langsam in Richtung Pflanze diffundieren kann, um dort verstoffwechselt zu werden. Im übrigen wird ein Teil des aus der Rohrleitung austretenden CO₂ bereits im Erdreich verstoffwechselt. Zumindest aber kommt es in der Nähe der Pflanzen zu einer beständig höheren CO₂-Konzentration, die sodann von der Pflanze verstoffwechselt wird. Die genannten Bentonite, Lehm, Löß und Alginate haben eine hohe Adsorptionsrate von CO₂, der danach nur noch verlangsamt abgegeben wird. Besonders aktiv sind dabei Granulate dieser Stoffe.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginate als Partikel eingebracht werden. Diese bilden eine insgesamt große aktive Oberfläche.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zusatzlich Perlite in den Boden eingebracht werden. Perlite sind aufgeschäumte Gesteine, als perforierte Gesteinspartikel. Diese führen als Schicht oder Zwischenschicht angelegt zu einer weiteren Verlangsam der Diffusion. Dies erhöht die Verweilzeit der Abgase an der Pflanze, die sie verstoffwechseln soll.
Alternativ oder kummulativ kann zu diesem Zweck auch zusätzlich eine diffusionsreduzierende Folie in den Boden der Anbaufläche oberhalb des Rohrleitungssystemes eingelegt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampfter Löß und/oder Alginate in gasdurchlässigen Matten oder Fliesen oberhalb des Rohrleitungssystemes aber unterhalb der Oberfläche der Anbaufläche eingebracht wird. Durch die Einbringung in Matten oder Fliesen, können die Substanzen sehr gut und einfach platziert werden. Die Matten selbst haben wiederum eine diffusionsverlangsamende Wirkung
Weiterhin ist dies noch besonders ausgestaltet, indem die Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginate in einer Schicht oberhalb der Rohrleitung ins Erdreich eingebracht wird, und dass oberhalb der von den besagten Stoffen angereicherten Schicht eine wurzeldurchdringbare gasdiffusionsreduzierende Matte angeordnet ist, bspw ein Flies.
Im Hinblick auf eine Anlage besteht gemäß dieser Zusatzanmeldung mit den Merkmalen des Anspruches 1 aus der DE 10 2007 017 933 B4 als Zusatz die weitergehende Erfindung darin,
dass eine Schicht vorgesehen ist, welches mit Bentoniten und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginaten versehen und oberhalb der Rohrleitung im Erdreich platzierbar ist. Diese sind dann in Zusammenwirken mit den einrichtungsgemäßen Merkmalen besonders effektiv zur Verlangsamung der CO₂ Desorption aus dem Boden, damit dieses Gas möglichst lange in der Umgebung der Pflanze ist um dort verstoffwechselt zu werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Bentonite und/oder der Lehm und/oder der gestampfte Löß in einem Flies, eingearbeitet sind, welches einfach oberhalb der Rohre ins Erdreich eingelegt ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Flies eine diffusionsreduzierende Porengröße und -Weite aufweist.
Um eine effektive Diffusionsverlangsamung des CO₂-Ausströmens zu erreichen ist angegeben, dass die Rohre von diesem Flies umwickelt sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über der Pflanzung und damit auch über dem Rohrleitungssystem ein Volumen mittels einer lichtdurchlässigen Folie abgegrenzt ist, derart dass das bodenseitig langsam ausströmende CO₂ möglichst lange und windunabhängig in der Nähe der Pflanzen gehalten wird. Dies kann entweder erfolgen, indem über den Pflanzen große Folientunnel angelegt sind, oder auch eine Art Gewächshaus. Dies trägt der Erkenntnis Rechnung, dass CO₂ als extrem hochakiver Pflanzendünger gilt. Auf diese Weise wird der Effekt der Verstoffwechselung von CO₂ mit der Entsorgung des aus einem Kraftwerk emittierten CO₂ kombiniert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Stoffe nach Anspruch 1, 2 und 3 in dem Zwischenmantel eines Rohr-in-Rohr-Systems angeordnet sind, derart, dass durch das innere Rohr, deren Wandung perforiert ist das Abgas einleitbar ist, und in den mit den besagten Stoffen gefüllten Zwischenmantel hineindiffundiert, dort adsorptiv zwischengespeichert und dann über die Außenwandung, die ebenfalls perforiert ist, langsam ins Erdreich abgegeben wird.
Die Erfindung, d. h die weitergehende Ausgestaltung der Erfindung in dieser Zusatzanmeldung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Die Abbildung zeigt ein Anbaufläche mit einem gemäß der DE 10 2007 017 933 B4 ins Erdreich 2 eingelegten Rohrleitungssystem 3, durch welche die Abgase eines Kraftwerkes durchgeleitet werden. Die Anbaufläche 1 ist wie in der Stammanmeldung DE ... in Reihen aufgehäufelt und in diesem Ausgestaltungsbeispiel pro Reihe eine Rohrleitung 3 ins Erdreich 2 gelegt.
Wie die weiteren Bodenschichten oder die Rohrleitung selbst ausgestaltet sein können zeigen im mittleren und unteren Teil von 1 die Detaildarstellungen.
Die Detaildarstellung in der Mitte zeigt eine Ausgestaltungsform bei welcher die genannten Stoffe entweder als diffusionsreduzierende Schicht 20 oberhalb der Rohrleitung 3, durch welche die Abgase eingeleitet und über die perforierte Wandung hinausdiffundieren können, platziert ist. Die Schicht 20 kann aber auch als Flies ausgestaltet sein, in welches die besagten Stoffe eingearbeitet sind. Wahlweise kann oberhalb der Schicht 20 noch eine diffusionsreduzierende Schicht aus Perliten, oder aus einer perforierten Folie ins Erdreich eingebracht werden. Die Folie kann dabei so ausgestaltet sein, dass sie von Wurzeln durchwachsen werden kann.
Die untere Detaildarstellung sieht sieht als diffusionsreduzierende Schicht 20 eine Art Manschette vor, die um das Rohr 3 gelegt wird, und die besagten Stoffe enthält.
Alternativ kann die Schicht 20 zusammen mit dem Abgasrohr 3 ein Rohr in Rohr-System bilden. Durch das innere Rohr 3 strömt das Abgas und diffundiert durch perforierte Bereiche in der Wandung des Rohres 3 in den Zwischenraum zum großen Rohr, indem die Stoffe eingefüllt sind und sozusagen die diffusionsreduzierende Schicht 20 bilden. Die Aussenwandung ist dabei wiederum perforiert, so dass die Abgase sodann sehr stark verlangsamt und gleichmäßig ins Erdreich austreten und sogar im Bereich der Wurzel der Pflanzen 10 schon teilweise verstoffwechselt werden. Der Rest der Abgase wird dann bei Anströmen aus der Erdoberfläche im Blattbereich der Pflanze verstoffwechselt.
Alle dargestellten Mittel verlangsamen weiterhin die Diffusion um die Verweilzeit der Abgase, insbesondere CO₂ in der Nähe der stoffwechselaktiven Bereiche der Pflanze zu erhöhen. Zu diesem Zweck können auch Folientunnel oder Gewächshäuser (hier nicht weiter dargestellt) oberhalb der Pflanzen angeordnet sein.

Claims

Verfahren zur ökologisch verträglichen Entsorgung von gasförmigem CO₂, und anderen Abgasbestandteilen,nach der DE 10 2007 017 933 B4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb oder im Bereich des Rohrleitungssystems oder zwischen Rohrleitungssystem und Oberfläche der Anbaufläche eine diffusionsreduzierende Schicht aus Bentoniten und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginaten in den Boden eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginate als Partikel eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, daduch gekennzeichnet, dass zusatzlich Perlite in den Boden eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine diffusionsreduzierende Folie in den Boden der Anbaufläche oberhalb des Rohrleitungssystemes eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginate in gasdurchlässigen Matten oberhalb des Rohrleitungssystemes aber unterhalb der Oberfläche der Anbaufläche eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stoffe Bentonite und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginate in einer Schicht oberhalb der Rohrleitung ins Erdreich eingebracht wird, und dass oberhalb der von den besagten Stoffen angreicherten Schicht eine wurzeldurchdringbare gasdiffusionsreduzierende Matte angeordnet ist.
Anlage nach der DE 10 2007 017 933 B4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht vorgesehen ist, welches mit Bentoniten und/oder Lehm und/oder gestampftem Löß und/oder Alginaten versehen und oberhalb der Rohrleitung im Erdreich platzierbar ist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bentonite und/oder Lehm und/oder der gestampfte Löß in einem Flies eingearbeitet sind, welches einfach oberhalb der Rohre ins Erdreich eingelegt ist.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flies eine diffusionsreduzierende Porengröße und -Weite aufweist.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre von diesem Flies umwickelt sind.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über der Pflanzung und damit auch über dem Rohrleitungssystem ein Volumen mittels einer lichtdurchlässigen Folie abgegrenzt ist, derart dass das bodenseitig langsam ausströmende CO₂ möglichst lange und windunabhängig in der Nähe der Pflanzen gehalten wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe nach Anspruch 1 bis 6 in dem Zwischenmantel eines Rohr-in-Rohr-Systems angeordnet sind, derart, dass durch das innere Rohr, deren Wandung perforiert ist das Abgas einleitbar ist, und in den mit den besagten Stoffen gefüllten Zwischenmantel hineindiffundiert, dort adsorptiv zwischengespeichert und dann über die Außenwandung, die ebenfalls perforiert ist, langsam ins Erdreich abgegeben wird.