DE102021005175A1

DE102021005175A1 - Methanol synthesesystem welches wasserstoff zusammen mit calciumcarbonat caco3 zu methanol umwandelt und zugehöriges verfahren zur methanol synthese

Info

Publication number: DE102021005175A1
Application number: DE102021005175.0A
Authority: DE
Inventors: Stephan Köhne; Martin Konrad
Original assignee: Ks Ipr Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Ks Ipr Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2022-06-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein stark vereinfachtes integriertes Synthesesystem zur Methanolerzeugung aus Wasserstoff und Calciumcarbonat CaCO3in einem gasdichten Ofen in dem die Abtrennung des Kohlendioxid und Kohlenmonoxid aus Calciumcarbonat in einer Wasserstoff Atmosphäre erfolgt und einen Reaktor in dem anschließend aus dem CO und /oder CO2Gas mit Wasserstoff und mit Hilfe eines katalytischen Prozesses unter Druck Methanol und andere Kohlenwasserstoffe im ähnlichen Temperaturbereich synthetisiert werden.CO2aus der Atmosphäre, sowie CO2aus Abgasen als auch natürliche CO2Vorkommen stellen dabei die notwendige Kohlenstoffquelle dar. Zur Kohlendioxidbindung wird beispielsweise Calciumhydroxid verwendet, welches sich mit CO2in Calciumcarbonat umwandelt. Neben den beiden Grundstoffen H2und CO2benötigt man für die Methanolherstellung Temperatur, Druck und Katalysatoren.Der Erfindung liegt die Zerlegung der Carbonate und die Erzeugung des Methanols in einen bevorzugt einstufigen und/oder mehrstufigen Prozess und in einem System mit einem möglichst gleichem Temperaturniveau zu integrieren und somit das Abkühlen und Aufheizen der Medien zu vermeiden zu Grunde. Die Betriebsweise mit Wasserstoff hat neben den wesentlich geringeren Prozesstemperaturen von 250 bis 900°C gegenüber einem Temperaturniveau von 900-1450°C bei konventioneller Verfahren einen weiteren Vorteil, der Prozess ist exotherm, das heißt er läuft auch ohne Zufuhr von externer Heizenergie ab.

Description

Die Erfindung betrifft ein stark vereinfachtes integriertes Synthesesystem zur Methanolerzeugung aus Wasserstoff und Calciumcarbonat CaCO₃ und/oder anderen Alkali und/oder Erdalkali Carbonaten in einem vorzugsweisen einstufigen und/oder mehrstufigen Ofen/Reaktor in dem die Abtrennung des Kohlendioxid und Kohlenmonoxid beispielsweise aus Calciumcarbonat in einer Wasserstoff Atmosphäre erfolgt und in dem anschließend aus CO₂ und oder CO mit Wasserstoff und mit Hilfe eines Katalysators unter hohem Druck Methanol und/oder andere höherwertige Kohlenwasserstoffe auf einem ähnlichen Temperaturniveau synthetisiert werden.
Dabei wird der Wasserstoff beispielsweise über eine Elektrolyseeinheit erzeugt und der CO/CO₂ Abtrennung beispielsweise aus dem Calciumcarbonat und der Methanolerzeugung zugegeben und nach der Synthese werden das Methanol, Wasser und/oder andere höherwertige Kohlenwasserstoffe beispielsweise in einer Destillationskolone abgetrennt.
Zusätzlich wird beispielsweise in einen Calciumcarbonatkreislauf CO₂ beispielsweise aus der Luft und/oder Abgasen unter Verwendung von Calciumhydroxid Ca(OH)₂ unter der Bildung zu CaCO₃ gebunden und/oder Carbonate aus natürlichen Lagerstätten genutzt. Es können dabei auch andere Alkali Carbonate, Erdalkali Carbonate und/oder Salze eingesetzt werden, welche die Eigenschaft haben, CO₂ zu binden und über einen Abtrennprozess unter Wasserstoffatmosphäre diesen wieder in Form von CO und/oder CO₂ abzugeben.
Regenerativer Wasserstoff wird immer mehr als Kraftstoff der Zukunft bezeichnet jedoch lässt sich Wasserstoff nur schwer speichern, da die spezifische Energiedichte gering ist. Eine Lösung bietet hier flüssiges Methanol. Daher wird Methanol oft als flüssiger Wasserstoff oder eMethanol bezeichnet.
Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Synthesesystem ist, dass man fast keine externe Energie zum Betrieb benötigt, so dass ein Methanolsynthesebetrieb auch während den Phasen in denen die elektrische Energie nur teuer zur Verfügung steht möglich ist, da der Methanolsynthesebetrieb nahezu ohne zusätzliche Energiezuführung auskommt und die Energie zum größten Teil aus der Umwandlung von Wasserstoff in Methanol bezieht und somit ein äußerst wirtschaftlicher Betrieb erreicht werden kann.
Der Prozess der CO/CO₂ Erzeugung ist unter Wasserstoffatmosphäre exotherm ebenso ist der Prozess der Methanolsynthese exotherm, so dass die beiden Reaktionen selbstständig ohne Zufuhr externer Energie stattfinden können. Lediglich für den Start des Prozesses muss diese eventuell zugeführt werden.
Zur Erzeugung von Methanol wird neben Wasserstoff auch Kohlenstoff benötigt. Hier bieten CO₂ Abgase als auch natürliche CO₂ Vorkommen eine mögliche Kohlenstoffquelle. Zur Kohlendioxidbindung, dem Carbon Capturing Prozesss wird beispielsweise Calciumhydroxid verwendet, welches sich zusammen mit CO₂ in Calciumcarbonat umwandelt. Neben den beiden Grundstoffen H₂ und CO₂ benötigt man für die Methanolherstellung Temperatur, Druck und Katalysatoren.
Der Erfindung liegt die Zerlegung der Carbonate und die Erzeugung des Methanols in einen bevorzugt einstufigen und/oder mehrstufigen Prozess und in einem System mit einem möglichst gleichem Temperaturniveau zu integrieren und somit das Abkühlen und Aufheizen der Medien zu vermeiden zu Grunde. Die Betriebsweise mit Wasserstoff hat neben den wesentlich geringeren Prozesstemperaturen von 250 bis 900°C gegenüber einem Temperaturniveau von 900-1450°C bei konventioneller Verfahren einen weiteren Vorteil, dieser Prozess ist exotherm, das heißt er läuft auch ohne Zufuhr von externer Heizenergie ab. Zusätzlich zu der exothermen Lösung von CO und CO₂ aus dem Calciumcarbonaten in einer Wasserstoffatmosphäre, kann auch die Abwärme aus der exothermen Methanolsynthese genutzt werden. Dies ermöglicht eine wesentlich effizientere Erzeugung von Methanol aus alkalinen Carbon Capturing Verfahren.
Insgesamt ist dieser Prozess wesentlich energieeffizienter, da fast keine zusätzliche Energie benötigt wird, außer die zum Start des Prozesses und ansonsten fast ausschließlich die Energie aus den Wandlungsverlusten der Umsetzung von Wasserstoff zu Methanol nutzen kann.
Das entstehende gasförmige Methanol, Wasser und Restgas wird anschließend zumindest einer Destillationseinheit zugeführt, welche dann Wasser und Methanol und höherwertige Kohlenwasserstoffe abtrennt und das Restgas wieder in den Ofen/Reaktor führt. Das reduzierte Carbonat beispielsweise das Calciumoxid CaO wird als ein wesentlicher Bestandteil im Klinker in der Zementindustrie genutzt oder das Calciumoxid wird den Carbon Capturing Prozess wieder zu geführt. Dabei kann die Wärme der Umsetzung beispielsweise von Calciumoxid mit Wasser zu Calciumhydroxid auch noch weiter in anderen Prozessschritten beispielsweise der späteren Trocknung des Calciumcarbonats genutzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Methanolsynthesesystem vorzugsweise in einer Stufe für die CO/CO₂ Abtrennung aus Carbonaten in einer Wasserstoffatmosphäre und einer Stufe für die Methanol Erzeugung dabei so energieoptimiert, kompakt und einfach wie möglich und auf einem möglichst gleichem Temperaturniveau zu bauen. Dabei kann durch die Anwesenheit des Wasserstoff die Reaktion des Carbonates bei wesentlich niedrigeren Temperaturen stattfinden als bei heutigen Systemen und zusätzlich kann die Umsetzung des CO₂ und Wasserstoff zu Methanol in einem druckaufgeladenen Verfahrensschritt bei ähnlich niedrigeren Temperaturen auf die Methanol Reaktionsseite erfolgen, so dass in den vorzugsweise bei gleichem Temperaturniveau ausgelegen Stufe mit Hilfe der Methanolkatalysatoren die Umsetzung des CO₂ und/oder CO und Wasserstoff zu Methanol erfolgen kann. Vorteilhaft ist dabei in der erfindungsgemäßen Anlage, dass beide Prozesse exotherme Prozesse sind, sowohl der Prozess der Methanolherstellung als auch der Prozess der CO/CO₂ Abtrennung aus dem Carbonat.
In der erfindungsgemäßen Anlage erfolgt idealerweise eine Druckbeaufschlagung des Systems über eine druckaufgeladene Elektrolyseeinheit und/oder über eine Pumpe und/oder Kompressor zum Druckaufbau. Zusätzlich kann ein Druckaufbau durch die zusätzliche Lösung des Kohlendioxids der „Verdampfung“ aus dem Feststoff Calciumcarbonat und den Übergang in die Gasphase des Reaktionsraumes erfolgen.
Eine vorteilhafte Auslegung der erfindungsgemäßen Anlage sieht eine kontinuierliche Zuführung von Alikali Carbonaten und/oder Erdalkali Carbonaten und/oder Salze, vorzugsweise CaCO₃ vor, welches nach der Reaktion in oxidierter Form, im Fall von CaCO₃ als CaO dem System entnommen wird und beispielsweise in einem Kreislaufprozess wieder dem CO₂ Capturing bereitgestellt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Methanolerzeugungssystems aus Calciumcarbonaten sieht eine integrierte Ausführung der beiden Reaktionsstufen in einem Drehrohrofen vor, im welchem die Carbonate unter Zugabe von Wasserstoff unter Freisetzung von CO/CO₂ und Wasserdampf oxidiert werden und durch den Ofen/Reaktor geführt werden. In der Mitte des Drehrohrofens wird ein druckbeaufschlagter Methanol Reaktor integriert, so dass eine unmittelbare thermische Kopplung in einer Stufe entsteht.
Das Temperatur Niveau der beiden Reaktionen ist in etwa gleich hoch und bewegt sich beispielsweise im Bereich um ca. 250 bis 900 °C je nach eingesetztem Carbonat und/oder CO/CO₂ Material-Quelle. Die beiden Komponenten werden deshalb in eine Einheit integriert. Dabei sind jedoch auch verschiedene andere Bauformen denkbar.
Das erzeugte CO/CO₂ Gemisch und wasserstoffhaltige Gas wird dem Methanol Reaktor und/oder zusätzlich über eine geeignete Förderpumpe und/oder Kompressor und/oder Gasfördereinheit mit abweichendem Druckniveau zugeführt, so dass eine Drucktrennung der Reaktionszonen möglich ist. Es ist genauso möglich die beiden Reaktoren mit den beiden Reaktionsstufen hintereinander zu fahren und/oder die Reaktionsstufen jeweils mehrstufig auszuführen.
In dieser vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Systems verbleibt der Katalysator in der Methanol-Reaktionsstufe und kann sich nicht mit dem Material zur CO/CO₂ Erzeugung CaCO₃ vermischen und muss nicht über beispielsweise eine Separationseinheit geführt werden, um die beiden Materialien wieder zu trennen. Die oxidierten Carbonate beispielsweise das Calciumoxid CaO werden nach Verlassen des Drehrohrofens mit Wasser zu Alkali und oder Erdalkalihydroxid in Fall von Calciumoxid zu Calciumhydroxid umgewandelt und dem CO₂ Capturing Prozess zugeführt. Die bei der Umwandung anfallende Wärme kann wieder dem System zurückgeführt werden, beispielsweise über eine Wärmepumpe.
Die Erfindung betrifft ferner ein vereinfachtes Verfahren zur Regelung und Steuerung des Betriebes des Methanolsynthesesystems.
In dem Methanolsynthesesystem wird das Carbonat CaCo₃ und/oder andere Materialien zur CO/CO₂ Quelle und der Wasserstoff so konditioniert, dass sie in dem Druckbereich liegen, welche in vorher definierten Grenzen je nach Bauweise des Ofens/ Reaktors liegen. Dies wird durch die Betriebsweise der Elektrolyseeinheit gewährleistet, welche den Druck der Wasserstofferzeugung entsprechend steuert. Durch die Druckablassventile erfolgt die Regelung des maximalen Druckes in den Reaktoren/Öfen.
Das ganze System besteht somit aus mindestens 5 aktiven Einheiten für die Steuerung der 1. Wasserstoffzuführung, 2. die Steuerung des Carbonatzuführung,3. die Steuerung der Synthesegase Abführung, 4. der Abführung der oxidierten Carbonats beispielsweise CaO und 5. die Temperaturregelung der Reaktoren/Öfen.
Für die Inbetriebnahme des Synthesesystems bzw. zum Starten des Syntheseprozesses ist beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass zu Beginn des Betriebes der Ofen/Reaktor zunächst durch elektrische Heizungen und/oder Brennereinheiten die Reaktoren/Öfen auf das notwendige Temperaturniveau gebracht werden. Nach der Zuführung der CaCO₃ Carbonats und des Wasserstoffs wird der Prozess gestartet. Das System ist jedoch nicht ausschließlich auf die Nutzung von CaCO₃ und dessen Kreislauf im CO₂ Capture Prozess als CO/CO₂ Quelle beschränkt.
Dadurch wird es ermöglicht, wenn die Öfen die Temperaturen erreicht haben, dass das Synthesesystem nach dem Start der Reaktionen unmittelbar Wärme erzeugen kann und dass nach dem Start der Reaktion zeitnah Synthesegas aus dem Abgasstrom zur Verfügung steht. Dadurch ist ein einfacher und schneller Systemstart möglich und das Synthesesystem kann zudem ohne Schädigung der Komponenten einfach in einem StandBy Betrieb gehalten werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung, die schematisch zwei Ausführungsvarianten enthält, näher erläutert. Dabei zeigt

1 die prinzipielle Ausführung eines Methanol Synthesesystems, welches gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.
2 eine mögliche Variante des Methanol Synthesesystems

In 1 zeigt eine bevorzugte Verschaltung des erfindungsgemäßen Methanol Synthesesystems. Das erfindungsgemäße Synthesesystem weist eine CaCO₃ Bereitstellung 7 auf, welche über einen Carbon Capture Prozess 3 mittels beispielsweise CO₂ Bindung aus der Luft 1 und/oder aus CO₂ haltigen Abgasen 2 gespeist wird und dabei Carbonate und/oder ähnlich unter Bindung von CO₂ ausbildet. Beispielsweise CaCO₃ aus Ca(OH)₂ und CO₂. Die Carbonate und/oder Materialien zur CO/CO₂ Bereitstellung können auch über eine natürliche Quelle 5 wie sie beispielsweise bei CaCO₃ in der Natur vorkommen der Bereitstellung 7 zur Verfügung gestellt werden. Über eine Verbindungsleitung 8 werden die Carbonate, in diesem Beispiel CaCO₃ der CO/CO₂ Erzeugung 9 zugeführt. Über eine Wasserstoffbereitstellung 22, in einer vorzugsweisen Ausführung des erfindungsgemäßen Methanol Synthesesystems, mittels einer druckaufgeladenen Elektrolyse wird über die Verbindungsleitung 24 Wasserstoff den Carbonaten beispielsweise dem CaCo₃ zugeführt. Dies kann vor der CO/CO₂ Erzeugung und/oder direkt in die Reaktionsstufe erfolgen. Der Elektrolyse wird über eine Zuleitung 23 Wasser in einer geeigneten Qualität für die Wasserstoff Erzeugung zugeführt. Mittels eine Fördereinheit 21 und 20, idealerweise eine Gaspumpe, wird in einer erfindungsgemäßen Ausführung der Druck bei Bedarf reguliert und an die Bedingungen der Methanolerzeugung angepasst. Idealerweise wird der benötigte Druck für die Methanolerzeugung über die Wasserstofferzeugung 22 eingestellt, so dass eine energetisch vorteilhafte Ausführung erreicht wird.
Das Carbonat und Wasserstoff Gemisch wird durch den gasdichten Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung 9, in einer erfindungsgemäßen Ausführung einen gasdichten Ofen, gegeben. Innerhalb des gasdichten Ofens 9 wird dabei das Carbonat überwiegend in CO/CO₂, Wasserdampf umgewandelt und in Alkali und oder Erdalkalioxid, bei einer erfindungsgemäßen Auslegung CaCO₃ in Calciumoxid CaO, umgewandelt. Über den Katalysator und eine Druckaufladung in der Methanolerzeugung 17 wird dann das Gas Gemisch CO/CO₂ mittels Wasserstoff überwiegend in Methanol und Wasserdampf umgewandelt. Das CO/CO₂ und Wasserstoff Gemisch aus dem gasdichten Ofen 9 wird mittel Zuleitung 10 und Fördereinheit 11 in die Methanolerzeugung gegeben. Es verbleibt ein Rest an CO/CO₂ und Wasserstoff. Vorteilhaft ist, dass beide Prozesse, die Lösung des CO und oder CO₂ aus den Carbonaten und die Methanolbildung unter den Wasserstoffbedingungen bei nahezu gleichem Temperaturniveau ablaufen können. Die Lösung des CO und oder CO₂ aus den Carbonaten ist dabei unter Wasserstoffbedingungen exotherm und die Methanolbildung ebenso, so dass sich der Reaktionen keine Energie zusätzlich zugeführt werden muss. Das Produktgas aus Methanol und Wasser und Restgasen wird über eine Verbindungsleitung 2 einer Methanolabtrennung 14, beispielsweise eine Destillation gegeben. Hier wird das Methanol, Wasser und das Restgas voneinander getrennt. Über die Leitung 15 wird das Methanol als Produkt dem Synthesesystem abgeführt. Die Restgase H₂, CO/CO₂ werden über die Verbindungsleitung 13 dem gasdichten Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung 9 zurückgeführt. In einer erfindungsgemäßen Ausführung liegt das Druckniveau des gasdichten Ofens 9 dabei unter dem Druckniveau der Methanolerzeugung 17.
Das entstanden Wasser wird über eine Verbindungsleitung 16 der Methanolabtrennung 14 entzogen. Das verbrauchte Carbonat, beispielsweise CaO wird über eine Abführung 19 dem Reaktionsreaktor 9 entzogen.
Die Erfindung ist nicht auf die in 1 dargestellte Ausführungsvariante eingeschränkt. In dem erfindungsgemäßen Methanol Synthesesystem können mehrere Reaktoren und/oder Verschaltungsvarianten der Stoffströme zur Erzeugung von Methanol genutzt werden. 2 stellt eine mögliche Variante des Synthesesystems mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dar. In dieser Variante sind beide Reaktionsbereiche CO/CO₂ 9 Erzeugung unter Wasserstoffatmosphäre und der Methanolerzeugung 17 in einem Bauform unmittelbar integriert und werden bei gleichem Druckniveau betrieben. Die thermische Kopplung ist dabei zwischen den beiden Reaktionszonen in einer Stufe gegeben und das erzeugte CO/CO₂ und Wasserstoff Gemisch wird die Methanolerzeugungszone unmittelbar überführt.
Dabei ist es möglich diese Reaktionszonen einstufig und hintereinander und/oder ineinander und oder übereinander anzuordnen. Es können auch mehrstufige Auslegungen erfolgen. Das entstanden CaO wird ebenfalls über die Abfuhr 19 dem Reaktionsraum entzogen und mit dem anfallenden Wasser aus der Methanolabtrennung 14 über die Verbindungsleitung 16 in einem Reaktionsraum 25 gemischt und reagiert zu Ca(OH)₂ unter Freisetzung von Wärme. Das erzeugte Calciumhydroxid wird dann wieder über eine Kreislaufleitung 26 in den Carbon Capture Prozess 3 gegeben und der Kreislauf damit geschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Luft Zuleitung
2: Abgas Zuleitung
3: Carbon Capture Einheit
4: Verbindung/Zuführung
5: Natürliche vorkommendes Einsatzmittel zur CO/CO₂ Bereitstellung wie CaCO₃
6: Zuleitung
7: CaCO₃ Sammler
8: Verbindungsleitung
9: gasdichten Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung
10: Verbindungsleitung
11: Fördereinheit
12: Verbindungsleitung
13: Verbindungsleitung Restgas
14: Methanolabscheidung
15: Produktleitung
16: Wasserabfuhr Leitung
17: Methanolerzeugung
18: Wasserstoffleitung
19: Verbrauchte CO/CO₂ Quelle Abfuhrleitung
20: Fördereinheit
21: Fördereinheit
22: Wasserstofferzeugung
23: Wasser Zufuhr
24: Verbindungsleitung
25: Reaktionsraum
26: Kreislaufleitung

Claims

Vereinfachtes Synthesesystem zur direkten Methanol- und oder Kohlenwasserstofferzeugung aus Caliciumcarbonat CaCO₃ und Wasserstoff mit • mit einem gasdichten Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung aus Calciumcarbonat und Wasserstoff • mit einem nachfolgenden katalytischen, druckaufgeladenen Reaktionsraum zur Methanolsynthese aus CO und/oder CO₂ und Wasserstoff • Mit jeweils einer Temperaturüberwachung, Drucküberwachung und Steuerung • Mit einer Abtrennung / Abführeinheit von Wasser, Methanol und/oder Kohlenwasserstoffen • Mit einer Abführeinheit für Calciumoxid CaO dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol- und/oder Kohlenwasserstofferzeugung direkt aus CaCO₃ und Wasserstoff erfolgt und die Reaktionszonen der CO/CO₂ Erzeugung und die Methanol- und/oder Kohlenwasserstofferzeugung auf einem ähnlichen Temperaturniveau zwischen 250°C bis 900 °C erfolgen, welche sich gegenseitig in der Reaktion begünstigen und die Steuerung/Regelung des Synthesesystems unter anderem über Temperatur und Druck sowie CaCO₃ Zufuhr sowie Wasserstoffzufuhr erfolgt.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung eine Reaktionszone nachgeschaltet ist, in welcher der reduzierte Einsatzstoff nach der CO/CO₂ Abgabe beispielsweise das CaO mittels Wasser zu Hydroxyd Carbonaten Ca(OH)₂ umgewandelt wird und die dabei die freiwerdende Wärme mittels geeignetem Wärmeübertragesystem anderen Prozessen zur Verfügung steht (beispielsweise einen Trockner für das Calciumcarbonat CaCO₃).
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbonat beispielsweise Calciumcarbonat aus Calciumhydroid Ca(OH)₂ und einem CO₂ Capturing Prozess zur Verfügung gestellt wird, welches in einem Umwandlungsprozess durch Aufnahme von CO₂ erzeugt wurde.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ein anderes Alkali- und/oder Erdalkalicarbonat beispielsweise Kaliumcarbonat und/oder Natriumcarbonat aus einem CO₂ Capturing Prozess zur Verfügung gestellt wird, welches in einem Umwandlungsprozess durch Aufnahme von CO₂ aus Hydroxid erzeugt wurden, welche dann in der wassergelösten Phase das Carbonat an das zugemischte Calciumhydroxid weitergeben und welches dann als CaCO₃ ausfällt und dann abgeschöpft werden kann und schließlich der CO/CO₂ Erzeugungs-Reaktionszone zugeführt wird.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das Carbonat beispielsweise Calciumcarbonat aus natürlichen Quellen zu Verfügung gestellt wird.
Synthesesystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die CO/CO₂ Erzeugung aus einem anderen Alkali und/oder Erdalkali und/oder anderen Salzen und Wasserstoff erfolgt
Synthesesystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion zu Methanol und/oder Kohlenwasserstoffen in einem mehrstufigen Ofen / Reaktor erfolgt.
Synthesesystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Reaktionszonen CO/CO₂ und Methanolerzeugung eine Wasserabscheidung erfolgt.
Synthesesystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas aus der Abtrenneinheit der Reaktionszone CO/CO₂ Erzeugung wieder zugeführt wird.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse zur Wasserstofferzeugung genutzt wird.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reformierung zur Wasserstofferzeugung genutzt wird.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse zur Druckaufladung des Systems genutzt wird.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Synthesesystem eine Abtrenneinheit zur Gewinnung des Methanols und/oder der Kohlenwasserstoffe angeschlossen, und/oder diese nach dem Destillationsprinzip arbeitet.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Carbonat als CO/CO₂ Quelle und der/die Katalysator/en für die Methanol und/oder Kohlenwasserstoff Herstellung in der Reaktionszone vermischt werden, so dass die Reaktion in einem Reaktor stattfindet und diese dann gemeinsam nach der Reaktion in ihren Reaktionszustand aus dem Reaktor geführt werden.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reaktionsstufe CO/CO₂ Erzeugung und der Reaktionsstufe Methanolerzeugung eine Fördereinheit zur Druckerhöhung des Gasstromes angeordnet ist.
Synthesesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wasserstoffzuführungen in das Synthesesystem vorgesehen sind.
Vereinfachtes Syntheseverfahren zur direkten Methanol- und oder Kohlenwasserstofferzeugung aus Caliciumcarbonat CaCO₃ und Wasserstoff mit • mit einem gasdichten Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung aus Calciumcarbonat und Wasserstoff • mit einem nachfolgenden katalytischen, druckaufgeladenen Reaktionsraum zur Methanolsynthese aus CO und/oder CO₂ und Wasserstoff • Mit jeweils einer Temperaturüberwachung, Drucküberwachung und Steuerung • Mit einer Abtrennung / Abführeinheit von Wasser, Methanol und/oder Kohlenwasserstoffen • Mit einer Abführeinheit für CaliziumOxid CaO dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol- und/oder Kohlenwasserstofferzeugung direkt aus CaCO₃ und Wasserstoff erfolgt und die Reaktionszonen der CO/CO₂ Erzeugung und die Methanol- und/oder Kohlenwasserstofferzeugung auf einem nahezu gleichem Temperaturniveau zwischen 250°C bis 900 °C erfolgen, welche sich gegenseitig in der Reaktion begünstigen und die Steuerung/Regelung des Synthesesystems ausschließlich über Temperatur und Druck sowie CaCO₃ Zufuhr sowie Wasserstoffzufuhr erfolgt
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Systems aus mindestens 5 aktiven Einheiten aus, der Steuerung der Wasserstoffzuführung, die Steuerung der CaCO₃ Zuführung , die Steuerung der Abführung der Synthesegase, die Steuerung der Abführung des CaO und die Temperaturregelung der Reaktoren/Öfen, besteht.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ofen zur CO/CO₂ Erzeugung eine Reaktionszone nachgeschaltet ist, in welcher der reduzierte Einsatzstoff nach der CO/CO₂ Abgabe beispielsweise das CaO mittels Wasser zu Hydroxyd Carbonaten Ca(OH)₂ umgewandelt wird und die dabei die freiwerdende Wärme mittels geeignetem Wärmeübertragesystem anderen Prozessen zur Verfügung steht, beispielsweise einen Trockner für das Calciumcarbonat CaCO₃.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das das Carbonat beispielsweise Calciumcarbonat aus Calciumhydroid Ca(OH)₂ und einem CO₂ Capturing Prozess zur Verfügung gestellt wird, welches in einem Umwandlungsprozess durch Aufnahme von CO₂ erzeugt wurde.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderes Alkali- und/oder Erdalkalicarbonat beispielsweise Kaliumcarbonat und/oder Natriumcarbonat aus einem CO₂ Capturing Prozess zur Verfügung gestellt wird, welches in einem Umwandlungsprozess durch Aufnahme von CO₂ aus Hydroxid erzeugt wurden, welche dann in der wassergelösten Phase das Carbonat an das zugemischte Calciumhydroxid weitergeben und welches dann als CaCO₃ ausfällt und dann abgeschöpft werden kann und schließlich der CO/CO₂ Erzeugungs-Reaktionszone zugeführt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbonat beispielsweise Calciumcarbonat aus natürlichen Quellen zu Verfügung gestellt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach Anspruch 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, das die CO/CO₂ Erzeugung aus einem anderen Alkali und/oder Erdalkali und/oder anderen Salzen und Wasserstoff erfolgt
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion zu Methanol und/oder Kohlenwasserstoffen in einem mehrstufigen Ofen / Reaktor erfolgt.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach Anspruch 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Reaktionszonen CO/CO₂ und Methanolerzeugung eine Wasserabscheidung erfolgt.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach Anspruch 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, das das Restgas aus der Abtrenneinheit der Reaktionszone CO/CO₂ Erzeugung wieder zugeführt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse zur Wasserstofferzeugung genutzt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reformierung zur Wasserstofferzeugung genutzt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse zur Druckaufladung des Systems genutzt wird.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass dem Synthesesystem eine Abtrenneinheit zur Gewinnung des Methanols und/oder der Kohlenwasserstoffe angeschlossen, und/oder diese nach dem Destillationsprinzip arbeitet.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Carbonat als CO/CO₂ Quelle und der/die Katalysator/en für die Methanol und/oder Kohlenwasserstoff Herstellung in der Reaktionszone vermischt werden, so dass die Reaktion in einem Reaktor stattfindet und diese dann gemeinsam nach der Reaktion in ihren Reaktionszustand aus dem Reaktor geführt werden..
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reaktionsstufe CO/CO₂ Erzeugung und der Reaktionsstufe Methanolerzeugung eine Fördereinheit zur Druckerhöhung des Gasstromes angeordnet ist.
Vereinfachtes Syntheseverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wasserstoffzuführungen in das Synthesesystem vorgesehen sind.