DE19834073A1 - Globales, integriertes System zur wirtschaftlichen und leistungsbedingten Kontrolle des weltweiten anthropogenen Treibhauseffektes durch Einsatz von umweltschutz-relevanten multifunktionellen Verbundunternehmen - Google Patents

Globales, integriertes System zur wirtschaftlichen und leistungsbedingten Kontrolle des weltweiten anthropogenen Treibhauseffektes durch Einsatz von umweltschutz-relevanten multifunktionellen Verbundunternehmen

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DE19834073A1
DE19834073A1 DE1998134073 DE19834073A DE19834073A1 DE 19834073 A1 DE19834073 A1 DE 19834073A1 DE 1998134073 DE1998134073 DE 1998134073 DE 19834073 A DE19834073 A DE 19834073A DE 19834073 A1 DE19834073 A1 DE 19834073A1
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Wlodzimierz Wasiak
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane

Description

In den Industrieländern ist die Umweltbelastung vor allem Folge des gestiegenen Wohlstandes, in den Ländern der Dritten Welt dagegen führt die Armut einer ständig wachsenden Bevölkerung zu immer mehr Naturzerstörung. Weltweit ernähren sich heute 2,6 Milliarden Menschen von der Landwirtschaft. Schon heute sind weite Teile des Ackerlandes geschädigt oder unfruchtbar. Der Anteil des Ackerlandes an der Gesamtfläche der Erde ist seit 30 Jahren kaum gestiegen. Und wo tatsächlich neue Felder angelegt würden, geht das immer zu Lasten anderer Ökosysteme. 300 Kilogramm Weizen würden den jährlichen Kalorien­ bedarf eines Menschen decken. Die Pro-Kopf-Produktion ist seit 1985 von 330 auf 290 Kilogramm gesunken. Dabei werden heute 40 Prozent der weltweiten Getreideernte für die Erzeugung von Fleisch genutzt.
Die o. g. Situation wird kontinuierlich durch den ansteigenden anthropogenen Treibhauseffekt sehr negativ, aus allseitig bekannten Gründen, verschlechtert. Es ist keine Zeit übriggeblieben, abzuwarten. Es muß sofort breitflächig, weltweit, weitsichtig und konsequent vorgegangen werden. Wir brauchen dringend einen vernetzten Denkansatz!
Die vorgelegte Patentanmeldung hat sich zum Ziel gesetzt, den gesagten anthropogenen Treibhauseffekt weltweit aufzuhalten und zu kontrollieren. Der Hauptschuldige ist das hier vorwiegend auftretende Kohlendioxid. Es soll vorwiegend nicht immer nur an der Penetration in die Atmosphäre verhindert werden, es soll in steigenden Mengen rohstofflich in industriellem und landwirtschaftlichem Sinn verarbeitet werden. Dazu ist es unbedingt notwendig, daß die Mythos von seiner rohstofflichen Unbenutzbarkeit und hohen, besonders energetisch hohen Produktionskosten, zerstört werden.
Diese Patentanmeldung bescheinigt, daß in einem Zeitraum von 10 bis 15 Jahren das Kohlendioxid auf Basis von heute sich schnell entwickelnder, hochmoderner Technik hochwertiger Rohstoff für Massenchemikalien (Kohlenwasserstoffe, Antriebsmittel) und wertvolle Massen-Nahrungsmittel (landwirtschaftliche Nutzung des Meeresbodens in Tiefen bis 50-80 Meter; Eß-Algen-Meeresplantagen) aufgearbeitet werden kann.
Den vollkommen mißglückten Vorstellungen über die übertriebenen Produktionskosten wird hier auch ein Riegel vorgeschoben, indem das Kohlendioxid aus den Roh-Rauchgasen mit größeren Konzentrationen (25±5 Vol.-%CO2), unter ausschließlicher Nutzung der innerbetrieblichen Öko-Abwärme zur Gewinnung durch Vollabsorption von Kohlendioxid als Rohstoff und zugleich Energiespeicher, der die während der Verflüssigung eingespeicherte, mechanische Energie bei der rohstofflichen Nutzung, thermisch unterstützt, mit Übermaß freisetzt, und damit praktisch zurückgibt, gewonnen wird.
Ein Leitsatz kann hier kurz wie folgt ausgesprochen werden: im Endresultat, unter den oben genannten Voraussetzungen, kostet die Gewinnung von Flüssig-Kohlendioxid keine Kilowattstunde und keine Kilokalorie.
Einleitung
Die Sonne erwärmt mit ihrer kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung die Erdoberfläche und die Atmosphäre. Gleichzeitig geben die Erdoberfläche und die Atmosphäre langweilige Wärmestrahlung in den Weltraum ab. Die Energie, die vom System Erde-Atmosphäre in Form langweiliger Wärmestrahlung in den Weltraum ausgestrahlt wird, entspricht, im globalen Jahresmittel, der kurzwelligen Sonnenstrahlung, die von Erde und Atmosphäre absorbiert wird. Jede Abweichung von diesem Gleichgewicht würde zu einer Erwärmung oder zu einer Abkühlung der Erde führen.
Der entstehende, s. g. anthropogene Treibhauseffekt, erzwingt ein Ungleichgewicht. Dieser Treibhauseffekt der Atmosphäre ist für das Klima der Erde von eminenter Bedeutung. Er wird zum größten Teil von nur fünf Spurengasen verursacht, die die kurzwellige Sonnenstrahlung fast ungehindert in Richtung Erdoberfläche passieren lassen, jedoch die von der Erdoberfläche emittierte Wärmestrahlung teilweise absorbieren, so daß die langweilige Ausstrahlung in den Welträumen zunächst vermindert wird. Dieser natürliche Treibhauseffekt führt zu einer Erwärmung der Atmosphäre und sorgt dafür, daß an der Oberfläche nicht strenger Frost herrscht, sondern, im Mittel, Temperaturen von etwa 15 Grad Celsius erreicht werden. Die wesentlichen klimarelevanten Spurengase in einer anthropogen unbeeinflußten Atmosphäre sind:
  • - Wasserdampf (H2O)
  • - Kohlendioxid (CO2)
  • - Ozon (O3)
  • - Distickstoffoxid (N2O), und
  • - Methan (CH4).
Durch anthropogene Emissionen steigen die Konzentrationen dieser Spurengase in der Atmosphäre und damit auch deren Einwirkungspotentiale auf den Strahlungshaushalt der Erde teilweise kräftig an. Dieser anthropogene Treibhauseffekt wird zusätzlich durch die industriell produzierten, in der natürlichen Atmosphäre nicht vorkommenden, halogenierten Kohlenwasserstoffverbindungen FCKW, H-FCKW, FKW und Halon verstärkt, sowie durch den Abbau des Ozons in der Stratosphäre vermindert.
Die menschliche Gesundheit, die terrestrischen und aquativen Ökosysteme sowie sozioökonomischen Systeme reagieren alle empfindlich auf diese Klimaveränderungen.
Es ist bemerkenswert, daß die Zusammensetzung der Atmosphäre trotz der zahlreichen sauerstoff-, stickstoff-, und kohlendioxidumsetzenden Vorgänge in der Natur, praktisch konstant bleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Sauerstoff (gekoppelt mit dem Kohlendioxid) und der Stickstoff, eigene Kreisläufe durchmachen. Wichtige sauerstoffverbrauchende Vorgänge der Natur sind die tierische Atmung und Verwesung. In beiden Fällen werden die Kohlenstoffverbindungen, z. B. Kohlenhydrate durch den Luft­ sauerstoff unter Freiwerden der Energie, letzten Endes, zu Kohlendioxid und Wasser "verbraucht". In gleicher Wirkung zeigen sich auch die Verbrennungsvorgänge der Industrie, z. B. die Verfeuerung von Stein- und Braunkohle. Die freiwerdende Energie wird hier in verschiedener Weise ausgenutzt; bei der tierischen Atmung, beispielsweise zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und der Lebensvorgänge, bei der Kohlen­ verbrennung, zur Erzeugung hoher Temperaturen. Es müßte demnach infolge dieser Vorgänge eine dauernde Abnahme der Sauerstoff und Zunahme der Kohlendioxid- und Wasser-Gehalte der Atmosphäre zu beobachten sein, wenn nicht ein entgegenwirkender Prozeß stattfände, der in Umkehrung des sogenannten Verbrennungsprozesses unter Aufnahme von Energie, Kohlendioxid und Wasser in Kohlenhydrate und Sauerstoff verwandelt. Dieser regulierend wirkende Vorgang ist die Assimilation der Pflanzen bei welcher, unter Einwirkung des von Blattgrün (Chlorophyll) absorbierten Sonnenlichtes, das in der Luft oder im Wasser enthaltene Kohlendioxid in den Kohlenhydrate-Zucker und die Kohlenhydrate-Stärke verwandelt wird, die sich als Reserverstoffe in den Pflanzen ablagern (Photosynthese).
Die Pflanzen dienen dann wieder Menschen und Tieren zur Nahrung, werden erneut "veratmet" (= Dissimilation). Der beschriebene Kreisprozeß, der wieder und immer wieder von neuem beginnt, ist mit seinen Teilen so ausgeglichen, daß soweit unsere Meßgenauigkeit und Erfahrung bisher reichen, der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre konstant bleibt. Je höher beispielsweise, infolge der Verbrennungsvorgänge, der Kohlendioxid- und Wasserdampf­ gehalt der Luft ansteigt, um so größer wird auch, unter sonst gleichen Bedingungen, die Assimilationstätigkeit der Pflanze. Hinzu kommt, daß die jährlich in der geschilderten Weise im Kreislauf befindliche Sauerstoffmenge (1011 t) verhältnismäßig gering im Vergleich zu der in der Atmosphäre vorhandenen (1015 t) ist.
Auch der Stickstoff läuft einen Kreislauf durch die pflanzlichen und die tierischen Organismem ab. In diesem Kreislauf tritt er aber praktisch nur als gebundener, nicht als freier Stickstoff.
Die energiebedingte Verunreinigung der Atmosphäre durch Kohlendioxid (CO2) beträgt weltweit 22,5 Milliarden Tonnen pro Jahr und setzt sich aus folgenden Anteilen zusammen:
  • a) Emissionen durch Verkehr,
  • b) Emissionen durch Wärmeherstellung (für Heizung und Industrie); und
  • c) Emissionen durch Kohlekraftwerke.
Die o. g. Emissionenquellen weisen in perspektivistischer Sicht gravierende spezifische Unterschiede in der Technik der Handhabe und Begrenzung von Kohlendioxid-Emissionen auf. Diese Spezifik zeichnet sich wie folgt ab:
Verkehr
Eine beträchtliche Reduktion von CO2-Emissionen wird durch folgende Entwicklungen perspektivistisch erzwungen:
  • - verkehrsfreie Kommunikation bringt eine bis 40% große Reduktion der Auspuffgase,
  • - Einsatz, global, von 3-Liter-Verbrennungsmotoren bringt eine von 10 bis 15% große Reduktion der Auspuffgase,
und last but not least
  • - die Herstellung von synthetischen Treibstoffen auf Basis eines neuen Rohstoffes: Kohlendioxid (CO2), kann jede Menge Reduzierung durch künstlichen CO2-Kreislauf (alternative Treibstoffe) bringen.
Wärmemarkt
Auch hier erscheint die Zukunft sich positiv zu gestalten. Mann muß hier annehmen, daß die wachsende Rolle bei Zentralheizwerken die regenerativen Energien, d. h. Wind- und Sonnenenergien und, last but not least, die s. g. Öko-Abwärme, die letzte eventuell in gespeicherter Form, und weiterhin die Bau-Maßnahmen zur Reduzierung von Wärmeverlusten in dem Gebäudebestand, und besonderes in den Altgebäuden, spielen werden. Darüber hinaus, basierend auf der hier vorgetragenen innovativen Idee, kann eine Vorsorge getroffen werden, die darauf besteht, daß die Kraft-Wärme-Heizkraftwerke, besonders mit einer Leistung von über 50 MWth, nach der für die Kraftwerke vorgestellten Methode ökologisiert werden können. Dies berücksichtigt der Multiplikatorkoeffizient von 1,20, der zur Berechnung von Energie-Blöcken zur Aufhebung des anthropogenen Treibhauseffektes, angenommen wurde (siehe weiter).
Das nach der Erfindung aus dem s. g. Verbundunternehmen gewonnene Flüssig-CO2 ist verhandelsfähig und kann lizenzfähig, d. h. an viele verschiedene Vertragspartner verkauft werden, die keine eigene kohlendioxidvermindernden Maßnahmen treffen. Eine vertraglich gesamtrechnerische 20%-ige globale Verminderung von Kohlendioxid-Emissionen bei den Lizenznehmern (siehe weiter), verbunden mit der in Zukunft zu realisierenden Notwendigkeit des Einhaltens der optimalen und zeitlich konstanten Emissionswerten, wird als mitwirkend und genügend zur bestrebenswerten Verminderung des weltweiten Treibhauseffektes angenommen.
Somit bleibt die Beseitigung von Kohlendioxid-Emissionen aus den fossile Energieträger und vor allem Stein- und/oder Braunkohle verfeuernden Kraftwerken, die einzig notwendige, zielgerechte, perspektivistische Maßnahme zur umweltschutzrelevanten Verminderung und weltweiten Kontrolle des anthropogenen Treibhauseffektes, die vorgenommen werden mußte, um am schnellstens die Kohlendioxid-Emissionen nachhaltig zu verringern und unter Kontrolle halten zu können.
Von den weltweiten, energiebedingten CO2-Emissionen von 22,5 Gt CO2/a, werden von Kohle-Kraftwerken 4,60 Gt CO2/a, d. h. ca. 22% Emissionen, verursacht. Die zuletzt angegebene Zahl wurde zur Errechnung von notwendigen innovativen Maßnahmen zur Verminderung der in die Atmosphäre eindringenden CO2-Mengen angenommen. Diese grundsätzliche Annahme basiert auf der Tatsache, daß der darin geballte Strom sehr stabil, qualitativ und quantitativ gut definierbar ist, und bei dem die Prognostifizierung für die langzeitige Zukunft, sehr gut fundiert und zuverlässig erscheint. Von dem o. g. CO2-Strom bleiben, nach zuverlässigen wissenschaftlichen Angaben, nur ca. 2% in der Atmosphäre und der Rest wird durch die Ozeane "verschluckt".
Die Kohlendioxidmengen, die weltweit, weil globale Auswirkung vorliegt, und kontinuierlich, aus den Roh-Rauchgasen der Kohle-Kraftwerke beseitigt werden müßten, betragen:
GCO2 = 4,60 Gt/a.0,020.(1,20) = 0,115.109 t CO2/a = 115 000 000 t CO2/a = 115,0 Mio t CO2/a.
In der obigen Gleichung berücksichtigt der Koeffizient "0,020" die Menge von Kohlendioxid abgezweigt aus dem Gasstrom in die Atmosphäre und der Koeffizient "1,20", wie schon vorausgesagt, stellt den Reserveteil dar.
Es wird, des weiteren, vorgesehen, daß zeitgemäß in den nächsten fünf (5) Jahren Planungs- und Projektierungsarbeiten, in den weiteren fünf (5) Jahren Investitionen durchgeführt werden, worauf zwischenzeitlich das produzierte Flüssig-CO2 eventuell in den Meerestiefen versenkt wird, und in den nachfolgenden weiteren fünf (5) Jahren die Anlagen zur praktischen, rohstofflichen Aufarbeitung von Flüssig-CO2 in Weltmaßstab aufgestellt und in Betrieb genommen werden.
Der Aufwand an nötigen Wissen und Finanzen für die praktische Realisierung der o. g. Aufgabe im Bereich von Kohle-Kraftwerken läßt sich schon heute mit guter Genauigkeit vorausberechnen. Die verschiedenen Techniken zur absorptiven Gewinnung von Kohlendioxid aus den Roh-Rauchgasen sind, wegen der enormen Mengen an zu gewinnenden Kohlendioxids (ca. 525 t/h aus einem Energie-Block 300 MWel), und wegen der hohen verfahrentechnischen Parameter der Kohlendioxid-Verflüssigung (60 ata) in dem Bereich der apparativen Ausrüstung sind außerhalb des Standes der heutigen, modernen Technik und werden neu entwickelt werden müssen. Es bleibt aber kein Zweifel vorhanden, daß die Sicherheit einer diesbezüglichen Entwicklung langzeitig gegeben ist. Die Schätzung des Aufwandes, falls die Eckdaten, Vorgaben und verfahrenstechnische Problematik definiert werden, ist hier in ein Paar Jahren möglich.
Es bleibt noch die Technik der rohstofflichen Aufarbeitung des Flüssig-Kohlendioxids, die sich zu Zeit in einer stürmischen, rasanten Entwicklung befindet. Auf diese Technik wird detailliert in der weiteren Beschreibung zurückgekommen. Die absorptive Gewinnung von Flüssig-CO2 ist primär (das heißt eng gesehen) eine sehr kostenintensive Verfahrensweise und besonders in bezug auf Produktionskosten. Nach den technischen Informationen, gesammelt auf Basis der Infos aus technischer Presse, der eventuellen Produzenten der Ausrüstung und aufgrund der eigenen technischen Berechnungen, kann man schätzungsweise annehmen, daß der Energie-Aufwand für die Kohlendioxid-Gewinnung aus dem Roh- Rauchgas eines 300 MWel-Kohlekraftwerkes mit 48% Leistung (12 Vol.-%CO2) energetisch (Wärme plus elektrische Energie) bis zu einem 25-30%-igen Anteil, bezogen auf die Leistung des o. g. Kohlenkraftwerkes, betragen würde. Diese Aufgabe würde sicherlich in Voraus die positiven Ansätze zur kommerziellen Rückgewinnung von Kohlendioxid aus den Roh- Rauchgasen sprengen.
Aber, glücklicherweise, das ist nicht der Fall!
Es gibt eine solche intelligente Technik, die die Gewinnung von Flüssig-CO2 doch ermöglichen würde und diese beruht auf Erfüllung folgender, verfahrenstechnischer Voraussetzungen:
  • 1. die Konzentration von Kohlendioxid in den Roh-Rauchgasen aus den Kohlekraftwerken wird min. 25 Vol.-% betragen (wesentlich niedrigere Investitionskosten),
  • 2. die nötigen, gewaltigen Kreislauf-Wärmemengen (t = 100±10°C und 60±5°C) müssen als s. g. Öko-Abwärme zur Verfügung gestellt werden (als Öko-Abwärme betrachtet man die Abwärme, die ohne Ausscheiden von CO2 in die Atmosphäre anfällt und ganzjährig zur Verfügung steht), d. h., unter anderen, die Abwärme der Roh-Rauchgaskühlung als Quelle der Öko-Abwärme unter die Taupunktemperatur müßte praktisch betriebsintern zur Verfügung stehen. Der o. g. Öko-Abwärme-Bedarf soll für den Fall ca. 300 Gcal/h±10% (betrifft die s. g. niedrigenthaltige, 60±5°C, und höherenthaltige, 100±10°C Wärme) betragen und setzt im Voraus niedrige Eintrittstemperaturen des Rauchgases in die Reinigungs-Vorgänge mit 25-30°C fest, in einer Roh-Rauchgasreinigung-Anlage, angeschlossen an ein o. g. Kohle-Kraftwerk 300 MWel.
Durch die beiden o. g. Maßnahmen vermindern sich der energetische Verbrauch des Gesamtverfahrens, bezogen auf die Flüssig-CO2-Gewinnungs-Anlage bis zu 10-15%, für den Fall, und die Volumina um 45-50% und, darüber hinaus, Grundschadstoff-Konzentration (NOx, SOx), im Roh-Rauchgas steigt um 35-40% an.
Es ist eine zusätzliche Voraussetzung nötig, um das Gesamt-Verfahren, verbunden mit Gewinnung von CO2 wirtschaftlich, und daher verfahrentechnisch attraktiv zu machen und zwar:
Das zurückgewonnene Flüssig-CO2 muß rohstoffliche Eigenschaften aufweisen um zu vermarktbaren, hochqualitativen Endprodukten aufgearbeitet werden zu können (siehe weiter).
Vorausgesetzt, daß also so ein modernes Verfahren zur Roh-Rauchgasreinigung zum Einsatz kommt, das am Eingang in den Reinigungsvorgang die Zimmertemperaturen, eine Taupunkttemperatur vom 60±5°C und durch Einsatz von an Sauerstoff angereicherter Zuluft (ca. 30 Vol.-% Sauerstoff zur Verfeuerung von Kohle, Kohlendioxid-Anteile von ca. 25±2,5 Vol.-% aufweist, und, darüber hinaus, über eigene betriebsinterne Öko-Abwärme, mengenmäßig-qualitativ und quantitativ-ganzjährig verfügt, würde für ein Kohle-Kraftwerk mit einem 48%-igen Wirkungsgrad ein rechnerischer Betrag, s. g. Gesamt-Öko-Abwärme, von ca. 300,0 Gcal/h, entsprechend der Öko-Abwärme:
(300 000 000kcal: 94,0 kcal/Gmol CO2).44 g/GmolCO2.10-6 t/g.0,96 = 135,168 t CO2/h
und entsprechend der Vollabsorption von Kohlendioxid aus dem Reingas: 525,300 t CO2/h, insgesamt (135,168 + 525,300)t CO2/h.8000 h/a.10-6 Miot/h = 5,283 Mio t CO2/a zu verrechnen sein.
Dies wiederum entspricht, aufgerundet, einer rechnerischen Menge von weltweit zu installierenden Standard-300-MWel-Blöcken (= EB), mit angeschlossenen Anlagen, d. h. Verbundunternehmen (VU):
0,115.109 t CO2/a = VU.0,000720 t CO2/kWel.(300,0 MWel/s.1000 kW/MWel.3600 s/h. 8000 h/a = 5 283 000 t CO2/a = 5,283 Mio t CO2/a EB
VU = 115,0 Mio t CO2/a: 5,283 Mio t CO2/a≅25 Verbundunternehmen.
Der Koeffizient 0,000720 t CO2/kWel betrifft die s. g. Kohlendioxid-Emissionen in einen Kohlekraftwerk mit 48% Wirkungsgrad.
1.0. Beschreibung des Öko-Verbundunternehmens zur integrierten Vollabsorption von Flüssig-Kohlendioxid
Siehe
Fig.
1. Öko-Verbundunternehmen
Die Öko-Verbundunternehmen setzen sich grundsätzlich aus sechs (6) integrierten Produktionskomplexen zusammen und zwar:
  • 1. Kohlekraftwerk mit druckloser Herstellung von an Sauerstoff angereicherter Zuluft (min. 35±5 Vol.-% O2), Pos. 1 und 2,
  • 2. Öko-Abwärme-Kreislauf (genannt: Kreislaufwarmwasser 100±10°C am Eingang und "Kreislaufwarmwasser" am Ausgang des Kreislaufes, heißkalt d. h. 100±10°C/30±5°C), verbunden mit der Kühlung des Roh-Rauchgases auf die Temperaturen unter die Taupunkttemperatur und Vorreinigung des Roh-Rauchgases von seinen HCl-, HF, SO2, NO2 und Staub-Schadstoffen-Anteilen, Pos. 3,
  • 3. Rauchgasreinigungs-Anlage (4E-Aktivnebel-Verfahren mit Vollabsorption von Kohlen­ dioxid in Form von Flüssig-CO2), Pos. 4.
Danach gliedern sich (nicht in dem Schema berücksichtigt) folgende Komplexe an:
  • 1. Herstellung von (CO + H2)-Synthesegas, aus Flüssig-CO2 und Methan,
  • 2. Synthesegas-Reinigung (4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren, modernisiertes 4E-Aktivnebel- Verfahren), und
  • 3. Herstellung von Endprodukten auf Basis von (CO + H2)-Synthesegas.
Der Verfeuerungsvorgang wird mit fossilen Brennstoffen, von einem oder zwei bis mehreren Energieträgern in einem Mischbrennstoff, und Zuführung von an Sauerstoff angereicherter Zuluft in einem typischen aber modernisierten Kraftwerk, durchgeführt. Dazu kommt, in der rohstofflichen Aufarbeitung von Flüssig-CO2, wo, ein Synthesegas aus einem eingestellten Gemisch von CO + H2 genutzt wird, daß ein modernisiertes 4E-Plus- Aktivnebel-Verfahren zur Reinigung von Rauch-, Abfall- und grundsätzlich Synthesegasen eingesetzt werden muß (siehe oben Pos. 5.). Das Verfahren zur Herstellung von an Sauerstoff angereicherter Zuluft wurde zum Patent angemeldet (Patentanmeldung-Nr. 36 29 688).
1.1. Herstellung von an Sauerstoff angereicherter Zuluft
Kurzbeschreibung
Die an Sauerstoff angereicherte Zuluft wird in der Anlage (1) durchgeführt, deren Absorber/Desorber-System mit einer aktiven, pelletierten Füllung aus Di-Mangan-Trioxid in einem Arbeitszyklus tätig ist. Aus dem Hauptstrom der Frischluft/Zuluft wird ein Teilstrom abgeleitet und strömt durch die o. g. Füllung bei 480±25°C. Es findet die chemosorptive, selektive Reaktion:
Mn2O3 + ½ O2 ↓ = Mn2O3.O. (1)
statt.
Die Abgase, in Form eines an Stickstoff angereicherten Stromes, strömen in die Atmosphäre aus. Durch Erhöhung der Temperatur auf 525±25°C und Umleitung des Abgases in die Hauptluftleitung, fließt der Strom, hoch angereichert an Sauerstoff, hinein, und erhöht die Gesamtkonzentration von Sauerstoff in der Zuluft auf z. B. 30±5 Vol.-%:
Mn2O3.O = Mn2O3 + ½ O2 ↑ (2)
In der Anlage arbeitet ein Zwei-Reaktor-System mit zeitversetzten Funktionen als Absorber- Desorber in 2 bis 6 Zyklen pro Stunde. Die hohen Arbeitstemperaturen werden durch heiße Roh-Rauchgase, aus dem Kohle-Kraftwerk abgeleitet, gefiltert, erzeugt und nach dem Wärmevorgang abgegeben (alternativ Kohle-Kraftwerk oder Roh-Rauchgasreinigungs- Anlage). Durch Einsatz von intensiven Wärme-Tausch-Vorgängen wird nur, gesamtgerechnet, ca. 10±5% der theoretisch benötigten hochenthalpigen Wärme verbraucht.
1.2. Anfall und Nutzung von höherenthalpigen Öko-Abwärme
Fig.
2. Kurzbeschreibung.
Das Roh-Rauchgas verläßt nun das Kohlen-Kraftwerk mit einer quasikonstanten Temperatur von 140±25°C, einer Taupunkttemperatur von 60±5°C, einer angestrebten Hauptschadstoff- Konzentration von 2000±250 mg SOx und 1000±150 mg NOx (i. N. tr.). Es wird, aus wichtigen verfahrenstechnischen Gründen, unter die Taupunkttemperatur d. h. bis 25-35°C (je nach der Eingangskonzentration von SOx) gekühlt, worauf das Schmutzkondensat, Warmwasser 100±10°C, die als Öko-Abwärme im Kreislauf gehalten wird, und das gekühlte Rauchgas, wie es jetzt umbenannt wird, das nun in den Reinigungs-Vorgang strömt, anfallen. Die o. g. Öko-Abwärme wird in einem kontinuierlichen Kreislauf gehalten. Das Schmutzkondensat unterliegt einer Feinst-Reinigung, die grundsätzlich darauf beruht, daß Festteile peinlichst beseitigt werden, und wird in die Anlage der Kohlendioxid-Gewinnung geleitet, wo es produktiv genutzt wird (siehe weiter). Die o. g. höherenthalpige Öko-Abwärme wird zu folgenden produktiven Zielen eingesetzt:
  • - ca. 15±5% als Produktionswärme in der Roh-Rauchgasreinigung,
  • - ca. 85±10% zur Rückgewinnung von Flüssig-Kohlendioxid.
Es wird hiermit unterstrichen, daß in der beschriebenen Verfahrensweise sowohl die Reaktionswärme des Entschwefelungs-, wie die des Entstickungs-Vorganges, produktiv genutzt werden.
Alternativ könnte die letztgenannte Wärme als Fernwärme saisongerecht eingesetzt werden.
1.3. Vollabsorption und Verflüssigung von Kohlendioxid
Fig.
3. und 4.
Die genannte Technik wird in zwei Teilanlagen durchgeführt.
Die Vollabsorption (Fig. 3.) ist direkt an die Rauchgasreinigung angeschlossen. In dem äußersten Mantel der Reaktionskolonne, nach der Entstickungsstufe, wird zylindrisch um die Reaktionskolonne die Vollabsorptionseinheit montiert und mit Porzelan-Raschig-Ringen gefüllt. Das Reingas nach der Entstickungs- /Agglomerationsstufe mit einer Temperatur von 60±5°C wird alternativ in die zylindrische Absorptionskolonne eingeführt:
  • - in Gleichstrom (mit Berieselungsflüssigkeit zusammen). An den Jalousien werden Agglomerate der beladenen Aktivnebelphase abgetrennt und bewegen sich im freien Fall in die Bassin-Auffangbehälter und das Reingas strömt in den gefüllten Absorptionsraum durch die Porosität der Füllung. Die Füllung wird mit der Absorptionsflüssigkeit mittels einer Umlaufpumpe berieselt.
  • - in Gegenstrom, das Reingas mit Agglomeraten strömt in den Bassin-Auffangbehälter, läßt die Agglomerate zurück und fließt in den zylindrischen Absorptionsteil in Gegenstrom, zu herabfließender Absorptionsflüssigkeit, und entweicht oben durch die separaten Jalousien in die Atmosphäre.
In beiden Fällen die Berieselung der Füllung geschieht auf dieselbe Weise. Die Überführung des unter Vakuum stehenden Reingases (Absorption von ca. 25-Vol.-% an Kohlendioxid) in einem dicht gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Raum wird nach dem Ejection-Prinzip durchgeführt.
Als Absorptionflüssigkeit wird eine 35%-ige Kaliumcarbonat-Lösung, K2CO3, eingesetzt, die einen folgenden Absorptionsvorgang durchläuft:
K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3 + Q (3)
Die Absorptionsreaktion ist endothermisch und die Reaktionswärme (-enthalpie) wird durch die Enthalpie des Reingases geliefert.
Die umreagierte Absorptionsflüssigkeit wird nun in den Desorptionsvorgang gepumpt, im dem eine entgegenlaufende Reaktion nach der Gleichung stattfindet (siehe Fig. 4.):
2 KHCO3 = K2CO3 + CO2 + H2O - Q (4)
Zur Abscheidung von Kohlendioxid = Freisetzung) ist notwendig, die beladene Absorptionslösung bei der Siedetemperatur zu halten. Als effektive Wärmequelle steht hier die Öko-Abwärme 100+/-10°C zur Verfügung. Um wärmetechnisch gerecht zu handeln, wird die Desorptionsflüssigkeit einem Vacuum von ca. 0,30 bar ausgesetzt, wobei die Desorptionsflüssigkeit siedet und gleichzeitig die Öko-Abwärme (= Kreislaufwarmwasser) die Wärme abgibt, in dem das Wasser verdampft wird. Das Kreislaufwarmwasser wird bis zu ca. 30°C abgekühlt und fließt zurück in die Stufe der Roh-Rauchgaskühlung. Im Wasserkühler (3) wird das Kondensat aus den Abgasen ausgeschieden und das reine Kohlendioxid, nach einer Trocknung auf Silikagel (4), dreistufig komprimiert und verflüssigt (60 ata, 20°C).
1.4. 4E-Aktivnebel-Verfahren der Roh-Rauchgasreinigung
In der Stufe der Rauchgasreinigung nach dem 4E-Aktivnebel-Verfahren, das patentiert worden ist, wird in das gekühlte Rauchgas Aktivnebel-Phase aus 30-35%-iger Natronlauge eingesprüht, worauf in der Entschwefelungstufe das Natriumsulfat-Dekahydrat, ein bekannter Latentwärmespeicher, mit eingespeicherter Reaktionswärme der hochexothermen Enthalpie des Vorganges:
2 NaOH + SO2 + ½ O2 + 9H2O = Na2SO4.1 OH2O + QR (5)
als Endprodukt anfällt.
Die Latentwärmespeicherlösung sammelt sich in dem Becken der Entschwefelungstufe. Das halbgereinigte Rauchgas strömt nun in die Entstickungstufe. In den teils gereinigten Gasstrom wird nun eine neue Aktivnebel-Phase aus 30-35%-iger Natronlauge eingesprüht. Gleichzeitig wird in der Entstickungsstufe ein kontinuierlicher Kreislauf von Stickstoff-Dioxid-Gas (NO2) aufrechterhalten, das von der Pirolyse von Produktionsnitraten in oxidativer Atmosphäre herkommt und das Ziel hat, mit dem Stickstoff-Monooxid des Rauchgases eine hochreaktive Verbindung von Di-Stickstoff-Trioxid (N2O3) zu bilden. Die Reihenfolge der Reaktionen ist wie folgt:
Die anfallende Nitratlösung wird sprühgetrocknet und das Trockenprodukt bei 400-450°C pyrolysiert. Ein Teil von NO2 wird in den Kreislauf (Recycling) geführt, der zweite Teil wird vermarktet. Das Reingas wird in die Kohlendioxid-Gewinnungsanlage mit einer Temperatur von 60±5°C abgeleitet. In dieser Anlage wird das Reingas wieder zum zweiten Mal nachhaltig gereinigt und fließt in die Atmosphäre ab.
1.5. Rückgewinnung von Flüssig-CO2 aus dem Reingas des Rauchgasreinigungs­ vorganges nach dem 4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren
Fig.
3 und 4.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Anlage, die an Verbundunternehmen aus Kohlekraftwerk 300 MWel + 4E-Aktivnebelverfahren der Roh-Rauchgasreinigung angebaut wird und das Kohlendioxid aus dem Reingas mit einer Effektivität von ca. 100% beseitigt. Das Roh-Rauchgas entsteht in einem Verfeuerungsvorgang in dem der fossile Brennstoff mit einem an Sauerstoff angereicherten Zuluftstrom (30±5 Vol.-% Sauerstoff­ gehalt) verbrannt wird. Als Absorptionsmedium für Kohlendioxid wird die 30-35%-ige Kaliumcarbonat-Lösung angewendet, die nach ihrer Sättigung mit den anorganischen Chemikalien, d. h. bei ca. 42,0%-iger Salzfracht, aus dem Betrieb gezogen, mit frischer Absorptionslösung ersetzt, und zur Herstellung von Kunstdüngemitteln und/oder Chemikalien (siehe weiter) aufgearbeitet wird. Bei durchgeführten Berechnungen der relevanten, verfahrenstechnischen Vorgänge ergaben sich folgende Resultate:
- Reingasmenge - 1 140 000 m3/h (i. N. tr.)
- Eingangstemperatur des Reingases - 60-70°C
- Konzentration von CO2 in dem Reingas - 25±3,0 Vol.-%
- Kreislaufwarmwassermenge 100±10°C - 2360 m3/h
- Rückgewonnene Menge von Flüssig-CO2 - 525,0 t/h
- Umlaufmenge bei der Absorption - 6000,0 m3/h
- Umlaufmenge bei der Absorption/Desorption - 1000,0 m3/h/Produktionsstraße
- Anzahl der Produktionstraßen - 6
AL=L<- Arbeitstemperaturen:
Absorber - 30±5°C
Desorber - 30°C
AL=L<- Arbeitsdruck:
Absorber - 1,0-0,8 ata
Desorber - 0,3 ata
Siehe die Tabelle der Ökoeffizienz-Daten (Seite 12).
Fazit 1
Bei der rohstofflichen Nutzung von Flüssig-CO2 besteht in der Atmosphäre ein kontinuierlicher Kreislauf: Kohlendioxid praktisch gewonnen ← →Kohlendioxid, verbraucht. Es besteht also kein anthropogener Treibhauseffekt, sei es, was praktisch zu erwarten ist, die neuen Produkte auf Basis Kohlendioxid, zur Begrenzung des Verbrauches anderer konventionellen Produkten (z. B. von Treibstoffmitteln) führen.
Dagegen der unter Pos. C genannte Kohlendioxid-Plus-Wert vermindert praktisch den anthropogenen Treibhauseffekt um:
0,6117 g CO2/kWel.300.103 kW/s.3600 s/h.8000 h/a.10-6 t/g.10-6 Mio t/t = 5,28 Mio t CO2/a
aus einem 300 Mwel Energie-Block
Fazit 2
Die berechnete Ökoeffizienz ist weltweit verhandelsfähig.
Öko-Effizienz-Daten
für ein Öko-Verbundunternehmen eines 300 MWel
-Kohlekraftwerkes, betrieben mit an Sauerstoff angereicherter Zuluft und einer Roh-Rauchgasreinigungs-Anlage mit dem 4E- Aktivnebel-Verfahren
Tabelle 1
Ökoeffizienz bedeutet hier einen Plus-Wert, was bedeutet, daß der Verbund­ unternehmen mehr CO2 beseitigt als es in den Abgasen hat.
2.0. Perspektivistische Entwicklung der rohstofflichen Aufarbeitung von Flüssig-CO2
Das Flüssig-CO2 hat, rohstofflich gesehen, perspektivistisch hohe Wertschöpfung, basierend auf Technologien, die zur Zeit sich in einer stürmischen Phase der Entwicklung befinden. Diese Möglichkeit beruht auf drei (3) folgenden Tatsachen:
  • 1. Kohlendioxid läßt sich mit Kohle thermisch zu Kohlenmonooxid CO, das eine hohe chemische Affinität zeigt, aufarbeiten. Besonders wichtig sind seine Reaktionen mit Wasserstoff (H2), siehe weiter, zu vermarktbaren Kohlenwasserstoffen.
  • 2. Kohlendioxid zusammen mit Müll und Sulfatabfällen läßt sich bakteriell in dem Meeressediment zu Brennstoffgemisch (CO, H2, CH4, H2S) aufarbeiten. Die chemische Reaktionen unter dem Meeresboden, bei hohen Drücken (über 1000 Meter Tiefe) und durchschnittlichen Temperaturen um 100°C, werden zu einem neuen wichtigen Forschungsgebiet der Geochemie.
  • 3. Kohlendioxid hat ein immenses lanndwirtschaftlich zu nutzendes Potential zur Bildung von Kohlenhydraten. Die Kohlenhydrate werden in Zellen chlorophyllhaltiger (grüner) Pflanzen durch Kohlendioxidassimilation hervorgerufen und durch das Ferment Diastase in Zucker verwandelt. Heute noch werden diese Kohlenhydrate als Reservenahrung in Form von Stärke-Körner aufgespeichert, z. B. in Getreidearten, Hülsenfrüchten, Mais, Reis und Meeres-Eßalgen (Photosyntese).
Die größte perspektivistische Bedeutung gilt vor allem der chemischen Umsetzung von CO mit Wasserstoff. Leitet man ein Gemisch von Kohlenmonooxid und Wasserstoff (Synthesegas) über geeignete Katalysatoren, so entstehen, je nach den Reaktionbedingungen, (Mischungsverhältnis, Druck, Temperatur, Katalysator) ganz verschiedene Hydrierungs­ produkte (siehe Fig. 5. Blockschema: Varianten der praktisch möglichen Nutzung der Öko-Abwärme zur rohstofflichen Flüssig-CO2-Anwendung). So erzeugt man, z. B. unter Druck (250 ata), und Verwendung eines chromoxidhaltigen ZnO-Katalysators bei 350°C, nahezu ausschließlich Methylalkohol:
CO + 2H2 ← → CH3OH (fl.) + 30,62 kcal. (8)
Die zur CH3OH-Darstellung erforderliche Apparatur entspricht weitgehend der Ammoniak- Synthese-Apparatur. Bei geringer Abwandlung des Katalysators (Herstellung unter Zusatz geringer Mengen von alkalischen Chemikalien), entstehen neben dem Methylalkohol in größeren Mengen auch höhere Alkohole (CnH2n+1OH):
nCO+2nH2 ← → CnH2n+1OH+(n-1)H2O (9)
Beim Arbeiten ohne Druck und bei 180°C entstehen sauerstofffreie, gesättigte (CnH2n+2) und ungesättigte (CnH2n), aliphatische Kohlenwasserstoffe (Kohlenwasserstoffsynthese von Fischer und Tropsch):
nCO + (2n + 1) H2 → CnH2n+2 + nH2O (10)
nCO + 2nH2 → CnH2n + nH2O (11)
Die primären Produkte dieser Synthese sind bei Verwendung von aktivierten Eisen-Kobalt- und Nickel-Katalysatoren gewöhnlich:
rund 20% Methan CH4
rund 10% leichte Kohlenwasserstoffe (Propan C3H8, Butan C4H10, Propen C3H6 und Buten C4H8)
rund 40% bis 200°C siedende Kohlenwasserstoffe ("Benzin")
rund 10% bei 300°C siedende Kohlenwasserstoffe ("Dieselöl"), und
rund 10% feste Kohlenwasserstoffe ("Paraffin").
Durch "Crackung", d. h. Zersetzungsdestillation der Reaktionsprodukte, kann die Ausbeute an niedermolekularen Treibstoffen weiter verbessert werden. Für n = 1 nimmt die Gleichung (10) die Form:
CO + 3H2 ← → CH4 + H2O (g) + 49,26 kcal (12)
Diese Methanbildung verläuft unter dem katalytischen Einfluß von Nickel glatt bei 250-300°C. In Umkehrung läßt sich aus Methan (bzw. aus Kohlenwasserstoffen in Form von Erdgas oder Erdöl und Wasserdampf) Synthesegas erzeugen. Auch durch partielle Verbrennung von CH4 (bzw. Erdgas, Erdöl) läßt sich Synthesegas gewinnen:
CH4 + ½ O2 → CO + 2H2 + 54 kcal. (13)
Die o. g. genannten Reaktionen lassen sich industriell durchführen, wenn beliebige Mengen an billigem Wasserstoff zur Verfügung stehen. Als geeignetes Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff wurde hier die innovativ modifizierte Zerlegung von Wasser durch Eisen bei Rotglut angenommen:
Energie + H2O + Fe → FeO + H2 (14)
Die o. g. Gleichung ist mit einfachem Eisenoxid formuliert, in Wirklichkeit sind die Verhältnisse komplizierter. So ist FeO nur oberhalb 560°C stabil während unterhalb 560°C ein Mischoxid FeO × Fe2O3 = Fe3O4 entsteht:
Energie + 4 H2O + 3Fe → Fe3O4 + 4H2 (15)
Das gebildete Eisenoxid wird heute in der Technik durch Kohlenmonoxid CO in Form von Wassergas immer wieder in Eisen zurückverwandelt:
FeO + CO → Fe + CO2 (16)
in dem man abwechselnd Wasserdampf und Wassergas über das Eisen bzw. Eisenoxid leitet. Auf diese Weise kommt man mit einer endlichen Menge Eisen aus:
H2O + CO → H2 + CO2 (17)
Addiert man die beiden Gleichungen der Wasserstoffbildung (14) und Eisenregenerierung (16), so heben sich Eisenoxid und Eisen heraus, so daß man die Gesamtgleichung (17) erhält. Da sich diese Reaktion bei Gegenwart eines Katalysators auch direkt, d. h. ohne Umweg einer vorherigen Bildung von Eisenoxid durchführen läßt, spielt das Verfahren der Wasserstofferzeugung aus Wasserdampf und Eisen gegenüber diesem direkten Verfahren (17) keine große Rolle mehr.
In der innovativen Darstellung hat man die Synthese-Reaktion der Methan-Herstellung (15) reversibel gemacht und produziert mit Wasserdampf kontinuierlich wichtige reduzierende Komponenten Wasserstoff und Kohlenmonooxid mit einem großen Reduktionspotential (1 Mol CH4 kann auf diese Weise 4 Mole FeO reduzieren):
In der Gleichung stellt das Gemisch (CO + 3H2) ein hochpotentielles Reduktionsmittel das proportionell wenig CO2 produziert.
Gesamtrechnerisch bildet sich primär folgendes Verhältnis der Reaktionsteilnehmer (trockene Basis): 1CH4 : 4Fe: 4H2 : 1CO2. Aus dem Reduktionsreaktor (RR) fließt ein Gemisch mit 80 Vol.-% Wasserstoff und 20 Vol% Kohlendioxid (trockene Basis).
Die nachfolgenden Berechnumgen wurden bezogen auf ein Verbundunternehmen für Aufarbeitung von 30,0 Mio t/a Flüssig-Kohlendioxid zu Butan.
2.1. Grundsatz-Gleichungen
1. Herstellung von Kohlen-Monooxid CO
2. Herstellung von Wasserstoff
2.1. Oxydations-Reaktion (siehe die Reaktion 14)
2.2. Herstellung von hochaktivem, innovativem Reduktionsmittel (siehe die Reaktion 12)
2.3. Innovative Reduktions-Reaktion (siehe die Reaktion 18)
Konvertierung von 1 Mol CH4 erlaubt eine Reduktion von 4 Mole FeO (!).
2.2. Butan-Herstellung Beispiel einer Reaktion auf Basis Synthesegas
4CO + 9H2
O = C4
H10
+ 4H2
O (20)
2.2.1. Berechnungen zur Herstellung von Kohlenmonooxid CO 2.2.2. Ausgangs-Rohstoff: Flüssig-CO2
Das Flüssig-CO2 wird unter Nutzung niedrigenthalpiger Wärme unterstützt verdampft, wobei man die eingespeicherte Energie zur Strom- und/oder Kälte-Herstellung (siehe Fig. 6. Synthesegas-Herstellung) nutzt. Technisch erzeugt man Kohlenmonooxid in großem Umfang in Form von Generator- und Wassergas:
4N2 + O2 + 2C ⇆ 4N2 + 2CO + 52,832 kcal (Generatorgas) (21)
31,380 kcal + H2O(g) + C ⇆ H2 + CO (Wassergas) (22)
Die hier zugrunde liegende Reaktion (siehe die Grundreaktion 9):
41,219 kcal + CO2 + C ⇆ 2CO (23)
richtet sich in ihrem Verlauf nach dem bekannten Boudougard-Gleichgewicht, das bei jeder Temperatur die zu erreichbaren Gleichgewichtzustände anzeigt, und zwar verschiebt sich das Gleichgewicht, da es sich um eine endotherme mit Volumenvermehrung verbundene Reaktion handelt, mit steigender (fallender) Temperatur und fallendem Druck nach rechts (links). Bei dem Atmosphärendruck entsprechen z. B. den nachfolgenden Temperaturen die angegebenen Volumprozente von Kohlenoxid und Kohlendioxid im Gleichgewicht:
Die Verwendung von Generator- und Wassergas als Synthesegas basiert auf dem Gehalt an Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenoxid, die sich in verschiedenster Weise zu wichtigen H-, N-, C- und O-haltigen Produkten, z. B. Ammoniak, Methan, Methylalkohol und Kohlenwasserstoffe CnHm umsetzen lassen. Durch Verwendung von Erdgas und Erdöl, anstelle von Kohle, zur Gewinnung von Synthesegas, haben alle diese Verfahren eine starke Verbilligung erfahren.
2.2.3. Herstellung von CO-Komponente
CO2
+ C = = 2CO
(44,0)g + (12,0)g = (56,0)g
(30,0) + (8,182) = (38,182) (Mio t/a)
Kohlendioxid wird als Flüssig-CO2 mit eingespeicherter Energie angeliefert und als Kohle wird vorteilhaft Koks eingesetzt.
Man errechnet nun die nötige Menge von Wasserstoff, um aus 30,0 Mio t CO2/a, entsprechend 38,182 Mio t CO/a, stöchiometrisch und theoretisch Wasserstoff, zu produzieren.
2.2.4. Herstellung von Butan
4CO + 9H2
= C4
H10
+ 4H2
O
(112,0)g + (18,0)g = (58,0)g + (72,0)g
(38,182) + (6,137) = (19,773) + (24,546) (Mio t/a)
Theoretisch 6,137 Mio t Wasserstoff pro Jahr werden benötigt, um mit 38,182 Mio t CO die 30,0 Mio t von Flüssig-CO2 zum Treibstoff Butan aufzuarbeiten.
3.0. Herstellung von Wasserstoff-Komponente
Siehe die Schaltskizze.
Fig.
7.
Als einzig mögliches Verfahren hat man die altbekannte Zerlegung, innovativ optimiert, von Wasser durch Eisen bei Rotglut (T < 560°C), genannt Oxidation (Reaktion 14):
Energie + H2O + Fe → FeO + H2
mit den innovativen Änderungen zur Basis angenommen, die der Spezifik des neuen Verfahrens verfahrenstechnisch gerecht werden:
  • 1. die heutige Verfahrenstechnik nutzt zur Regeneration von Eisen-(II)-Oxid (Rück­ verwandelung) Wassergas in dem man abwechselnd Wasserdampf und Wassergas über das Eisen bzw. Eisendioxid leitet, genannt Reduktion (Reaktion 16).
    FeO + CO = Fe + CO2
    Es entsteht dabei das "ungewollte" Kohlendioxid, das grundsätzlich vernichtet werden sollte(!). Darum anstelle des Wassergases nutzt man in der innovativen Verfahrensweise zur Reduktion das Methangas, das wie folgt nach Stand der Technik reformiert wird:
    und folgende Vorteile bietet:
    • 1. als Reduktionsmittel liefert Wasserstoff, unter gegeben Reaktionsverbindungen, hohes Reduktionspotential (ε = -0,711 V), und läßt den Reduktionsvorgang 4 bis 6 mal schneller ablaufen (!).
      Durch die genannte Eigenschaft nutzt man nun innovativ die Tatsache, daß die Zeiten der Oxidation merklich länger andauern so, daß bei zeitversetzten Arbeitszyklen mehrerer Oxydations-Reaktoren (= OR), der Gleichgewicht einer Oxydations-Reaktion in einem Teil des Reduktions-Reaktorsystems = RR) sich einstellt. Auf diese Weise können z. B. vier (4) O-Reaktoren, arbeitend zeitversetzt mit 15-Minuten-Verschiebung (siehe das nachfolgende Beispiel), die Reaktion der Aktivmasse in dem R-Reaktor in 15-Minuten Zyklen durchführen. So kann nach einer Stunde jeder O-Reaktor zu R- Reaktor und der arbeitende R-Reaktor zu O-Reaktor werden.
      Beispiel: Arbeitszyklen: jede Stunde, zeitversetzt.
      O-Reaktor 1 startet - Zeit - Null
      O-Reaktor 2 startet - Zeit - 15 Min.
      O-Reaktor 3 startet - Zeit - 30 Min.
      O-Reaktor 4 startet - Zeit - 45 Min.
      Zeit - 60 Min R-Reaktor ( = R-R) startet
      O-Reaktor 1 gesättigt, Zeit - 60 Min
      a) OR1 übernimmt die Funktion des R-Reaktors.
      b) R-R übernimmt die Funktion des O-Reaktors
      Die O- und R-Reaktoren werden in ihren Funktionen berechnet. In dem System befindet sich 1 R-Reaktor als Reserve.
      Oxidation: siehe die Reaktion (17)
      Reduktion:
      CH4 + H2O = CO + 3H2 (außerhalb des Reaktoren-Systems, Herstellung des effektiven Reduktionsmittels) 1 Phase (12)
      (CO + 3H2) + (4FeO + 4H2) = 4Fe + CO2 + 4H2 + 3H2O 2 Phase (18)
    • 2. Bei der Reduktion wird Kohlendioxid gebildet.
      Durch eine intensive Oxidations-Reaktion produzieren die O-Reaktoren, einen wesentlich höheren Anteil an Wasserstoff, im Vergleich zum R-Reaktor, und auf diese Weise reduzieren den volumetrischen CO2-Anteil, gesamtrechnerisch, in dem produktiven Wasserstoffstrom.
      Siehe die Skizze des (O+R)-Reaktorensystems (es gibt vier (4) O-Reaktoren und 1+1Reserve, RR-Reaktoren, Fig. 7). Zur Herstellung von Butan ist ein Strom von Wasserstoff, 9 Molekülen H2, auf 4 Molekülen CO notwendig. Weil die beiden Systeme, das oxidierende und das reduzierende Wasserstoff produzieren, wobei das reduzierende System scheidet zusätzlich unvorteilhaftes Kohlendioxid aus, hat man zur Berechnung angenommen, daß das oxidierende System pro Reduktionsgleichung 44 Moleküle Wasserstoff und das reduzierende System pro Reaktionsgleichung 4 Moleküle Wasserstoff (und zusätzlich eine Moleküle CO2) erzeugen. Damit gelten arbeitsmäßig folgende verfahrenstechnische Gleichungen:
      Oxidations-Reaktoren (OR). Vier (4) Reaktionsapparate.
      4.(11 Fe + 11H2O) = 44FeO + 44H2
      4.(11.55,874 + 11.18,0)g = 44.(55,847 + 16,0)g + 44.(2)g
      Reduktions-Reaktoren (RR), ein Reaktionsapparat + 1 Reserveapparat (Reaktionen 12 und 18)
Wasserstoff-Jahresproduktion
OR: 6,137 Mio t/a.44/(44+4) = 5,626 Mio t/a (Oxydations-Reaktoren)
RR: 6,137 Mio t/a.4/(44+4) = 0,511 Mio t/a (Reduktions-Reaktor)
Oxydations-Reaktor (OR)
(Reaktion 17)
OR: Fe + H2O = FeO + H2
(55,847)g + (18,0)g = (55,874 + 16,0)g + (2,0)g
(157,1) + (50,634) = (202,09) + (5,626) (Mio t/la)
(OR) Wasserstoffstrom: (5 626 000 kg/a.11,2 m3/h): 8000 h/a = 7876,4 m3/h.(4OR) = ≅2000,0 m3/h.(OR)
(RR) Wasserstoffstrom: (511 000 kg/a.11,2 m3/h): 8000 h/a = 715,0 m3/h.(RR)
Kohlendioxidstrom RR: 44.22,42/(4.22,42.715.8000.2.10-6) = 62,92 t CO2/a
Methanmix: (34,0/6,0).0,511 Mio kcal = 2,896 Mio t/a
Methan-Anteil: 2,896.16/34 = 1,3628 Mio t/a
Methan m3/h = (1 362 800 kg/a: 8000 h/a).1,40125 m3/kg = 1,91 Mio m3/a = 238,71 m3 CH4/h
4.0 Beschreibung Herstellung von Synthesegas für Butan
Fig.
8.
Das Synthesegas setzt sich aus Kohlenmonooxid und Wasserstoff, das Gewichtsverhältnis beträgt (für Butan) 4 : 9, das Volumenverhälnis beträgt (für Butan) 0,45 (CO: H2). Die beiden genannten Komponenten werden in separaten Anlagen hergestellt, gasförmig vermischt und sehr intensiv gereinigt.
4.1. Wasserstoff Herstellung
Die Anlage setzt sich aus vier Oxydations-Reaktoren und 1 + 1 (Reserve) = zwei Reduktions- Reaktoren. Alle Reaktoren werden mit einer fein pelletierter Masse oder aus feinstem Draht hergestellten Drahtgewebes aus Eisen gefüllt. Die Oxydations-Reaktoren werden mit überhitztem Dampf (T = 600°C) gespeist, wobei die Oxidationreaktion abläuft (Reaktion 14):
Fe + H2O → FeO + H2 ↑
Nach der Sättigung des Aktivmaterials, folgt die s. g. Reduktionsreaktion mit hohen Reaktionspotential, die bei derselben Temperatur wie vorher abläuft. Als Reduktionsmittel wird das Reformingprodukt von Methan, das katalytisch verläuft (Reaktion 12),
CH4 + H2O ⇆ CO + 3H2
eingesetzt und über ein hohes Reduktionspotential (ε, bei pseudoalkalischen Bedingungen beträgt -0,71 V), das läßt die Reduktionsreaktion 4 bis 6 mal schneller ablaufen als das hier zur Zeit das anwendbare Wassergas oder Kohlenmonooxid es schaffen konnte, verfügt.
Das gesteigerte Reduktionpotential läßt eine innovative Methode der Wasserstoffherstellung einsetzen, die nur sehr begrenzte Mengen an Kohlendioxid in das System einführt. Dadurch werden zeitversetzt vier Oxidationsreaktoren (OR) eingesetzt, die viermal niedrigere Oxydationsleistung als die Reduktionsleistung aufweisen. Jeder Oxidationsreaktor arbeitet 1 Stunde und erreicht den Sättigungszustand. Die Reduktionskapazität dagegen beträgt, wegen der innovativen Zusammensetzung des reduktiven Mittels, d. h. des Produktes der Konvertierung von Methan, nur höchstens 15 Minuten. Bei eine Stunde dauerndem Arbeitszyklus und bei um ca. 15 Minuten zeitversetzten Zyklen der Oxidations-Reaktoren, in einer Arbeitsstunde führt jeder Oxidations-Reaktor-System je ein Zyklus, also 4 Zyklen insgesamt, und der Reduktions-Reaktor nur ein Zyklus. Darüber hinaus folgende innovative Merkmale wurden in der Anlage eingeführt:
  • - beide Reaktor-Typen haben die gleiche Konstruktion weil sie in einer Stunde einmal (Oxidations-Reaktor) oder viermal (Reduktions-Reaktor), ihre Funktionsweise ändern,
  • - Der Reduktions-Reaktor produziert selbstständig, neben kleinen Mengen an CO2, Wasserstoff-viermal volumetrisch mehr als CO2, und führt zwei verschiedene Funktionsweisen durch in dem Dual-Reduktions-Reaktor. Die beiden Funktionsweise sind wie folgt:
    Reduktionsphase: wird gleichzeitig das Reduktions- und Oxidationsprogramm durchgeführt, der Reaktor wird mit Methan-Reforminggasen und überhitztem Dampf gespeist. Die Arbeitsgleichung ist wie folgt (Reaktion 18):
    (CO + 3H2) + (4FeO + 4H2) ⇆ 4Fe + 4H2 + CO2 + 3H2O
    es wird nebst Wasserstoff Kohlendioxid produziert.
    In der Phase kurz vor der Umschaltung wird Wasserdampfzufuhr abgeschlossen und die Reaktionsgleichung ist jetzt wie folgt:
    (CO + 3H2) + 4FeO ⇆ 4Fe + CO2 + 3H2O (24)
    Dieser Reduktionsreaktor wird nun zum Oxidationsreaktor.
  • - Um die Bildung von CO2 proportionell klein zu halten, beträgt das produktive Potential an Wasserstoff in der Oxidationsstufe von 40±4 Vol% und in der Reduktionsstufe 4,0 Vol-% bezogen auf die grundsätzliche Reaktionsgleichung.
Das Synthesegas wird nun nach der Skizze, Fig. 6. hergestellt.
Das flüssige Kohlendioxid mit eingespeicherter Energie wird entspannt (1) und gibt an ein passendes Kältemedium (2, Joule-Thomson-Effekt) Kälte sowie elektrische Energie (E), thermisch unterstützt, ab. In dem Dual-Wärmetauscher-System (4) werden zwei Ströme separat eingeleitet und zwar: das entspannte kalte Kohlendioxidgas und das heiße Wasserstoffgas (ca. 500°C), die in einem Wärmetausch mit der Wärme der Abgase aus dem Konvertierungsapparat (5, 1000°C), bilanzierend erhitzt bzw. abkühlt werden, worauf das erhitzte Kohlendioxidgas in dem Konvertierungsapparat mit einer Temperatur von ca. 1000°C strömt und der Wasserstoffstrom bis auf ca. 25-35°C heruntergekühlt wird. Der gekühlte Wasserstoffstrom wird direkt nach dem Wärmetauscher-System mit dem konvertierten Kohlenmonooxidstrom, aus dem Konvertierungsapparat, in dem Dual-Wärmetausch-System (4) auf die Temperatur von 25-35°C abgekühlt und zu Roh-Synthesegas vereinigt, in der nachfolgenden Synthesegas-Reinigung nach dem modernisierten, auf die hohe Qualität des Synthesegases für die, unter Einsatz von Katalysatoren abgewickelte Synthese-Reaktion, eingestellten 4E-Aktivnebel-Verfahren, genannt 4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren, auf s. g. Null- Schadstoff-Gehalte, gereinigt. In dem Reinigungs-Vorgang werden unter anderen die wenigen Kohlendioxid-Anteile aus dem Wasserstoff-Strom und Konvertierungsstrom beseitigt. Die flüssigen Reinigungs-Zwischenprodukte werden betriebsintern zum Einsatz für landwirtschaftliche Zwecke aufgearbeitet.
Der Konvertierungsapparat wird mit Anschluß von Sauerstoff und Erdgas zur Inbetriebnahme des Konvertierungsapparates und Bilanzierung des Wärmebedarfes versehen. Die leitende, wärmeliefernde Reaktion ist
CH4 + 3/2 O2 = CO + 2H2O + Q (25)
Im normalen Betrieb ist der Konvertierungsreaktor thermisch durch Wärmetausch, Reaktionswärme und Einführung von Wärme aus der Wasserstoff-Herstellung, thermisch selbständig, wodurch der Konsum von Koks für Verfeuerung nur für Startvorgänge begrenzt wird.
Die Kohlenmonooxidgase aus dem Kohlendioxidreaktor (5) werden nach dem Verlassen des Reaktors bis auf die Temperatur 25-30°C durch Wärmetausch mit gasförmigen Kohlen­ dioxidstrom gekühlt und unterliegen in einem intensiven Reinigungsvorgang nach dem 4E- Aktivnebel-Verfahren in seiner modifizierten Durchführung, in der folgende neue, auf die Spezifik der Reinigung von Synthesegasen, die in Kontakt mit den höchst empfindlichen Katalysatoren kommen, verfahrenstechnische Merkmale in die Verfahrensweise der Reinigung innovativ eingesetzt werden, gereinigt:
  • a) als Aktivnebelphasen werden Lösungen und/oder Suspensionen von Chemikalien eingesetzt, die außer Sulfaten und Nitraten, Kohlendioxid und, höchst effizient, Staub oder Mikrostaub, mit Null-Emission-Werten, beseitigen,
  • b) die ausgeschiedenen Lösungen und/oder Suspensionen werden grundsätzlich nach einer Feinstfiltration von Staub/Mikrostaub, mehrmals, praktisch 3-5 mal in den Reinigungsvorgang rezirkuliert und bei einer endlichen Salzfracht von ca. 30 Gew.-%, aus dem Umlauf abgezogen, eventuell sprühgetrocknet und als Düngemittel oder Chemikalien-Quelle vermarktet oder aufgearbeitet,
  • c) aufgrund von erwarteten, niedrigen Konzentrationen von Hauptschadstoffen, NOx und SOx, werden zur Bildung von Aktivnebelphasen starke Oxidationsmittel und vor allem Gemische von Ozon + Wasserstoffperoxid (O3 + H2O2) zugesetzt, die Nitrite und Sulfite schnell oxidieren, und die bei der Sprühtrocknung organische Spurenstoffe vernichten,
  • d) in der Entschwefelungstufe wird grundsätzlich der Latentwärmespeicher Na2SO4.10H2O mit gespeicherter Reaktionswärme hergestellt. Um Bildung von Nitraten in dieser Stufe zu vermeiden, werden die NO2-Anteile in der Vorreinigungsstufe nach der folgenden Reaktion vernichtet:
    NO3 - + 4H+ + Q = NO + 2H2O (26)
    Nach der Spannungsreihe kann diese Reduktion unter den Normalbedingungen von allen Stoffen bewirkt werden, deren Potential negativer als + 0,96 V und, zur Vermeidung von Wasserstoffentwicklung, positiver als 0,0 V ist. Solche Stoffe sind Kupfer (Cu = Cu2+ + 2θ, ε = +0,337 V) und Eisen-II-Salze (Fe = Fe2+ + θ, ε = +0,771 V),
  • e) zum Roh-Rauchgas vor dem Kühlungsvorgang gibt man, zwecks Vorreinigung (Beseitigung von HCl, HF, SO3, Staub und Mikrostaub), ca. 30/35-%-ige Magnesium- Hydroxid-Suspension, Mg(OH)2 + aq, und eine 20/25-%-ige Suspension/Lösung von FeSO4 in nebelartiger Form versprüht, zu,
  • f) das bei der Vorreinigung anfallende Schmutzkondensat enthält ca. 70 bis 75% des mit dem Roh-Rauchgas hineingebrachten Staub- und Mikrostaub-Gehaltes. Die gelblich-schwarze Suspension des Schmutzkondensats wird effektiv auf einem Vacuum-Drehtrommelfilter mit fremder Filtrationsschicht feinstgefiltert, wobei nachfolgende Vorgehensweise stattfindet:
    • 1. die fremde Filtrationsschicht mit dem angefilterten Filtrationskuchen wird abgetrennt und in einem darauffolgenden Vorgang zu metallurgisch verwendbarem Granulat pelletiert,
    • 2. das gereinigte, klare Schmutzkondensat wird nun in die Desorptionsstufe der Kohlendioxid-Gewinnung transportiert, wo es das Manko am Wasser-Anteil des Umlaufmediums, das durch die Verdampfung von Wasser entstanden ist, rückläufig macht. Auf diese Weise wird ein in großer Menge anfallender Abfall innenbetrieblich nützlich verbraucht. Die hier eingebrachte Salzfracht wird nach der Sättigung des Umlaufmediums bei 40±2% zu Düngemitteln oder Chemikalien mit Einsatz von N2O3, Sauerstoff bei 60°C aufgearbeitet oder/aber sprühgetrocknet. Das während der Desorption verdampfte Wasser fällt als reines Kondensat und kann zu Trinkwasserversorgung eingesetzt werden.
  • g) die in den Synthesegasen auftretenden Schadstoffe und vornehmlich SOx und NOx befinden sich dort in kleinen Konzentrationen von je 100 bis 150 mg/m3 (i. N. tr.). Um die Effektivität des Reinigungsvorganges gegen Nullkonzentrationen zu steigern, werden folgende verfahrenstechnische Maßnahmen getroffen:
    • 1. die Konzentration von SOx und NOx am Eingang in den Reinigungsvorgang werden durch Zudosierung, aus fremder Quelle, automatisch auf gleichem, stabilem Niveau gehalten, und
    • 2. in der Entstickungsstufe, wo die Oxidation von Stickstoff-Monooxid bei niedrigen Konzentrationen sehr schleppend vor sich läuft, wird durch die Entstickungsstufe ein Kreislauf von Stickstoff-Dioxid aus fremder Quelle aufrechterhalten. Die Menge des sich im Kreislauf befindenden NO2 ist gleich dem sich in dem Synthesegas befindenden Stickstoff-Monooxid. Das nach der Gleichung:
      NO + NO2 = N2O3 (27)
      gebildete Di-Stickstoff-Trioxid verfügt über eine gute Löslichkeit in Laugen und gutes Oxidations-Potential zur Nitratbildung:
      2NaOH + N2O3 + O2 = 2NaNO3 + H2O (28)
Alle o. g. thermische Vorgänge werden unter strengen Bedingungen eines effizienten Wärmetausches durchgeführt, wobei die Öko-Abwärme, eingespeicherte Wärme und betriebsintern eingesetzte Wärme rückgewonnen und wieder eingesetzt werden,
  • a) die neue Verfahrensweise arbeitet nach s. g. Arbeitstemperatur-Kette-Prinzip: 25°C (Kühlung des Roh-Rauchgases für Phasen- und Formstabilität der Aktivnebelphasen), 50-55°C (Herstellung in der Entschwefelungsstufe von Latentwärmespeichers Na2SO4 × 10 H2O mit eingespeicherter Reaktionswärme des Vorganges; Maßnahme gegen die Stratifikation des Speichers) und 60±5°C, nach der Entstickungsstufe (Herstellung von kalkuliertem Wärmegehalt in dem Reingas zur Deckung des Bedarfes der niederenthalpigen Wärme für die nachfolgende endotherme Vollabsorption von Kohlendioxid),
  • b) der Durchfluß des Reingases in dem äußersten Mantel der Reaktionskolone gefüllt mit Porzellan-Raschig-Ringen wird alternativ im Gleich- oder Gegenstrom stattfinden, wobei in dem gegen die Atmosphäre dichten Absorptionsraum das durch die Absorption von CO2 sich bildende Vacuum (0,20 ata) Antrieb schafft. Ausstoß von Reingas in die Atmosphäre durch Ejection,
  • c) die Reaktionskolonne arbeitet unter Selbstzug. Die Plazierung der Verbundunternehmen, beinhaltend 4E- oder 4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren soll vorteilhaft in den Höhen geodätisch mehrere Hundert Meter über dem Meeresspiegel erfolgen,
  • d) die Reaktionskolonne wird in ihrer höheren Teil nach der Entstickungsstufe mit einer Flansch-Verbindung konstruiert, um eventuelle Ausbauproblem in der Zukunft schnell durchführen zu können,
  • e) die Versprühung von Nebel-/Aktivnebelphasen wird in die wasserdampfgesättigten Volumina durchgeführt. Um die bei der Arbeit um die Taupunkttemperatur keine inaktive Wassertröpfchen bleiben zu lassen, wird vor der Einsprühung der Nebelphase die Temperatur durch Zugabe von Roh-Rauchgas um ca. bis 0,2-1,2°C erhöht.
  • f) bei der alternativen Reinigungsvorgang in der Entstickungsstufe kann man anstatt Natronlauge die Kalilauge (KOH) einsetzen. Das Endprodukt Kaliumnitrat kann dann nur hälftig pyrolisiert werden, um den Kreislauf von NO2 durch die Stufe aufrechtzuerhalten. Die zweite Hälfte kann dann als wertvolles Mehrstoff-Kunstdüngemittel (PK- Kunstdüngemittel) verkauft werden.
5.0. Rohstoffliche Aufarbeitung von Flüssig-CO2
Fig.
5. Varianten der praktischen Nutzung der Öko-Abwärme zur rohstofflich gerechten Flüssig-CO2
Gewinnung.
Nach Angaben belegbarer, informativen Quellen können in einer Zeitperiode von 10 bis 15 Jahren, auf Basis von Kohlendioxid folgende in der Fig. 5 angegebene Massenprodukte hergestellt werden:
  • - Methan,
  • - Methylalkohol,
  • - höher strukturierte aliphatische Alkohole,
  • - höher strukturierte gesättigte Kohlenwasserstofe,
  • - höher strukturierte ungesättigte Kohlenwasserstoffe,
und darüber hinaus,
  • - höher strukturierte Kohlenhydrate, z. B. künstliche Zucker und Stärke auf dem Wege der künstlichen Photosynthese.
Wie schon oben angedeutet, wird der Strom von Synthesegasen aus zwei grundsätzlichen Komponenten gebildet, und zwar aus Wasserstoff und Kohlenmonooxid, wobei der Wasserstoff wird auf Basis einer modernisierten, innovativen Zerlegung von Wasser durch Eisen bei Rotglut und das Kohlenmonooxid durch thermisches Umreagieren von Kohlendioxid mit Koks bei Temperaturen von 1000°C, hergestellt.
Die o. g. Synthesegasen werden reaktionsspezifisch für Umsetzungen auf Katalysatoren- Basis in einem innovativ modernisierten 4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren genauestens vorgereinigt.
Es soll hier weiterhin unterstrichen werden, daß das Flüssig-CO2, das bei 20°C und 60 ata am Ende der Produktionszyklus als vermarktbares Endprodukt anfällt, die ganze Komprimierungs- und Verflüssigungs-Energie bei der o. g. rohstofflichen Aufarbeitung durch mehrstufige, kontrollierte Entspannung mit Überschuß praktisch abgibt, weil der Vorgang der Aufarbeitung mit Einsatz der niederenthalpigen Öko-Abwärme, thermisch unterstützt wird.
In der nachfolgenden Annäherungsberechnung wurde für das o. g. Energie-Recycling vorsichtigerweise ein Minderungs-Koeffizient 0,95 genutzt.
Zur landwirtschaftlichen Nutzung wird das Kohlendioxid, in die Meerestiefen von 50 bis 80 m (bei dieser Tiefe kann die Sonnenenergie für die Photosynthese die Eßalgen-Wachstums- Zone noch erreichen), nach einer Energie-Recycling, gasförmig zum Kultivierungsbereich hineingeführt.
Zur globalen Beschränkung des Treibhauseffektes ist es notwendig wie schon vorher berechnet, jährlich aus den Kohlekraftwerken - 115 Mio. t CO2/a aufzuarbeiten. Um annähernd die Ökoeffizienz des funktionierenden Verbundunternehmens vorzustellen, wurden die nachfolgenden Berechnungen durchgeführt.
5.1. Annäherungsberechnung von Produktionskosten für das rohstofflich umgewandelte Flüssig-CO2
Der direkte Verbrauch elektrischer Energie zur Rückgewinnung von Flüssig-CO2 beträgt 10-12%, bezogen auf den Energie-Block von 300 MWel d. h. 30 bis 36 MWel = gemittelt 33,0 MWel. Angenommen wurde, daß min. 95% dieser "eingespeicherten" Energie (Komprimierung und Verflüssigung-Vorgänge), mit thermischer Unterstützung, praktisch zurückgewonnen wird.
Kostenberechnung
Gegenstellung von Kosten an der Ausgabe- und Ertragsseite unter Berücksichtigung heute kalkulierbarer Positionen. Gegenübergestellt für ein Verbundunternehmen beinhaltend ein 300 MWel-Energieblock. Verfahrenstechnische Spanne: bis zur Herstellung von Synthesegas: 4CO + 9H2.
Den Ausgaben von ca. 955 350 DM/h steht auf der Ertragsseite 971 250 DM/h entgegen, wobei das Flüssig-CO2 enthält rückgewinnbare elektrische Energie im Wert von 12,3 Mio DM/h (!).
5.2. Berechnung der möglichen Wertschöpfung
Die fünf potentiellen Wertpositionen der auf rohstofflicher Basis von CO2-basierten, vermarktbaren Endprodukte werden unter Annahme berechnet, daß jede Position rohstofflich 20,0 Mio t Flüssig-CO2/a verbraucht.
1. Methylalkohol 30,00 Mio. t/a
2. Höherstrukturierte aliphatische Alkohole 16,70 Mio. t/a
3. Höherstrukturierte gesättigte Kohlenwasserstoffe 13,30 Mio. t/a
4. Höherstrukturierte ungesättigte Kohlenwasserstoffe 13,30 Mio. t/a
5. äquivalente Stärke-Menge (Kohlenhydrate), Schätzung 85,00 Mio. t/a
Summe 1 bis 5 158,30 Mio. t/a
Die geschätzte Wertschöpfung würde im Jahre 2010-2015 betragen:
1. Die Positionen 1 bis 5 werden unter Endprodukt "Treibmittel" zusammengefügt, Marktpreis, perspektivisch: 4,50 DM/kg@ 73 300 000 000 kg.4,50 DM/kg 328 792 000 000 DM/a
2. landwirtschaftliche Produktion@ 85 000 000 000 kg.2,50 DM/kg 212 500 000 000 DM/a
Summe 1 bis 2 541 292 000 000 DM/a = 541,30 Mld DM/a

Claims (43)

1. Verbundverfahren zur sicheren, ferngesteuert kontrollierbaren und leistungsbedingt, vorprogrammiert anwendbaren Kontrolle des globalen anthropogenen Treibhauseffektes, gekennzeichnet dadurch, daß ein System global, d. h. weltweit geographisch gestreut, arbeitet, und nachfolgende Prozeßschritte der Energieherstellung aus fossilen Energieträgern: Kohlekraftwerk, Roh-Rauchgasreinigung mit Voll-Rückgewinnung von Flüssig-Kohlendioxid (CO2), verbunden, gelegentlich, mit dessen Entsorgung und/oder, grundsätzlich, mit dessen rohstofflicher Aufarbeitung zu hochqualifikativen, vermarkbaren Massen-End-Produkten, darunter auch zu Massen-End-Produkten landwirtschaflichen Charakters, durchläuft.
2. Verbundverfahren nach Anspruch 1, in dem der kumulierte Vorgang total subventionsfrei, d. h. selbständig kostendeckend arbeitet und die eventuelle Entsorgung des Flüssig-Kohlendioxids in den Meerestiefen nur gelegentlich oder als Reserve oder im Notfall stattfindet, gekennzeichnet dadurch, daß zur Herstellung/Rückgewinnung von Flüssig-CO2 thermisch und ausschließlich nur die ganzjährig produzierte Öko-Abwärme, niedrigenthaltig (60±5°C) und höherenthaltig (100±10°C), dessen Herstellung ohne Ausscheidung von CO2 in die Atmosphäre stattfindet, und die während der Kohlendioxid-Gewinnung genutzte und eingespeicherte elektrische Energie des unter hohen Druck stehenden Flüssig-Kohlendioxid bei dessen rohstofflichen Einsatz, durch thermisch unterstützte Entspannung, zur sekundären Freisetzung und Herstellung von sekundären elektrischen Energie, rückgewonnen wird, eingesetzt wird.
3. Verbundverfahren, nach dem Anspruch 2, in dem man während der ersten Stufe der Entspannung das Prinzip von Joule Thompson nutzt, gekennzeichnet dadurch, daß man die Kälte von ca. 0°C, oder unter Einschaltung spezieller Einrichtungen, von ca. -10 bis -20°C produziert.
4. Verbundverfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, in denen die Basis des Verbundverfahrens die fossile Brennstoffe verfeuernden Kraftwerke sind, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrische Wirkungsgrade größer 46% sind, Öko-Abwärme-Anfall von min. 100±10°C und 60±5°C von 0,00210±10% Gcal/m3 (i. N. tr) ist und die Konzentration von Kohlendioxid in den Roh-Rauchgasen ca. 25±2 Vol% beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem man die Aufnahmekapazität der Ozeane an Kohlendioxid erfahrungsgemäß als 50 mal größer als die Menge von Kohlendioxid, die zur gleichen Zeit in die Atmosphäre eindringt und dort bleibt, und darüber hinaus, die global arbeitende Verbundunternehmen mit totaler Rückgewinung von CO2-Anteil aus dem Roh-Rauchgasen, gekoppelt mit der produktiv äquivalenten Öko- Abwärme betrieben, die dann als Lizenzen für das Kohlendioxid ausscheidende andere Kraftwerke verhandelbar werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Lizenzen für die negative Ausscheidung von Kohlendioxid in die Atmosphäre durch Lizenznehmer auf maximal 20±5% des in dem Roh-Rauchgas des Lizenznehmers sich befindenden CO2 ausgestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem ein beträchtlicher Teil der Öko-Abwärme aus der Kühlung des Roh-Rauchgases unter die Taupunkttemperatur, aus den Komprimierungs-Vorgängen von Luft und Kohlendioxid und der Enthalpie des Reingases nach der Entstickungsstufe zur Deckung der Verbrauches an Wärme für die endothermische Absorptions-Desorptions-Vorgänge von Kohlendioxid aus dem nach dem zweistufigen Vorgang der Rauchgasreinigung erhaltenen Reingas, wobei die als Absorptions- Desorptionsmedium ca. 35%-ige Kaliumcarbonat-Lösung (K2CO3/KHCO3) eingesetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß in der Desorptionsstufe die mit Kohlendioxid beladene Lösung, zwecks Austreibung von Kohlendioxid, das Öko-Abwärme 100±10°C tragende Kreislauf-Warmwasser, unter einem absteigend bis 0,30 ata Druck die Wasserverdampfung und Freisetzung von Kohlendioxid erzwingt, worauf das Kreislauf-Warmwasser (d. h. Öko- Abwärme-Strom) auf 30±5°C gekühlt, nachhinein im Kreislauf zur Kühlung des Roh- Rauchgases strömt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, in dem das desorbierte Kohlendioxid nach der Desorptionskolonne komprimiert, gekühlt, mit Silikagel getrocknet, und bei 60 ata verflüssigt wird, gekenzeichnet dadurch, daß das Wasserkondensat aus dem Kühlvorgang des Desorbats als Destillat zur Trinkwasserversorgung größtenteils übergeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, in dem das in der Desorptionsstufe erhaltene und neuer Anwendung übergebene Destillat in dem Umlauf des Desorptionsmediums an der Desorptionskolonne teilweise gemeint als Abwasserbeseitigung, ersetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß man in den gesagten Umlauf der Desorptionskolone das bei der Kühlung des Roh-Rauchgases erhaltene Schmutzkondensat, nach einem intensiven Feinst-Filtrationsvorgang von seinen Feststoffverunreinigungen, zuführt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß man das abgenutzte Absorptions-Desorptionsmedium nach erfolgter Anreicherung der Salzfracht bis max. 40,0±2 Gew.-% aus dem Betrieb abzieht und durch Reaktion mit einer Mischung von 15 bis 25 Vol-% N2O3 und 75 bei 85 Vol-%/Luft bei einer Arbeitstemperatur 60±10/15°C zu einem flüssigen Mischdünger aufarbeitet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in dem das Flüssig-Kohlendioxid nach einer thermisch unterstützten Entspannung und Vergasung von seinem durch thermische Behandlung mit Kohle erhaltenen Zwischenprodukt, d. h. Kohlen-Monoxid, CO, und Wasserstoffstrom zum Synthesegas vermischt wird, gekennzeichnet dadurch, daß auf ein Molekül Kohlen-Monoxid ein bis zehn Moleküle, vorteilhaft ein bei sechs Moleküle, Wasserstoff entfällt und das Gemisch (Synthesegas) umreagiert wird, wobei folgende Massen-End-Produkte wie z. B. Methan, Methylalkohol, höher strukturierte aliphatische Alkohole, höherstrukturierte aliphatische gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, hergestellt werden.
11. Verfahren nach Ansprüch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das in den Umsetzungsreaktor strömende, gasförmige Kohlendioxid, mit dem Reaktionsgas wärmetauschend bis auf eine Eintrittstemperatur von ca. 1000°C vorerwärmt wird, wobei, das aus dem Umsetzungsreaktor strömende, grundsätzlich Kohlenmonooxid enthaltende Reaktionsgas auf ca. 25-35°C abgekühlt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Wärme-Tausch-Vorgang in einem Dual-Wärme-Tausch-System geführt, in dem auch Wasserstoffstrom mit einer Temperatur von ca. 500°C separat auf 25-35°C gekühlt wird, worauf nach dem Dual-Wärme-Tausch-System die abgekühlten Kohlenmonooxidströme aus dem Umsetzungsreaktor und der abgekühlte Wasserstoffstrom nach dem System, sich zum Roh-Synthesegas vereinigen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, gekennzeichnet dadurch, daß das hergestellte Roh-Synthesegas einem sehr intensiven, spezifisch auf katalytisch verlaufende Reaktionen eingestellten Reinigungsvorgang nach den modifizierten 4E- Aktivnebel-Verfahren, genannt 4E-Plus-Aktivnebel-Verfahren, unterworfen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, in bezug auf die hohe Belastung des Synthesegases durch Kohlenstaub und Rest-Kohlendioxid und darüber hinaus, auf die verhältnismäßig niedrigen Konzentrationen an sonstigen Schadstoffen wie SOx, NOx, HCl + HF und, vor allem, an Spurenschadstoffen anorganischer und organischer Art, gekennzeichnet dadurch, daß Aktivnebelphasen aus Lösungen und/oder Suspensionen von anorganischen Chemikalien eingesetzt werden, die außer Sulfaten, Nitraten und Chloriden, Kohlendioxid und höchst effizient, durch Befeuchtung, Staub, und vor allem Mikrostaub, auf Werte gegen Nullemmissionen beseitigen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß als o. genannte anorganische Chemikalien Hydroxide von alkalischen Metallen und Erdalkali-Metallen eingesetzt werden, die keine wasserunlöslische Sulfate bilden und deren wasserunlösliche Chemikalienanteile durch Bildung von Sulfaten oder Nitraten in die Lösung übergehen und in denen die eingebrachten Staub- und Mikrostaub-Anteile nach dem abgeschlossenen Reinigungsvorgang abgefiltert und somit die anfallende Produktlösungen mit einer Konzentration von ca. 30±5 Gew.-% direkt einer landwirtschaftlichen Anwendung zugeführt werden können, zum Einsatz kommen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 14, in dem insbesondere HCl+HF- und NO2-Anteile aus dem Roh-Rauchgas beseitigt oder reduziert werden, gekennzeichnet dadurch, daß in der Kühlphase des Roh-Rauchgases eine Suspension von Magnesiumhydroxid eingesprüht wird in deren die Konzentration des Aktivmittels stöchiometrisch 3 bis 5 größer als die Konzentration des zu absorbierenden/reduzierenden Anteiles ist.
17. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, daß der Reinigungsvorgang eine vorgeschriebene Temperaturkette verfahrenstechnisch während des Vorganges aufweist, die die optimalen Arbeitsparameter chemisch und thermisch wahrnimmt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet dadurch, daß die spezifierte Temperaturkette folgendes aufweist:
  • 1. Kühlung des Roh-Rauchgases: 25/40°C - Kühlungspotential wird um bis 5-10% größer als die Gesamtenthalpie der exothermisch verlaufenden Reinigungsreaktionen, zwecks Erhaltung der Formstabilität der reagierenden Aktivnebelphase,
  • 2. die nach der Entschwefelungsreaktion resultierende Arbeitstemperatur wird bei 50±05°C liegen, zwecks Vorbeugung einerseits der Stratifikation des Reaktionsproduktes d. h. des Natriumsulfat-Dekahydrats, und des weiteren, die Ausgangstemperatur vor dem Eintreten in die Entstickungsstufe die Reaktions-Enthalpie der Entstickungsstufe nutzend, die Gesamtenthalpie aufweist, die groß genug ist um mit dieser niederenthalpigen Wärme den Wärmebedarf der endothermen Vollabsorption von Kohlendioxid zu decken,
  • 3. die Ausgangstemperatur aus der Entstickungsstufe darf die Temperatur von 70°C nicht überschreiten, weil dann ein Gleichnis zwischen dem Partialdruck und der Oberflächenspannung der Aktivnebelphasen erreicht werden kann, was die Formstabilität der beladenen Aktivnebeltröpfchen gefährdet (Temperaturkette: 25-50-70°C).
19. Verfahren und Ausrüstung nach einen der Ansprüche 13 und 18, in dem man die bestehende Konstruktion der Reaktionskolonne des Aktivnebel-Verfahrens, das zur Verfügung stehende Potential an niedrigenthalpiger Abwärme nach der Entstickungsstufe und vor allem den Selbstzug, entstehend unter gegen die Atmosphäre dichten Abgrenzung aufgrund der Vollabsorption von ca. 25-Vol%-Anteil von Kohlendioxid des Reingases (Vacuum ca. 0,20-0,25 bar) nutzend, gekennzeichnet dadurch, daß die Vollabsorption von Kohlendioxid direkt nach der Entstickungsstufe durch Anbau eines äußeren Mantels, gefüllt mit Raschig-Ringen, stattfindet.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Vollabsorption sowohl im Gleichstrom wie in Gegenstrom wahlweise stattfindet.
21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß das Überbrücken des Vacuums bei der Entlassung des Reingases, ohne Kohlendioxid, in die Atmosphäre, durch eine Ejectionseinrichtung stattfindet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, in dem nach jedem vollkommenen Reinigungsvorgang die festen Staub- und Mikrostaub-Anteile abgefiltert werden, gegenzeichnet dadurch, daß die anfallenden Lösungen mehrmals, praktisch 3-5 mal, in den Reinigungsvorgang rezirkuliert und zu Aktivnebel-Phasen versprüht, und, spätestens bei einer endlichen Salzfracht von unter 30±5 Gew.-% aus dem Umlauf abgezogen und als Lösungs- oder nach einer Sprühtrocknung als Pulver-Düngemittel oder Chemikalien- Quelle vermarktet werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, in dem aufgrund von erwarteten, niedrigen Konzentrationen von oxidierbaren Hauptschadstoffen SOx, NOx die Selbst-Oxidationszeiten länger werden und die Oxidation zusätzlich einer Schubkraft ausgesetzt werden muß, gekennzeichnet dadurch, daß die Tröpfchen der Aktivnebelphase 50 bis 125 Miligramm pro ein (1) Kubikmeter Phase eines Gemisches von Ozon und Wasser- Supperoxid mit einem schwankenden Verhältnis, gewichtsmäßig 1 zu 5, vorteilhaft, 1 zu 3, enthalten.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, in dem die Stickstoffdioxid- Anteile in dem Roh-Rauchgas vor dem Kühlungs-/Vorreinigungs-Vorgang dauernd vernichtet werden, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem genannten Vorgang, in den Roh- Rauchgasstrom eine 25-35%-ige Lösung/Suspension von zweiwertigem Eisensalz in einer Menge nebelartig verdüst wird, die stöchiometrisch 3 bis 5 mal größer als die aktuelle Stickstoffdioxidmenge ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, in dem der Anfall von Schmutzkondensat bei der Roh-Rauchgasreingung bewirtschaftet wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Schmutzkondensat feinst mit Einsatz eines Vacuum-Drehtrommel-Filters mit Fremdschicht zur vollen Klarheit abgefiltert und in die Kohlendioxid-Gewinnungs- Anlage, Desorptionsstufe, zwecks Deckung des durch das Verdampfen des Wassers aus dem Umlauf des Desorptions-Systems, eingeführt wird, worauf das verdampfte und nachfolgend auskondensierte Wasser als Destillat zur Trinkwasserversorgung überliefert wird.
26. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, daß als fremde Schicht das frischgefällte Eisen-III-Hydroxid, Minimum in einer Menge eingesetzt wird, die den Gemisch-Filtrationskuchen, zu ausgewählten, metallurgisch verwendbaren, verschiedenen Granulaten aufarbeiten läßt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, in dem bei verhältnismäßig niedriger Konzentration von Hauptschadstoffen NOx und SOx, die chemischen Bedingungen der Beseitigung/Umreagierung von Schadstoffen praktisch optimal werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Konzentration der Schadstoffe in dem in den Reinigungsvorgang eingeführten Roh-Rauchgas durch Zuführung aus fremder Quelle von NOx und SOx auf gleichem Niveau gehalten oder/aber vergrößert wird.
28. Verfahren nach dem Anspruch 21, gekennzeichnet dadurch, daß in der Entstickungsstufe ein Kreislauf von Stickstoffdioxid (NO2) aufrechterhalten wird, in dem die Konzentration von NO2 minimal der Konzentration des Stickstoff-Monooxids in dem Reaktionsgas in der Entstickungsstufe gleich, oder vorteilhaft um 10 bis 15% diese übersteigt, erhalten wird.
29. Verfahren nach dem Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Kreislauf von NO2 vorteilhaft durch Pirolyse von Produktions-Nitraten erhalten wird.
30. Einrichtung nach dem Anspruch 13, in der man Maßnahmen für die Zukunft vornimmt, bei denen man durch Einführung von effizienten Methoden der Verfeuerung von Brennstoffen, Einsatz von effizienten Mischbrennstoffen, den Ausbau der Energieerzeugung beabsichtigt bei der die Menge der Roh-Rauchgase stark ansteigt, gekennzeichnet dadurch, daß man die Leistung der Reaktionskolonne durch Aufbau eines Teiles der Reaktionskolone übereinstimmend mit den neuen Bedingungen durch Einsatz von geflanschten Teilen, durchführt.
31. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, daß man in der Entstickungsstufe Kaliumhydroxid einsetzt, dessen eine Hälfte pirolisiert, zwecks Herstellung von NO2 für den Kreislauf, während die andere Hälfte als Mehrkomponenten-Düngemittel (KNO3) direkt vermarktet wird.
32. Verfahren nach Anspruch 13, in dem man bei dem Kühlvorgang unter die Taupunkttemeratur die Bildung von Wassertröpfchen in dem gekühlten Roh-Rauchgas vor dem Einspritzen von Nebel-/Aktivnebelphasen verhindert oder beseitigt, gekennzeichnet dadurch, daß das abgekühlte Roh-Rauchgas mit Zugabe von Original-Roh-Rauchgas die Temperatur des abgekühlten Abgases um ca. 1/4 bis 1,2°C, vorteilhaft 1/6 bis 3/4°C steigert.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Flüssig-CO2 durch Versenkung in den Meerestiefen bis 1000 m Tiefe gelegentlich entsorgt wird.
34. Verfahren nach dem Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, daß das Flüssig- CO2 in den Tiefen-Sediment am Meeresboden eventuell mit einem separatem Strom von transportierbar aufgearbeiteten Müll eingeführt wird und die sich mikrobiologisch bildenden Brenngase durch eine handelsübliche dichte Einrichtung zur praktischen Anwendung abgezogen werden.
35. Verfahren nach einer der Ansprüche 1 bis 10, in dem der Wasserstoffbedarf für die Hydrierungsreaktionen von Kohlenmonooxid mit einem reversiblen Redox-System, basierend auf Einsatz von thermischer Zersetzung des überhitzten Dampfes durch Eisen bei Arbeitstemperaturen oberhalb 560°C gedeckt wird, gekennzeichnet dadurch, daß in der Reduzierungsstufe man Mittel einsetzt, die hohe Reduktionskraft, hohe Reaktions­ geschwindigkeit des Reduktionsvorganges und weniger als 5±1,0 Vol-% Kohlendioxid in den Mischreaktionsgasen aufweisen.
36. Verfahren nach dem Anspruch 35, das als Ausgangsmittel Erdgas zur Herstellung eines effektiven Reduktionsmittels einsetzt, gekennzeichnet dadurch, daß seine Pyrolyseprodukte ein Reduktionspotential aufweist, das gleichzeitig hohe Reduktionskraft von Wasserstoff unter pseudoalkalischen Bedingungen (-0,71 V) und verminderte Kohlendioxid-Gehalte aufweist.
37. Verfahren und Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 und 36, in dem eine nachhaltige Verminderung des Kohlendioxidgehaltes in dem Produktgas aus dem Reduktionsreaktor erreicht wird, gekennzeichnet dadurch, daß ein Dual-Reaktoren-System von vier (4) Oxidationsreaktoren und einem (1) Reduktionsreaktor gleichzeitig in der Weise zeitversetzt arbeitet, in der die Oxidationsreaktoren durch Einleiten von überhitztem Dampf Wasserstoff liefern und der Reduktionsreaktor durch Einleiten von hoch reduktiven Gasen aus dem Reforming von Erdgas, ein gasförmiges Gemisch von Wasserstoff und Kohlenmonooxid ergeben, die vermischt, einen Gehalt von Kohlendioxid in den Wasserstoffstrom von weniger 5,0 Vol-%, vorteilhaft 2,5 Vol-%, aufweisen.
38. Verfahren und Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, gekennzeichnet dadurch, daß abhängig von dem verfahrenstechnischen Zustand, jeder gesättigte Oxydationsreaktor zum Reduktionsreaktor und zu gleicher Zeit, der bisher als Reduktionsreaktor funktionierende Reduktions-Reaktor zum Oxydationsreaktor umfunktioniert wird.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 und 38, gekennzeichnet dadurch, daß das Dual-Reaktoren-System in zeitversetzten Zyklen arbeitet und die individuelle Zyklenzahl 2 bis 8, vorteilhaft 2 bis 4, beträgt.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 39, gekennzeichnet dadurch, daß Reforming-Methan künstlich durch eine Hydrierungsreaktion für Eigennutzung hergestellt wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 40, gekennzeichnet dadurch, daß die thermische Zerlegung von CO2 während der unterirdischen Vergasung von Kohle direkt stattfindet.
42. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Konzentration von Kohlendioxid in den Roh-Rauchgasen von 25±5 Vol.- % garantiert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuluft zur Verfeuerung von festen Brennstoffen an Sauerstoff von wenigstens auf 30±5 Vol.-% angereichert ist und der gesagte Mehr-Gehalt an Sauerstoff in einem drucklosen Verfahren hergestellt wird.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 42, gekennzeichnet dadurch, daß man fremde Öko-Abwärmequellen teilweise oder voll zur Herstellung von Flüssig-CO2 nutzt.
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GB2418430A (en) * 2004-09-10 2006-03-29 Itm Fuel Cells Ltd Sequestration of carbon dioxide
DE102009026970A1 (de) 2009-06-16 2010-12-23 Tge Marine Gas Engineering Gmbh Verfahren zur Reduzierung des Ausstoßes von Kohlendioxid nebst Vorrichtung

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