WO2007082505B1

WO2007082505B1 - Co2 nutzung, bindung, verbrauch

Info

Publication number: WO2007082505B1
Application number: PCT/DE2007/000051
Authority: WO
Inventors: Dirk A Osing
Original assignee: Dirk A Osing
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-04-10
Also published as: WO2007082505A2; WO2007082505A9; WO2007082505A3; DE112007000739A5

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung besonders von Hydraten aus technischen Prozessen, die mit CO2-Kohlenstoffdioxid-reagieren. Erreichung einer dauerhaften Bindung und Verbrauch von CO2 als Beitrag zur Klimaverbesserung.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 14 Februar 2008

1) Verfahren zur groß-technischen Nutzung, Verbrauch und Einbindung von umfangreichen Mengen Kohlenstoffdioxids (CO2) mittels chemischer Reaktion (Karbonatisie- rung) in Verbindung mit hydrathaltigen Mineralmassen und / oder metall-oxidischen Substanzen (Flugaschen aus Kohle- und / oder Holzkraftwerken, Schlacken, Stäube und Schlämme der Hütten-, Stahlwerks-, Gießerei-, Zement-, Kalk-, chemischen Industrie, aus Müll- und Klärschlammverbrennungsanlagen sowie mineralische metallo- xidische Abfalle / Produkte der Bergbauindustrie) dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt an volumenreichen CCVQuellen - 10 bis 30 und mehr VoI % CO₂ p. cbm - Abgaskanäle (Kamine) besonders von Kohlenstoff-gefeuerten Kraftwerken, Abgasein- richtungen der Hütten-, Stahlwerks-, Gießerei-, Zement- und chemischen Industrie sowie Müll- und Klärschlammverbrennungsanlagen COa-haltige Abgase mittels geeigneter technischer Anlagen (Vacuum- Verdichter, Kompressoren) in Mengen von wenigen Kubikmetern bis zu mehreren Tausend Kubikmetern in gewünschter Zeiteinheit abgezweigt, angesogen und transportiert werden. Das CCVhaltige Abgas wird zwecks Reaktion mittels Rohr- und / oder Schlauchverbindungen in gekapselte Misch- / Reaktionsaggregate, in denen feuchte bis schlammige hydrathaltige und / oder me- tall-oxidische fein-/ grobkörnige Substanzen intensiv umgewälzt, verwirbelt werden, kontinuierlich / diskontinuierlich eingeleitet. Durch die intensive Verwirbelung der im Reaktionsaggregat vorliegenden Substanzen erfolgt Exponierung großer Reaktionsoberflächen an die CO₂ Moleküle anhaften und mit den vorliegenden Substanzen zu Karbonaten reagieren. Als Substanzen für eine Karbonatisierungsbehandlung kommen bevorzugt Reststoffe / Abfalle in Form von mineralischen und / oder metall- oxidischen Stäuben und Schlämmen, sowie Schlacken, Aschen, die in der Kraftwerks-, Hütten-, Stahlwerks-, Gießerei-, Chemie-, Kalk-, Zement-, Bergbau- und Papierindustrie sowie in Müllverbrennungs-/ Klärschlammverbrennungsanlagen prozessbedingt anfallen, in Frage.

2) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass CCb-haltige Abgase komprimiert / verdichtet und in Lagertanks und /oder mobilen Behältern vorgehalten / bevorratet werden. Von dort wird das CCVrialtige Abgas kontinuierlich / diskontinuierlich über Leitungssysteme abgezogen und in Misch- / Reaktionsaggregate eingeleitet, in denen CO2 -reaktionsbereite Substanzen zwecks Karbonatisierung zu behandeln sind.

3) Verfahren nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, dass Cθ2-haltige Abgase oder auch Cθ₂-haltige Medien über eine Luftspaltanlage behandelt und der CO₂- Gehalt im hergestellten Medium bis zu 100 % CO2 Gehalt auf konzentriert wird. Dieses CO₂ auf konzentrierte Medium ist in die Behandlungs- / Reaktionsanlage zur Beaufschlagung des zu behandeln Materialgemenges dauerhaft oder chargenweise einzuleiten, um die Reaktion einer Karbonatisierung zu erreichen. Besonders vorteilhaft wäre, das aufkonzentrierte Cθ₂-haltige Medium zur Anreicherung von schwachhaltigen CO₂ Abgasen zu verwenden.

4) Verfahren nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, dass das Misch-/ Reaktionsaggregat eine oder mehrere gekapselte Trog- und / oder Förderschnecken sind. Solche Trog- / Schneckenförderer können auch als Abzugsgeräte für Mischgut an das oder die Misch-ZReaktionsaggregate angeschlossen werden und mit CO₂-haltigem Abgas separat oder in Verbindung mit dem Reaktionsaggregat, in den das CO₂-haltige Abgas durch das Mischaggregat in die nachgeschalteten / gekapselten Trog- / Schneckenförderer strömt, beaufschlagt werden. Durch den Anschluss von gekapselten Trog- und / oder Förderschnecken, von wenigen bis mehreren Metern Länge, an das zentrale Misch- Reaktionsaggregat, lassen sich die Reaktionsstrecken für eine optimale Karbonatisierung verlängern und den Materialdurchlauf erhöhen.

5) Verfahren nach Anspruch 1), 2), 3) und 4) dadurch gekennzeichnet, dass das mit CO₂ behandelte Material seine Materialmatrix zum Teil oder auch ganz zu Karbonat ändert. Das karbonatisierte Material und somit (gebundenes) CO2 kann über diesen Weg dauerhaft in Ablagerungsräumen deponiert oder auch eingelagert werden, zwecks evtl. späterer Wiederaufnahme / Verwendung. Durch die Karbonatisierung des Materials, Änderung der Materialmatrix, wird eine Immobilisierung von Schwermetal- len, Verminderung bzw. Unterbindung der Auslaugung von Schwermetallen und damit einhergehend, eine Verbesserung bzw. Schutz des Grundwassers erreicht.

6) Verfahren nach Anspruch 1), 2), 3) und 4) dadurch gekennzeichnet, dass besonders Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen, die als Wege- und Straßenbaumaterial Verwendung finden, nach Vorbehandlung / Magnetscheidung, in Mischanlagen intensiv umgewälzt und mit Cθ2-haltigem Medium zwecks Karbonatisierung beaufschlagt werden. Durch diese Behandlung und der damit einhergehenden exothermen Reaktion, mit Temperaturen von über 70 ° C, wird eine beschleunigte Sterilisation sowie eine Minderung, bzw. bis zur völligen Unterbindung der Auslaugung von Schwertmetallen und dadurch zumindest eine Minderung der Schwermetallkontamination des Grundwassers erreicht. Ferner kann durch die vorgeschlagene Behandlung von Müllverbrennungsschlacken oder vergleichbaren Materialien die Aufhaldungsdauer (Lagerung, Reifeprozess, Sterilisation) von normalerweise drei bis sechs Monaten auf wenige Tage verkürzt und so ein schnellerer Umschlag des Wege- und Straßenbaumaterials erreicht werden.

7) Verfahren nach Anspruch 1), 2), 3) und 4) dadurch gekennzeichnet, dass Materialien, die auf Mono-, Sonderdeponien in Massen abgelagert wurden, die insbesondere CaO- / hydrathaltige Substanzen enthalten, diese für eine Nachbehandlung aufgenommen und in entsprechenden Behandlungsanlagen mit Wasser und / oder wässrigen Schlämmen, sofern das zu behandelnde Material nicht die nötige Feuchtigkeit für eine effektive Behandlung / Reaktion mit CO₂ aufweist, behandelt, vermengt wird. Das in Mischanlagen und / oder Mischförderstrecken hydrathaltige / metall-oxidische Material wird mit CO₂-haltigem Medium beaufschlagt und so eine Karbonatisierung / CO₂ Bindung zu erreichen. Das karbonatisierte Material kann anschließend im Deponieraum wieder eingebracht und so dauerhaft entsorgt werden.

7) Verfahren nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, dass das CO₂- haltige Abgas mit Druck in ein höhen- / seitenverstellbares perforiertes / gelöchertes Rohr- / Schlauchgeflecht / -System aus Stahl und / oder Kunststoff/ Gummi mit Druck eingespeist wird. Das Rohrgeflecht wird mit feuchten bis schlammigen, besonders mit hydrathaltigen Substanzen eingedeckt bzw. eingeschlämmt. Das CC^-haltige Abgas, das aus den vielen Öffnungen / Löcher des Rohrgeflechtes austritt, diffundiert durch die das Rohrgeflecht umlagernden Mineralmassen. Die das Rohrgeflecht umlagernden Massen bestehen u.a. aus reaktionsbereiten Substanzen, die in Kontakt mit CO₂ karbo- natisieren. Ein solches System könnte vorzugsweise im Bereich der Verfüllung von ausgekohlten Tagebaue mit angemaischten (feuchten bis schlammigen) Flugaschen als Verfüllmaterial zur Anwendung kommen. Das Robx-/Schlauchgeflecht in solch einem Anwendungsbereich sollte höhen- und seitenverstellbar ausgelegt sein, damit die das Rohr-/Schlauchgeflecht überlagernden Mineralmassen das Ausströmen des CO₂- haltigen Abgases aus dem Rohgeflecht nicht durch Menge /Gewicht der überlagernden Mineralmassen „ersticken".

8) Verfahren nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, dass ein perforiertes / kleinlöcheriges Rohrgeflecht mit Cθ₂-haltigem Abgas mit Druck beaufschlagt wird. Das vertikal / horizontal versetzbare Rohrgeflecht wird in geflutete „ saure" (hydrathaltige) z.B. Braunkohleseen eingelassen. Das ausströmende CO₂-haltige Abgas reagiert, karbonatisiert mit dem hydrathaltigen Wasser. Das Wasser des Sees ändert / verbessert seine chemische Beschaffenheit.

9) Verfahren nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, dass ein mit CO₂- haltigem Abgas beaufschlagtes Lanzensystem für die Injektion von CO₂-haltigem Abgas in hydrathaltige Mineralmassen, bestehend aus Kraftwerksreststoffen in Form von Flug- und Bettaschen, wie auch anderer Reststoffe, die als Verfüllmasse vor Flutung in ausgekohlte Tagebaue abgelagert wurden, zum Einsatz kommen, um mit den in der Sedimentsschicht lagernden Hydratmengen zu Karbonat zu reagieren und um so CO₂ dauerhaft zu binden und einzulagern.

10) Verfahren nach Ansprach 1), 2) 3) und 4) dadurch gekennzeichnet, dass Papierschlämme (organisch mineralische Abfalle) nicht in fossil-befeuerten Kraftwerken thermisch entsorgt, dadurch Brennstoffe eingespart werden und so keine CO₂ Emissionen erfolgen. Erfindungsgemäß werden die Papierschlämme mit CaO-haltigen Substanzen (Branntkalk, Flugaschen aus Kohle / Holz befeuerten Kraftwerken, Schlacken) in Mischanlagen vermengt. Das hergestellte / gewonnene hydrathaltige Gemenge wird mit CO₂-haltigem Abgas / Medium beaufschlagt, zwecks Karbonatisierung. Das kar- bonatisierte Produkt kann als organischer mineralischer Dünger / Bodenverbesserer/ Baumaterial eingesetzt werden. Papierschlämme können erfindungsgemäß auch mit hydrathaltigen Schlämmen (angemaischte Braunkohlenflugasche) vermengt und mit CO₂-haltigem Abgas / Medium zwecks Karbonatisierung beaufschlagt werden. Das gewonnene Produkt ist ebenso als Dünger / Bodenverbesserer / Baumaterial verwendbar.