WO2012104123A1 - Lösungsmittel, verfahren zur bereitstellung einer absorptionsflüssigkeit, verwendung des lösungsmittels und verfahren zur aktivierung eines lösungsmittels - Google Patents

Lösungsmittel, verfahren zur bereitstellung einer absorptionsflüssigkeit, verwendung des lösungsmittels und verfahren zur aktivierung eines lösungsmittels Download PDF

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solvent
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    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • a solvent a method for providing an absorbing liquid, use of the solvent and a method for activating a solvent
  • Major absorption liquids are based on primary, secondary or tertiary amines and show good selectivity and a high capacity for carbon dioxide C0. 2
  • secondary amine compounds (secondary amines or secondary amino acid salts) over primary amine compounds (primary amines or primary amino acid salts) lies in the significantly lower absorption energy and the resulting lower regeneration energy, which is reflected in a lower efficiency degradation of the power plant.
  • secondary amine compounds show a higher loading capacity for CO 2 .
  • One advantage of the pri ⁇ tales amine compounds is significantly faster absorption kinetics. As a result, compared to the secondary amines or secondary amino acid salts, the columns of a CO 2 Capture plant can be designed smaller, which leads to lower investment costs.
  • amino acid salts in comparison to hetrocykli- specific amines or alkanolamines, amino acid salts that have kei ⁇ NEN appreciable vapor pressure, and thus do not evaporate and can not be discharged through the CO 2 capture process into the environment.
  • Hetrocyklische amines and Alkanola- mine are volatile and by the end emit ⁇ animal into the environment with the flue gas is discharged, resulting in adverse environmental impacts.
  • An object of the invention is to provide an environmentally acceptable solvent for the absorption of C02 prepared which has a high absorption rate and at the same egg ⁇ NEN low energy consumption in the regeneration. Another object of the invention is to provide egg ⁇ nes method for providing an absorption liquid ⁇ ness by which the disadvantages of the prior art ver ⁇ be avoided. It is another object of the invention to provide a use of a solvent for the selective absorption of CO 2 from the flue gas of a combustion plant in which the disadvantages of the prior art are avoided. In addition, it is an object of the invention to provide a method for activating an environmentally friendly solvent, so that the absorption rate is increased and the energy consumption is reduced in the regeneration.
  • the directed to a solvent object of the invention is achieved by a solvent comprising an aqueous solution of a secondary amino acid salt and a activa ⁇ leaders additive, wherein the activating additive comprises a primary amino acid salt.
  • the invention makes use of the fact that primary amine compounds react more quickly with CO 2 to form a carbamate compound than secondary amine compounds.
  • the invention is now based on the particular finding that even small amounts of a primary amine compound are sufficient to considerably accelerate the absorption of CO 2 .
  • the solvent remains umweltverträg ⁇ Lich, as it comes to no discharge of the amino acid salt, the atmosphere due to the undetectable vapor pressure.
  • the secondary amino acid salt namely the lower regenerator ⁇ tion energy and the higher loading capacity to combine with those of the primary amino acid salt, namely the faster Absorpti ⁇ onskinetik.
  • the regeneration energy is not increased. It can be further reduced by the addition of the additional substance ⁇ with the primary amino acid salt, even because a correspondingly higher loading in the absorber is achieved and the driving force increases due to the increased partial pressure in the desorber. Thus resulting in both savings in the design of the absorber due to the increased rate of absorption, as well as gen at Einsparun ⁇ the required regeneration energy.
  • a ratio between secondary amino acid salt and primary amino acid salt has been found to be between 80:20 (secondary amino acid salt / primary amino acid salt) and 99: 1, and more preferably between 90:10 and 95:05.
  • the ratio refers to weight percentages.
  • the amount of primary amino acid salt should be kept as low as possible to minimize the negative effects of the primary amino acid salt on the solvent. It should be considered whether it is economically more advantageous to invest more energy in the desorption of the solvent with a higher proportion of primary amino acid salt, with the advantage of faster reaction rate, or at a ge ⁇ ringeren share of primary amino acid salt, the CO 2 Capture system accordingly larger design.
  • the directed to a method object is achieved by a method of providing an absorption liquid, in which an aqueous solution is prepared with a secondary amino acid salt, and an additive is introduced into the aqueous solution, wherein the additive least comprises Minim ⁇ a primary amino acid salt.
  • the additive can thereby further constituents beinhal ⁇ th. It is also possible that different primary Amino Text ⁇ resalze be mixed.
  • a ratio between secondary amino acid salt and primary amino acid salt has been found to be between 80:20 and 99: 1.
  • Next Advantageous is the ratio between 90:10 and 95:05.
  • the directed to a use object of the invention is achieved by the use of a solvent for selekti ⁇ ven absorption of CO 2 from the flue gas of a combustion plant, wherein the solvent contains an aqueous solution of a se ⁇ secondary amino acid salt and an activating additive, wherein the additive a primary amino acid salt.
  • the incinerator may be a fossil befeu ⁇ Erten steam power plant, a gas turbine plant, or a combined gas and steam turbine plant.
  • the object of the invention directed to a method for activating a solvent is achieved by a method for activating a solvent for selective Absorption of CO2 from the flue gas of an incineration plant, in which the solvent comprises an aqueous solution of a sekundä ⁇ ren amino acid salt, and wherein the solvent is activated by the addition of an activating additive (6), wherein the additive is a primary amino acid salt to ⁇ sums.
  • the ratio between secondary amino acid salt and primary amino acid salt is advantageously between 80:20 and 99: 1.
  • the method can be used for activation in a CO2 capture process, in which the absorption of CO2 from the flue gas of a fossil-fired steam power plant, from the exhaust gas of a gas turbine plant, or from the exhaust gas of a combined cycle gas turbine plant takes place.
  • the diagram shown in FIG 1 is required for the Abtren ⁇ voltage of CO2 from a flue gas specific energy in kJ per kg CO2 separated.
  • the axis is not scaled because the required energy is also substantially dependent on other process parameters, such as pressure, temperature, pumping, flue gas mass flow, etc.
  • the bars represent different solvents 13, 14 and 15.
  • the left bar shows a solvent 13 with ⁇ finally a secondary amino acid salt as the active washing Substance.
  • the middle bar shows solvent 14 with a secondary amino acid salt and a primary amino acid salt as the activating additive
  • the right bar shows a solvent 15 with a secondary amino acid salt and monoethanolamine in comparison.
  • the ratio of solvents 14 and 15 between secondary amino acid salt and amine compound in this example is 95: 5 (by weight). Shown is the specific, erforderli ⁇ che performance that is required for the separation of CO2 from a flue gas. It is assumed here that au ⁇ SSSR solvent used varies no other process parameters.
  • the solvent 14 requires much less specific energy compared to the solvent 13. This means that with a constant column size, the activated with a primary amino acid salt solvent 14, a significantly lower required spe ⁇ cif energy.
  • FIG. 2 shows a reaction diagram with the slow reaction 8 of CO2 with a secondary amino acid.
  • the transfer of the CO2 from the gas phase 10 into the liquid phase 11 is shown.
  • the absorption of CO2, or the transition of the CO2 from the gas phase 10 into the liquid phase 11, has a speed-determining effect on the actual CO2 capture process, since the CO2 capture process Bicarbonate formation is significantly slower than carbamation, which is very low due to the steric hindrance of the secondary amino acid salt.
  • FIG. 3 shows a reaction diagram with the rapid reaction 9 of CO2 with a primary amino acid.
  • the accelerated Karbamattician of CO2 as a result of the added salt the primary amino acid Equilibrium ⁇ weight is shifted.
  • the CO 2 from the gas phase 10 passes more rapidly into the liquid phase 11 of the solvent and can then form bicarbonate with the secondary amino acid salt.
  • a small addition of an activating additive with a primary amino ⁇ acid salt (activator) is only necessary to already achieve a considerable acceleration of the CO 2 capture process.
  • activator activator
  • FIG 4 shows an example for a secondary amine (amino acid ⁇ salt) wherein Rl and R2 are alkyl, hydroxyalkyl or haloalkyl, and M is Na, K, Li, Mg, Ca or Be.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lösungsmittel (2) zur selektiven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage. Das Lösungsmittel (2) umfassend eine wässrige Lösung eines sekundären Aminosäuresalzes (4) als aktive Waschsubstanz und einen Zusatzstoff (6), wobei der Zusatzstoff (6) ein primäres Aminosäuresalz (3) umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssigkeit, die Verwendung des Lösungsmittels (2) zur selektiven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage sowie ein Verfahren zur Aktivierung eines Lösungsmittels.

Description

Beschreibung
Lösungsmittel, Verfahren zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssigkeit, Verwendung des Lösungsmittels und Verfahren zur Aktivierung eines Lösungsmittels
Bei fossilbefeuerten Kraftwerksanlagen zur Erzeugung elektrischer Energie entsteht durch die Verbrennung eines fossilen Brennstoffes ein kohlendioxidhaltiges Rauchgas. Zur Vermei¬ dung bzw. zur Verringerung von Kohlendioxid-Emissionen muss Kohlendioxid aus den Rauchgasen abgetrennt werden. Zur Ab¬ trennung von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch sind allgemein verschiedene Methoden bekannt. Insbesondere zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Rauchgas nach einem Verbrennungspro- zess ist die Methode der Absorption-Desorption gebräuchlich. In großtechnischem Maßstab wird Kohlendioxid (CO2) dabei mit einer Absorptionsflüssigkeit aus dem Rauchgas in einem Absor¬ ber herausgewaschen (CO2 Capture Prozess) .
Gängige Absorptionsflüssigkeiten (Lösungsmittel) basieren auf primären, sekundären oder tertiären Aminen und zeigen eine gute Selektivität und eine hohe Kapazität für Kohlendioxid C02.
Der Vorteil von sekundären Aminverbindungen (sekundäre Amine oder sekundäre Aminosäuresalze) gegenüber primären Aminverbindungen (primäre Amine oder primäre Aminosäuresalze) liegt in der deutlich niedrigeren Absorptionsenergie und der daraus resultierenden niedrigeren Regenerationsenergie, was sich in einem geringeren Wirkungsgradeinbruch des Kraftwerks bemerkbar macht. Darüber hinaus zeigen sekundäre Aminverbindungen eine höhere Beladungskapazität für CO2. Ein Vorteil der pri¬ mären Aminverbindungen ist die deutlich schnellere Absorptionskinetik. Dadurch lassen sich im Vergleich zu den sekundären Aminen oder sekundären Aminosäuresalzen die Kolonnen einer CO2 Capture-Anlage kleiner auslegen, was zu geringeren Investitionskosten führt. Der Vorteil von Aminosäuresalzen im Vergleich zu hetrocykli- sche Amine oder Alkanolaminen ist, dass Aminosäuresalze kei¬ nen merklichen Dampfdruck aufweisen, und somit nicht verdampfen und nicht durch den CO2 Capture-Prozess in die Umwelt ausgetragen werden können. Hetrocyklische Amine und Alkanola- mine sind flüchtig und werden durch das in die Umwelt emit¬ tierende Rauchgas mit ausgetragen, was zu unerwünschten Umweltbelastungen führt.
In der chemischen Industrie werden zurzeit hauptsächlich das primäre Amin MEA (Monoethanolamin) eingesetzt. Da der energe¬ tische Wirkungsgrad in der chemischen Industrie nicht im Mit¬ telpunkt des Interesses steht, wurden bisher die energeti¬ schen Nachteile weites gehend vernachlässigt. In Kraftwerken hingegen ist gerade der Energieverbrauch des CO2 Capture- Prozesses von großer Bedeutung, da er aufgrund seiner Größe einen erheblichen Einfluss auf den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks hat. Diese technische Umsetzung ist aktuell Ge¬ genstand der Forschung und Entwicklung, weshalb dieses Prob¬ lem zurzeit im großen Maße optimiert wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein umweltverträgliches Lösungsmittel für die Absorption von C02 bereit zu stellen, das eine hohe Absorptionsgeschwindigkeit und gleichzeitig ei¬ nen geringen Energieverbrauch bei der Regeneration aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe ei¬ nes Verfahrens zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssig¬ keit, durch die die Nachteile aus dem Stand der Technik ver¬ mieden werden. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung eine Verwendung eines Lösungsmittels zur selektiven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage anzugeben bei der die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aktivierung eines umweltverträglichen Lösungsmittels anzugeben, sodass die Absorptionsgeschwindigkeit heraufgesetzt wird und der Energieverbrauch bei der Regeneration reduziert wird. Die auf ein Lösungsmittel gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Lösungsmittel umfassend eine wässrige Lösung eines sekundären Aminosäuresalzes und einen aktivie¬ renden Zusatzstoff, wobei der aktivierende Zusatzstoff ein primäres Aminosäuresalz umfasst.
Die Erfindung macht sich zu nutze, dass primäre Aminverbin- dungen schneller mit CO2 zu einer Karbamatverbindung reagieren, als sekundäre Aminverbindungen . Der Erfindung liegt nun die besondere Erkenntnis zu Grunde, dass bereits kleine Men¬ gen einer primären Aminverbindung ausreichen, um die Absorption von CO2 erheblich zu beschleunigen. Durch die Verwendung von Aminosäuresalzen bleibt das Lösungsmittel umweltverträg¬ lich, da es aufgrund des nicht nachweisbaren Dampfdrucks zu keinem Austrag des Aminosäuresalzes die Atmosphäre kommt. Durch die Erfindung ist es somit möglich, die Vorteile des sekundären Aminosäuresalzes, nämlich die niedrigere Regenera¬ tionsenergie und die höhere Beladungskapazität, mit denen des primären Aminosäuresalzes, nämlich die schnellere Absorpti¬ onskinetik, zu kombinieren.
Aufgrund der weiterhin dominierenden Menge an sekundärem Aminosäuresalz in dem Lösungsmittel wird die Regenerationsenergie nicht Erhöht. Sie kann sogar durch die Zugabe des Zusatz¬ stoffes mit dem primären Aminosäuresalz weiter reduziert werden, da eine entsprechend höhere Beladung im Absorber erreicht wird und die treibende Kraft aufgrund der erhöhten Partialdruckdifferenz im Desorber zunimmt. Somit ergeben sich sowohl Einsparungen in der Auslegung des Absorbers aufgrund der erhöhten Absorptionsgeschwindigkeit, als auch Einsparun¬ gen bei der erforderlichen Regenerationsenergie.
Vorteilhaft hat sich ein Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz und primären Aminosäuresalz zwischen 80:20 (sekundäres Aminosäuresalz/primäres Aminosäuresalz) und 99:1, und weiter vorteilhaft zwischen 90:10 und 95:05 erwiesen. Das Verhältnis bezieht sich auf Gewichtprozente. Die Menge and primären Aminosäuresalz ist möglichst gering zu halten, um die negativen Einflüsse des primären Aminosäuresalzes auf das Lösungsmittel zu minimieren. Dabei gilt abzuwägen, ob es aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten günstiger ist, bei höherem Anteil an primärem Aminosäuresalz, mehr Energie in die De- sorption des Lösungsmittels zu investieren, mit dem Vorteil der schnelleren Reaktionsgeschwindigkeit, oder bei einem ge¬ ringeren Anteil an primärem Aminosäuresalz die CO2 Capture- Anlage entsprechend größer auszugestalten.
Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssigkeit, bei dem eine wässrigen Lösung mit einem sekundären Aminosäuresalz angesetzt wird, und in die wässrige Lösung ein Zusatzstoff eingebracht wird, wobei der Zusatzstoff mindes¬ tens ein primäres Aminosäuresalz umfasst.
Der Zusatzstoff kann dabei noch weitere Bestandteile beinhal¬ ten. Auch ist es möglich, dass verschiedene primäre Aminosäu¬ resalze gemischt vorliegen.
Vorteilhaft hat sich ein Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz und primären Aminosäuresalz zwischen 80:20 und 99:1 erwiesen. Weiter Vorteilhaft ist das Verhältnis zwischen 90:10 und 95:05.
Die auf eine Verwendung gerichtete Aufgabe der Erfindung ist gelöst durch die Verwendung eines Lösungsmittels zur selekti¬ ven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage, wobei das Lösungsmittel eine wässrige Lösung eines se¬ kundären Aminosäuresalzes und einen aktivierenden Zusatzstoff enthält, wobei der Zusatzstoff ein primäres Aminosäuresalz umfasst. Die Verbrennungsanlage kann dabei ein fossil befeu¬ erten Dampfkraftwerk, eine Gasturbinenanlage, oder eine kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage sein.
Die auf ein Verfahren zur Aktivierung eines Lösungsmittels gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Ver- fahren zur Aktivierung eines Lösungsmittels zur selektiven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage, bei dem das Lösungsmittel eine wässrige Lösung eines sekundä¬ ren Aminosäuresalzes umfasst und bei dem das Lösungsmittel durch Zugabe eines aktivierenden Zusatzstoffes (6) aktiviert wird, wobei der Zusatzstoff ein primäres Aminosäuresalz um¬ fasst. Das Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz und primären Aminosäuresalz liegt dabei vorteilhaft zwischen 80:20 und 99:1. Vorteilhaft lässt sich das Verfahren zur Aktivierung in einem CO2 Capture-Prozess anwenden, bei dem die Absorption von CO2 aus dem Rauchgas eines fossil befeuerten Dampfkraftwerks, aus dem Abgas einer Gasturbinenanlage, oder aus dem Abgas einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage erfolgt .
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Darin zeigt:
FIG 1 ein Diagramm mit dem Vergleich unterschiedlicher
Lösungsmittel
FIG 2 ein Reaktionsschaubild mit der langsamen Reaktion von CO2 mit einer sekundären Aminosäure
FIG 3 ein Reaktionsschaubild mit der schnellen Reaktion von CO2 mit einer primären Aminosäure
FIG 4 ein Beispiel eines sekundären Amins
Das in FIG 1 dargestellte Diagramm zeigt die für die Abtren¬ nung von CO2 aus einem Rauchgas erforderliche spezifische Energie in kJ pro abgetrenntem kg CO2. Die Achse ist nicht skaliert, weil die erforderliche Energie im Wesentlichen auch Abhängig ist von anderen Prozessparametern, wie Druck, Temperatur, Umpump, Rauchgasmassenstrom, etc.
Die Balken stehen für unterschiedliche Lösungsmittel 13, 14 und 15. Der linke Balken zeigt ein Lösungsmittel 13 mit aus¬ schließlich einem sekundärem Aminosäuresalz als aktive Wasch- Substanz. Der mittlere Balken zeigt ein Lösungsmittel 14 mit einem sekundärem Aminosäuresalz und einem primärem Aminosäuresalz als aktivierender Zusatzstoff, und der rechte Balken zeigt im vergleich dazu ein Lösungsmittel 15 mit einem sekundärem Aminosäuresalz und Monoethanolamin . Das Verhältnis bei den Lösungsmitteln 14 und 15 zwischen sekundärem Aminosäuresalz und Aminverbindung beträgt in diesem Beispiel 95:5 (Gewichtsprozente) . Dargestellt ist die spezifisch, erforderli¬ che Leistung, die zum Abtrennen von CO2 aus einem Rauchgas erforderlich ist. Dabei wird hier unterstellt, dass sich au¬ ßer dem verwendeten Lösungsmittel kein weiterer Prozessparameter ändert.
Zu erkennen ist, dass das Lösungsmittel 14 im Vergleich zu dem Lösungsmittel 13 wesentlich weniger spezifische Energie benötigt. Das bedeutet, bei gleichbleibender Kolonnengröße zeigt das mit einem primären Aminosäuresalz aktivierte Lösungsmittel 14, eine wesentliche geringere erforderliche spe¬ zifische Energie.
FIG 2 zeigt ein Reaktionsschaubild mit der langsamen Reaktion 8 von CO2 mit einer sekundären Aminosäure. Dargestellt ist der Übergang des CO2 von der Gasphase 10 in die Flüssigphase 11. Die Absorption von CO2 , bzw. der Übergang des CO2 von der Gasphase 10 in die Flüssigphase 11 wirkt sich Geschwinig- keitsbestimmend auf den eigentlichen CO2 Capture-Prozess aus, da die Bikarbonatbildung deutlich langsamer, als die Karba- matbildung ist, welche aufgrund der sterischen Hinderung des sekundären Aminosäuresalzes sehr gering ist.
Im Vergleich zu FIG 2 zeigt FIG 3 ein Reaktionsschaubild mit der schnellen Reaktion 9 von CO2 mit einer primären Aminosäure. Durch die beschleunigte Karbamatbildung des CO2 infolge des zugesetzten primären Aminosäuresalzes wird das Gleichge¬ wicht verschoben. Dadurch gelangt das C O 2 aus der Gasphase 10 schneller in die Flüssigphase 11 des Lösungsmittels und kann anschließend mit dem sekundären Aminosäuresalz Bikarbonat bilden . Bezogen auf die Erfindung ist lediglich ein geringer Zusatz eines aktivierenden Zusatzstoffes mit einem primären Amino¬ säuresalz (Aktivator) notwendig um bereits eine erhebliche Beschleunigung des CO2 Capture-Prozesses zu erreichen. Vor¬ teilhaft hat sich ein Anteil von weniger als 20 gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge an aktivem Aminosäuresalz, erwiesen. Eine höhere Zugabe an Aktivator würde die Absorptionska¬ pazität verschlechtern, da das sekundäre Aminosäuresalz durch die Bildung des Bikarbonates 2 mol CO2 pro mol Lösungsmittel aufnehmen kann. Das primäre Aminosäuresalz hingegen nur 1 mol CO2 pro mol Lösungsmittel.
FIG 4 zeigt ein Beispiel für ein sekundäres Amin (Aminosäure¬ salz) wobei Rl und R2 stehen für Alkyl, Hydroxylalkyl oder Halogenalkyl und M für Na, K, Li, Mg, Ca oder Be .

Claims

Patentansprüche
1. Lösungsmittel (2) umfassend eine wässrige Lösung eines se¬ kundären Aminosäuresalzes (4) und einen aktivierenden Zusatz- stoff (6), wobei der aktivierende Zusatzstoff (6) ein primä¬ res Aminosäuresalz (3) umfasst.
2. Lösungsmittel (2) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz (4) und primären Aminosäu- resalz (3) zwischen 80:20 und 99:1 liegt.
3. Verfahren zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssigkeit, bei dem
a) eine wässrigen Lösung mit einem sekundären Aminosäure- salz (4) angesetzt wird, und
b) in die wässrigen Lösung ein aktivierender Zusatzstoff (6) eingebracht wird, wobei der Zusatzstoff (6) ein primäres
Aminosäuresalz (3) umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz (4) und primären Aminosäuresalz (3) auf zwischen 80:20 und 99:1 eingestellt wird.
5. Verwendung eines Lösungsmittels (2) zur selektiven Absorp- tion von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbrennungsanlage, wobei das Lösungsmittel (2) eine wässrige Lösung eines sekundären Aminosäuresalzes (4) und einen aktivierenden Zusatzstoff (6) enthält, wobei der Zusatzstoff (6) ein primäres Aminosäure¬ salz (3) umfasst.
6. Verwendung nach Anspruch 5, bei der die Absorption von Kohlendioxid aus dem Rauchgas eines fossil befeuerten Dampf¬ kraftwerks, aus dem Abgas einer Gasturbinenanlage, oder aus dem Abgas einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage er- folgt.
7. Verfahren zur Aktivierung eines Lösungsmittels (2) zur selektiven Absorption von CO2 aus dem Rauchgas einer Verbren- nungsanlage, bei dem das Lösungsmittel (2) eine wässrige Lö¬ sung eines sekundären Aminosäuresalzes (4) umfasst und bei dem das Lösungsmittel (2) durch Zugabe eines aktivierenden Zusatzstoffes (6) aktiviert wird, wobei der Zusatzstoff (6) ein primäres Aminosäuresalz (3) umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Verhältnis zwischen sekundären Aminosäuresalz (4) und primären Aminosäuresalz (3) zwischen 80:20 und 99:1 liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der die Absorption von CO2 aus dem Rauchgas eines fossil befeuerten Dampfkraftwerks, aus dem Abgas einer Gasturbinenanlage, oder aus dem Abgas einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage erfolgt .
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2481468A1 (de) * 2011-01-31 2012-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Lösungsmittel, Verfahren zur Bereitstellung einer Absorptionsflüssigkeit, sowie Verwendung des Lösungsmittels
WO2015018796A1 (de) * 2013-08-08 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung eines gasstroms, insbesondere zur aufbereitung eines rauchgasstroms

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2176441A (en) * 1935-04-04 1939-10-17 Ig Farbenindustrie Ag Removal of gaseous weak acid from gases containing the same
EP0544515A1 (de) * 1991-11-25 1993-06-02 Exxon Chemical Patents Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von saurem Gas aus einer Gasmischung
WO2010053377A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-14 Sinvent As Absorbent system for carbon dioxide capture

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1129774A (en) * 1967-05-16 1968-10-09 Ethicon Inc Tubing fluid for storing sutures
CH570122A5 (de) * 1970-12-23 1975-12-15 Givaudan & Cie Sa
JP2865589B2 (ja) * 1995-06-16 1999-03-08 三洋電機株式会社 立体映像再生システム用液晶シャッタ眼鏡
KR100635698B1 (ko) * 2005-05-24 2006-10-17 한국전력공사 혼합가스 중의 산성가스 분리용 흡수제 및 혼합가스로부터산성가스의 분리방법
CN100421768C (zh) * 2005-07-12 2008-10-01 南京理工大学 用于膜接触器吸收酸性气体的复合溶液
KR100768383B1 (ko) * 2006-11-29 2007-10-18 한국전력공사 이산화탄소 분리용 혼합 흡수제

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2176441A (en) * 1935-04-04 1939-10-17 Ig Farbenindustrie Ag Removal of gaseous weak acid from gases containing the same
EP0544515A1 (de) * 1991-11-25 1993-06-02 Exxon Chemical Patents Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von saurem Gas aus einer Gasmischung
WO2010053377A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-14 Sinvent As Absorbent system for carbon dioxide capture

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