AiF-FV-Nummer 22826

Optimierung des Prozessschritts der Desorption bei trockenen CO2-Abtrennverfahren mit aminfunktionalisierten Adsorbentien


Status & Laufzeit

Laufend: 01.04.2023 bis 31.03.2025

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

Zusammenfassung

Die Abscheidung von Kohlendioxid (Carbon Capture) wird für viele energieintensive und schwer dekarbonisierbare Prozesse wesentlich sein, um zukünftige CO2-Ziele einhalten zu können. Dies betrifft insbesondere auch viele Betriebe mit mittleren, aber dennoch signifikanten CO2-Emissionen, die z.B. in der mittelständisch geprägten Keramik-, Glas- und Papierindustrie anzutreffen sind. Es gibt verschiedene Verfahren zur CO2-Abscheidung, wobei die Aminwäsche (Absorption) am weitesten verbreitet ist und kommerziell eingesetzt wird. Der hohen Beladungskapazität und Selektivität stehen hierbei die Nachteile eines hohen Energie- und Investitionsbedarfs gegenüber. Eine attraktive Alternative stellen adsorptive Trennverfahren mit festen Adsorbentien dar, mit dem Potential für geringeren Energiebedarf, der Aminschlupfvermeidung und sehr guter Skalierbarkeit des Verfahrens. In mehreren Vorhaben hat IUTA die trockene CO2-Abtrennung aus Rauch- und Produktgasen mit einem kommerziell verfügbaren Adsorptionsmittel im Labor- und Technikumsmaßstab wie auch im Feld untersucht. Trotz unvollständiger Kohlendioxid-Desorption konnte dabei in einem Zementwerk ein stabiler Anlagenbetrieb realisiert werden. Hierbei wurde festgestellt, dass die Adsorption von CO2 einfach auszuführen ist, wohingegen bezüglich der Regeneration des Sorbens weiterer Forschungsbedarf besteht. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, durch Weiterentwicklung des Prozessschritts der Desorption bei trockenen CO2-Abtrennverfahren eine einfache und dennoch effiziente Abscheidetechnologie zur Dekarbonisierung von Produkt- oder Abgasströmen bereitzustellen. Auf der Grundlage des erfolgreich getesteten aminfunktionalisierten Adsorbens soll unter Verwendung eines verbesserten Festbettversuchsaufbaus eine Sensibilitätsanalyse der Verfahrenskombinationen TSA, S-TSA, TVSA, TVCSA, S-TVSA durchgeführt werden. Die Evaluation der optimierten Prozessführung wird praxisähnlich an einem im IUTA-Technikum vorhandenen BHKW-Modul vorgenommen.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.