CO2-Abscheidung aus Kraftwerksrauchgasen mit wässriger MEA-Lösung - Waschmitteldegradation und Aufbereitungsverfahren

Dissertation von Alexander Rieder
Universität Stuttgart, 2016

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In der Arbeit wird die Aminwäsche zur Abscheidung von CO2 aus Rauchgasen eines Steinkohlekraftwerks untersucht. Das Verfahren stellt eine vielversprechende Möglichkeit zur Reduktion der CO2-Emissionen im Kraftwerksbereich dar. Als Waschmittel wird dafür eine 30 Gew. %-ige wässrige MEA-Lösung eingesetzt.

Die Ergebnisse aus drei MEA-Versuchskampagnen an der CO2-Testanlage Heilbronn in den Jahren 2011, 2013 und 2014 zeigen, dass bereits nach relativ kurzen Betriebszeiten erhöhte Gehalte an Degradationsprodukten und Metallen im Waschmittel vorliegen. Mit typischen Sauerstoffkonzentrationen zwischen 5 und 6 Vol. % (tr.) in den Kraftwerksrauchgasen dominiert die oxidative Degradation der wässrigen MEA-Lösung. Um einen langfristigen, stabilen und wirtschaftlichen Betrieb einer CO2-Abscheideanlage zu gewährleisten, sind Maßnahmen zur Minderung unerwünschter Degradationsprodukte im Waschmittel erforderlich.

Neben der detaillierten Analyse der MEA-Degradation unter realen Betriebsbedingungen ist es Ziel der Arbeit, eine experimentelle Untersuchung geeigneter Waschmittelaufbereitungsverfahren durchzuführen. Dazu werden die konventionelle und bipolare Elektro-Dialyse sowie die Umkehrosmose und Nanofiltration herangezogen. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden Empfehlungen zur Waschmittelaufbereitung und Minderung von primären Oxidationsprodukten gegeben.

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