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

Dissertation von Alexander Rieder
Universität Stuttgart, 2016

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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