Aminwäsche zur CO2-Abscheidung

[max1111111]

Hallo zusammen,

ich bin Maschinenbau Student der Vertiefungsrichtung Energietechnik, der Fachhochschule
Konstanz. Im Rahmen meiner Projektarbeit der Vorlesung "Kraftwerke, Strömungsmaschinen und
Energietechnik" mache ich eine Ausarbeitung über das Steinkohle Kraftwerk Heilbronn. Unter
anderem muss ich auf die dort eingesetzte Aminwäsche Testanlage eingehen.

Nun bin ich ehrlichgesagt nicht der hellste, was Chemie in jeglicher Form angeht ...

Ich habe ein Verfahrensfließbild der in betrieb befindlichen Anlage (Bild im Anhang). Allerdings hab
ich Probleme zu verstehen, welche Chemischen Reaktionen dabei ablaufen und wie die Anlage im
Detail funktioniert.

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand ein bisschen helfen kann die Anlage zu verstehen. Dabei
kommt es nicht darauf an, dass jede Reaktion in Reaktionsgleichung dargestellt wird, sonder eher
ein Verständnis für die miteinander reagierenden Stoffe geschaffen wird.





Nachfolgend schreib ich mal ein paar Zeilen, was ich bisher erarbeitet hab:

Die Konzentration des im Rauchgases gebundenen CO2 beträgt im Heizkraftwerk Heilbronn etwa
6,5%. Für die CO2-Abscheidung muss jedoch dass gesamte Rauchgasvolumen behandelt werden.
Dadurch muss eine große Menge an Chemikalien und Energie eingesetzt werden und die
Wirkungsgradbilanz verschlechtert sich. Bei der Nachrüstung des Aminwäschverfahrens muss mit
Wirkungsgradeinbußen zwischen 8 und 14%, sowie einer erheblichen Erhöhung des
Brennstoffbedarfs gerechnet werden. Da die verwendete Waschlösung gegen Verunreinigungen im
Rauchgas empfindlich ist muss dieses zunächst durch die herkömmlichen Methoden gereinigt
werden (siehe Kapitel 3.7). ? Desweiteren muss der Sauerstoffgehalt im Rauchgas unter die Grenze
von 1,5% gebracht werden, da ... . Dies geschieht durch ... im ... .?

Im Heizkraftwerk Heilbronn wird die Amin-Lösung Monoethanolamin (im folgenden mit MEA
abgekürzt) eingesetzt. Diese Lösung hat eine hohe Basizität und daher die Eigenschaft CO2 bei
einer Temperatur zwischen 40 und 50°C zu binden, die geschieht im Absorber. Um diese Verbindung
später wieder im Desorber zu lösen bedarf es einem sehr hohen Energieeinsatz.

Der Prozess erfolgt nasschemisch und kann in folgende drei Stufen unterteilt werden, der
Vorwäsche, dem Absorber und dem Desorber. Die Nachfolgende Prozess-Daten beziehen sich auf
den Betrieb der Aminwäsche Testanalage im Heizkraftwerk Heilbronn (siehe Anhang).

https://www.dropbox.com/s/bnyy5l6b7ryol ... anlage.jpg

Vorwäscher:
Nach dem das Rauchgas in vorhergegangen Stufen der Abgasreinigung von Asche, Schwefel sowie
Stickoxiden bereinigt wurde, strömen 1150 Nm^3/h Rauchgas mit einer Temperatur von 50°C in den
Vorwäscher ein. Dort wird es durch einen Wärmetauscher auf 32°C abgekühlt und und mit
Natriumhydroxid (NaOH) vermischt. Dabei entsteht Natriumsulfat (Na_2SO_4(aq)) und
Kondensat, das dem Vorgang entzogen wird. Nun wird das Rauchgas (?was hat sich jetzt im
Rauchgas eigentlich verändert?) mit einer Temperatur von 32°C weiter zum Absorber befördert und
erwärmt sich dabei auf 34,5°C.


Absorber:
Im Absorber strömen 5,4 m^3/h reines Monoethanolamin bei einer Temperatur von 32°C ein.
Dieses MEA verbindet sich nun bei Temperaturen zwischen 40 und 50°C mit dem CO2. (?sind die 2
Wärmetauscher links des Absorbers dazu da um frei werdende Energie der Reaktion abzuführen?).
Am Boden des Absorbers wird diese Verbindung dann abgepumpt und in einem Wärmetauscher,
durch das reine MEA das vom Desorber kommt, von 45°C auf 113°C aufgeheizt.

Desorber:

Im Desorber soll diese Verbindung aus MEA und CO2 nun wieder gelöst werden. Dafür wird sehr viel
Energie benötigt. Diese Energie wird an Entnahme stellen der Turbinen in Form von Dampf
(500kg/h) bei einem Druck von 10 bar und einer Temperatur von 135°C abgezapft und dem
Desorber durch einen Wärmetauscher zugeführt. Die reine Amin-Lösung wird nun bei einer
Temperatur von 124°C am Boden des Desorbers abgepumpt und durch den Wärmetauscher, der
Ursprünglich die Verbindung vor dem Eintritt in den Desorber erwärmt hat, auf eine Temperatur von
50°C abgekühlt und dem Absorber wieder zugeführt. Der Prozess beginnt nun wieder von neuem.



Ich bin um Hilfe und Tipps in jeglicher Form sehr Dankbar!


Vielen Dan im Voraus!


Freundliche Grüße Max