- Forschungsgemeinschaft Kalk und Mörtel e.V.

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aktuelle Vorhaben
 
 
 
Kalkbasierter Feststoffreaktor zur CO2-Abtrennung aus Abgasen mit regenerativ Rückgewinnung der Reaktionsenthalpie (2020-2022):

Forschungspartner:

  • Universität Magdeburg Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik Lehrstuhl für Thermodynamik und Verbrennung
  • Ruhr-Universität Bochum Institut für Energietechnik Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik
  • Universität Magdeburg Institut für Strömungstechnik und ThermodynamikLehrstuhl für Technische Thermodynamik

 
 
Die Kalk- und Zementindustrie sind für ca. 5 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Etwa die Hälfte des CO2 kommt aus dem Produkt selbst durch die Kalksteinzersetzung CaCO3 -> CaO + CO2. Dieses CO2 kann durch den Einsatz regenerativer Energien nicht vermieden werden. Daher muss das CO2 abgeschieden werden. In dem Vorhaben wird ein Feststoffreaktor entwickelt, der nach dem Calcium-Looping-Verfahren arbeitet. Hier wird zur CO2 exothermen Absorption (CaO + CO2 -> CaCO3) das Abgas verdichtet und zur endothermen Calcination (CaCO3 -> CaO + CO2) mit der CO2-Freisetzung das Gas entspannt. Dadurch läuft die exotherme Absorption (Carbonisation) auf einem höheren Temperaturniveau ab als die endotherme Calcination. Die freiwerdende Wärme wird in den Partikeln des Reaktors regenerativ gespeichert und danach zur Calcination verwendet. In Vorversuchen wurden nach diesem Verfahren 250 Zyklen durchgeführt, ohne dass sich ein Totbrennen des Materials (kontinuierlich abnehmende CO2-Absorption) ergab. Gegenüber den bisherigen Calcium-Looping-Verfahren wird also nicht nur das Totbrennen vermieden, sondern es wird auch die Reaktionsenthalpie wiederverwendet, so dass die Oxyfuel-Feuerung für die Calcination und die ineffiziente Stromerzeugung bei der Carbonisation entfällt. Zur Auslegung und Optimierung des Verfahrens führt die FSt. 1 Reaktionskinetische Versuche durch, an einem vorhandenen Thermoreaktor, die FSt. 2 entwickelt ein Prozessmodell und die FSt. 3 zeigt die Funktionsweise mit einem vorhandenen halbtechnischen Schachtreaktor.
Versuchs-Feststoffreaktor (Technikum Universität Magdeburg)



Versuchskonzept: Verschiebung des Karbonatisierungs- und Kalzinierungsfensters durch Veränderung des Umgebungsdrucks
 
 
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