CO 2 -Abscheidung Abb.
CO 2 -Abscheidung Abb. 4: Rechtecktaschen-Membranmodul zur CO 2 -Abtrennung im Zementwerk Membranmodul vor und nach dem Einsatz unter kontrollierten Laborbedingungen vermessen, wobei sich keine Unterschiede in gemessenem Permeat massenstrom und CO 2 -Zusammenstzung zeigten. 4. Schlussbemerkungen und Ausblick Das große Potential der Membrantechnologie für die CO 2 -Abscheidung in der Zementindustrie liegt in der Einfachheit des Betriebs und den Abb. 5: Zeitliche Verläufe der Versuchsparameter, Temperatur und Permeatdruck (a) sowie Feedmassenstrom und Feed CO 2 -Stoffmengenanteil (b) niedrigen voraussichtlichen Abscheidungskosten. Membrananlagen können problemlos in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden, da es sich um eine End-of-Pipe-Technologie handelt. Darüber hinaus erfordern sie keine komplizierte Handhabung von potentiell schädlichen Trennmitteln. Dies ist einer der Vorteile verglichen zu Absorptionsverfahren. Auch haben Vergleichsrechnungen gezeigt, dass Membranverfahren gerade für nur eine teilweise CO 2 -Rückgewinnung bei hohen CO 2 -Gehalten günstiger sind [5]. Das Scale-up von Membrananlagen erfolgt in der Regel durch Numbering-up. In Anbetracht der bestehenden Modultechno logie würde dies jedoch zu einer übermäßig großen Anzahl von Membranmodulen für die Behandlung des gesamten Rauchgases eines Zementwerks führen. Daher werden derzeit vom Konsortium neue Modultechnologieoptionen in Kombination mit innovativen Prozessdesigns ent wickelt. Dies zielt darauf ab, die Anzahl der Membranmodule durch den Einsatz neuer Typen, die größere Flächen aufnehmen können, zu reduzieren. Ein Prototyp für eine solches Membranmodul wurde hier vorgestellt und das Einsatzverhalten in einer Pilotstudie untersucht. Dabei wurde ein stabiler Betrieb mit gleichbleibend hohen CO 2 -Anreicherungen über eine Betriebszeit von 1244 h nachgewiesen. 42 GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2024
CO 2 -Abscheidung [3] Torsten Brinkmann, Jan Pohlmann, Ulrike Withalm, Jan Wind, and Thorsten Wolff. "Theo retical and Experimental Investigations of Flat Sheet Membrane Module Types for High Capacity Gas Separation Applications." Chemie Ingenieur Technik 85, no. 8 (2013): 1210-20. doi.org/10.1002/cite.201200238 [4] Torsten Brinkmann, Heiko Notzke, Thorsten Wolff, Li Zhao, Sebastian Luhr, and Detlef Stolten. “ Characteri zation of a New Flat Sheet Mem brane Module Type for Gas Permeation”. Chemie Ingenieur Technik 91, no. 1-2 (2019): 30-37. doi.org/10.1002/cite.201800083 Abb. 6: Zeitliche Verläufe der Versuchsergebnisse, Permeat CO 2 -Stoffmengenanteil (a) sowie Permeatmassenstrom (b), Linien: Versuchsergebnisse, Symbole: Simulation [5] Torsten Brinkmann, Jan Pohlmann, Martin Bram, Li Zhao, Akosa Tota, Natividad Jordan Escalona, Marijke de Graaff, Detlef Stolten, “Investigating the influence of then pressure distribution in a membrane module on the cascaded mem brane system for post-combustion capture”. International Journal of Greenhouse Gas Control 39 (2015): 194-204. doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.03.010 In einer weiteren Phase der Untersuchungen wird eine größere Demonstrationsanlage im zweistufigen Betrieb realisiert werden. Hier sollen CO 2 -Gehalte realisiert werden, die eine Verflüssigung und damit Weiter verwertung ermöglichen. Darüber hinaus werden hybride Verfahren in Betracht gezogen, die möglicher weise einen wesentlich geringeren spezifischen Energieverbrauch für die CO 2 -Abscheidung ermöglichen. Das abgetrennte CO 2 kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, die noch Kohlenstoff als Baustein benötigen. Diese Anwendungen finden sich in der chemischen Industrie oder bei der Herstellung von flüssigen Kraftstoffen. Weitere Anwendungsbeispiele sind die landwirtschaftliche Nutzung in Gewächshäusern und die Algen produktion. Literaturverzeichnis [1] Torsten Brinkmann, Jelena Lillepärg, Heiko Notzke, Jan Pohlmann, Sergey Shishatskiy, Jan Wind, und Thorsten Wolff. “Development of CO 2 Selective Poly(Ethylene Oxide)-Based Membranes: From Laboratory to Pilot Plant Scale.” Engineering 3, no. 4 (2017): 485-93. doi.org/10.1016/j.Eng.2017.04.004 [2] Wolff, Thorsten, Torsten Brinkmann, Carsten Scholles und Martin Kerner. „Membran basierte Bereitstellung von CO 2 für die dezentrale Algenproduktion in einer Bioenergiefassade“. Chemie Ingenieur Technik 95, no. 12 (2023): 2015-2021. doi.org/10.1002/cite. 202300099 Autoren: Torsten Brinkmann 1 , Heiko Notzke 1 , Jan Pohlmann 1 , Thorsten Wolff 1 , Andrew Corner 2 , Simon Gorringe 2 1 Helmholtz-Zentrum Hereon Institut für Membranforschung Max-Planck-Str. 1, 21502 Geesthacht Deutschland 2 Cool Planet Technologies Limited Triggs Turner House, 128 High Street Guildford, Surrey, GU1 3HH Vereinigtes Königreich GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2024 43
