Kombinierte CO2-Abtrennung und Energieeinsparung an Industrieöfen durch Nutzung dezentral erzeugten Rein-Sauerstoffs — CONDRA
Forschungsstellen
RWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Messer Group GmbH
Hülsenbusch Apparatebau GmbH & Co. KG
Laufzeit
01.09.2021 — 31.08.2024
Zusammenfassung
Ziel des F&E Vorhabens ist die Demonstration der CO2-Abtrennung aus gasbeheizten Industrieöfen. Der Lösungsansatz basiert auf einer Oxyfuel-Verbrennung des Brenngases mit reinem Sauerstoff (O2). Das Abgas besteht damit hauptsächlich aus CO2 und H2O (Dampf), letzterer wird kondensiert. Der erforderliche Sauerstoff wird vor Ort mit keramischen Membranen erzeugt, die mit Abwärme beheizt werden. Bei Hochtemperaturprozessen (> 1000 °C) sollte durch die Erhöhung des verbrennungstechnischen Wirkungsgrades deutlich mehr Primärenergie (Brenngas) eingespart werden, als an zusätzlich aufzuwendender Elektroenergie für die O2-Abtrennung aufgewendet werden muss.
Im Projekt wird ein Oxyfuel-Erdgasofen mit einem Sauerstoff-Membrangenerator gekoppelt, Wasser wird aus dem Ofenabgas auskondensiert und das verbleibende CO2 analysiert. Der Gesamtprozess wird hinsichtlich des Energiebedarfs, der Einsatzflexibilität und der CO2-Reinheit optimiert. Die Schwerpunkte liegen in der Stabilität und Führung des Prozesses sowie der Vorbereitung für die geplante industrielle Umsetzung. Die geeigneten Bedingungen für eine Überführung in die industrielle Nutzung werden durch eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unter Einbeziehung umweltpolitischer Rahmenbedingungen für verschiedene Szenarien identifiziert.
Das Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen 03EE5076D wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.