Oxyfuelverbrennung von Klärschlamm mit Elektrolyse-O2 zur Nutzung des CO2 in Power-to-X-Prozessen, Teilvorhaben: Experimentelle Untersuchungen zur angepassten Rauchgasreinigung und CO2-Abscheidung mit Aminwäsche

Description: In dem Vorhaben OxyCO2 wird die Kopplung einer Elektrolyse und einer Wirbelschichtfeuerung untersucht. Dabei soll der Elektrolyse-O2 genutzt werden, um eine Klärschlamm-Monoverbrennung im Betrieb mit einer O2-Anreicherung bis zur vollständigen Oxyfuel-Verbrennung zu ermöglichen. Aus der Verbrennung entstehendes CO2 kann zusammen mit Elektrolyse-H2 genutzt werden, um Methanol herzustellen. Durch die experimentelle Klärschlammverbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung sollen unter Variation einiger Parameter (z.B. Rauchgasrezirkulation, Lambda, Feedgas-Vorwärmung) optimale Betriebsbedingungen gefunden werden. Es wird eine modulare Rauchgasreinigungsanlage im Technikumsmaßstab errichtet, um den Einfluss einer partiellen und vollständigen Oxyfuel-Verbrennung auf die Rauchgasreinigung untersuchen zu können. Zur Bereitstellung von CO2 bei einer O2-Angereicherten Verbrennung, sollen experimentelle Versuche an einer angepassten Aminwäscheanlage durchgeführt werden um den Einfluss des erhöhten CO2-Gehaltes auf die Abscheideleistung und den spezifischen Energiebedarf aufzuzeigen. Durch den Vergleich der vollständigen und partiellen Oxyfuelverbrennung mit der Aminwäsche sollen beide Verfahren gegenübergestellt und energetisch und wirtschaftlich bewertet werden. Zusätzlich wird das Verfahren mithilfe der experimentellen Daten simulativ untersucht. Darunter werden unterschiedliche Modi für die Oxyfuelverbrennung sowie die Optimierung Wärmeintegration betrachtet. Aufbauend auf den experimentellen und simulativen Ergebnissen, wird ein gekoppelter Betrieb von Wirbelschicht-Technikumsanlage und Rauchgasreinigungsanlage für die partielle und vollständige Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlamm demonstriert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: CO2-Konzentration ? Klärschlammverbrennung ? Methanol ? Klärschlamm ? Elektrolyse ? Kleine und mittlere Unternehmen ? Rauchgasreinigung ? Energiebedarf ? Vergleichsanalyse ? Wirbelschichtfeuerung ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• KÜTTNER MARTIN Technology GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Stuttgart, Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (Betreiber*in)

Time ranges: 2023-05-01 - 2025-10-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Experimental investigations on adapted flue gas cleaning and CO2 capture with amine scrubbing
  Description: In the OxyCO2 project, the coupling of an electrolysis and a fluidized bed combustion is investigated. The electrolysis O2 is to be used to enable sewage sludge mono-combustion in operation with O2 enrichment up to complete oxyfuel combustion. CO2 produced from the incineration can be used together with electrolysis H2 to produce methanol. Experimental sewage sludge combustion in a fluidized bed combustor will be used to find optimal operating conditions by varying some parameters (e.g. flue gas recirculation, lambda, feed gas preheating). A modular flue gas cleaning system will be set up on a pilot plant scale in order to investigate the influence of partial and complete oxyfuel combustion on flue gas cleaning. Experimental tests will be carried out on an adapted amine scrubbing system for the supply of CO2 during O2-enriched combustion in order to demonstrate the influence of the increased CO2 content on the separation efficiency and the specific energy requirement. By comparing complete and partial oxyfuel combustion with amine scrubbing, both processes will be compared and evaluated in terms of energy and economics. In addition, the process will be investigated simulatively using the experimental data. Among them, different modes for the oxyfuel combustion as well as the optimization of heat integration will be considered. Based on the experimental and simulative results, a coupled operation of fluidized bed pilot plant and flue gas cleaning plant for partial and complete oxyfuel mono-combustion of sewage sludge will be demonstrated. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1126762

Status

Aktiv

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