Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus Industriegasen, Teilvorhaben: Membrantechnologie für die CO2-Abtrennung in der Zementindustrie

Description: Gastrennmembranen stellen eine Querschnittstechnologie für die Energiewende dar. Sie erlauben es, eine modular skalierbare und dynamisch betreibbare Gastrenntechnologie an verschiedenste Anlagentypen und -größen anzupassen und dabei durch die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Membranmaterialien zahlreiche Trennaufgaben zu adressieren. Aus diesem Grunde sind sie bestmöglich geeignet, unterschiedliche Industrie- und Energieerzeugungssegmente im Sinne der Sektorkopplung zu verbinden. Dieser Querschnittsgedanke wird im geplanten Vorhaben MemKoWI durch die Untersuchung von Membranverfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid und Wasserstoff aus verschiedenen, in der Industrie und der regenerativen Energieerzeugung auftretenden Abgas- und Prozessgasströmen verfolgt. Beide Gaskomponenten, CO2 und H2, stellen im Kontext der Energie- und Rohstoffwende Einsatzstoffe für die Erzeugung von Energieträgern und industriellen Grundstoffen mittels Power-to-X Verfahren dar. Im geplanten Vorhaben sollen dazu exemplarisch relevante Abgas- und Prozessgasströme folgender ausgewählter Industrieprozesse betrachtet werden: - Regenerative Energieerzeugung: Frischholzkraftwerk CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Zementindustrie: CO2-Abtrennung aus dem Abgas. - Eisen- und Stahlindustrie o Gichtgaskraftwerk: CO2-Abtrennung aus dem Abgas o Hochofengas: CO2-Abtrennung und Aufbereitung für anschl. Synthesegasherstellung o Hochofengas: H2-Abtrennung und prozessinterne Rückführung als Reduktionsmittel o Koksofengas: H2-Abtrennung zur Aktivierung von CO2 für die Erzeugung von Grundchemikalien und Kraftstoffen sowie zur Nutzung als Reduktionsgas im Hochofen und Direktreduktion. Der Fokus des Vorhabens liegt auf der experimentellen Untersuchung des Gastrennverfahrens im Miniplant- und Testanlagenmaßstab. Dabei sollen ein- und zweistufige Verfahrensführungen getestet werden. Begleitet werden sollen die experimentellen Aktivitäten durch theoretische Arbeiten zur Modellierung und Simulation der Trennverfahren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kokereigas ? Gichtgas ? Zementindustrie ? Kraftstoff ? Eisen- und Stahlindustrie ? Chemierohstoff ? Energiewende ? Reduktionsmittel ? Wasserstoff ? Energieträger ? Hochofen ? Kohlendioxid ? Membranverfahren ? Power-to-X-Technologien ? Abgas ? Energiegewinnung ? Trennverfahren ? Modellierung ? Abgas ? Industrielles Verfahren ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• ThyssenKrupp Polysius GmbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-11-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Membrane technology for CO2 separation in the cement industry
  Description: Gas separation membranes represent a cross-sectional technology for the energy transition. They allow a modular, scalable and dynamically operable gas separation technology to be adapted to a wide variety of plant types and sizes, and to address numerous separation tasks thanks to the different membrane materials available. For this reason, they are ideally suited for connecting different industrial and energy generation segments in the sense of sector coupling. This cross-sectional idea is pursued in the planned MemKoWI project by investigating membrane processes for the separation of carbon dioxide and hydrogen from various waste gas and process gas streams occurring in industry and renewable energy generation. In the context of the energy and raw material turnaround, both gas components, CO2 and H2, represent feedstocks for the generation of energy carriers and industrial feedstocks by means of power-to-X processes. In the planned project, relevant waste gas and process gas flows of the following selected industrial processes are to be examined as examples: ' Regenerative energy generation: Fresh wood power plant CO2 capture from flue gas. ' Cement industry: CO2 separation from the waste gas. ' Iron and steel industry o Blast furnace gas power plant: CO2 separation from the off-gas o Blast furnace gas: CO2 separation and processing for subsequent synthesis gas production o Blast furnace gas: H2 separation and in-process recycling as a reducing agent o Coke oven gas: H2 separation for activating CO2 for the production of basic chemicals and fuels and for use as a reducing gas in the blast furnace and direct reduction. The focus of the project is on the experimental investigation of the gas separation process on a miniplant and test plant scale. One- and two-stage process designs are to be tested. The experimental activities will be accompanied by theor. Activities will be accompanied by theoretical work on modeling and simulation of the separation processes. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120915

Status

Aktiv

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