Optimierung der Oxyfuel-Kraftwerkskonzepte mit der Sauerstoffbereitstellung durch Hochtemperaturmembranen

Das Grundkonzept eines Oxyfuel-Prozesses basiert auf der (teilweisen) Entfernung des Luftstickstoffes aus der Verbrennungsluft mit dem Ziel, die CO2-Konzentration im Rauchgas nach dem Verbrennungsprozess zu erhöhen. Der Luftstickstoff kann aus der Verbrennungsluft mittels diverser Verfahren entfernt werden, beispielsweise durch kryogene Luftzerlegung, Polymer- oder Mischleiter-Membranen sowie Metalloxide.

Die großtechnische Anwendung der kryogenen Luftzerlegung ist Stand der Technik, die Größenskalierung für den Einsatz in einem Großkraftwerk ist durch die mögliche Mehrsträngigkeit gegeben. Die Vorteile des Oxyfuel-Prozesses mittels kryogener Sauerstoffbereitstellung sind:
• die bewährte Technik der Verbrennung unter atmosphärischem Druck,
• die bewährte Rauchgasreinigung mit geringen Anpassungen an die Gegebenheiten des Oxyfuel-Verfahrens,
• das bewährte Verfahren der großtechnischen Anwendung. Nachteilig ist jedoch:
• energetischer Aufwand von 0,22 bis 0,26 kWhel/kg O2 für die Bereitstellung des Sauerstoffes [1],
• bis zu 5 Vol.-% zusätzliche Verunreinigungen im Sauerstoffstrom zur Verbrennung (bei der energetisch optimierten kryogenen Sauerstoffbereitstellung) [2]. Die Substitution kryogener Sauerstoffbereitstellung durch die membranbasierte
kann nur dann Erfolg haben, wenn die Nachteile dadurch verringert werden.



Copyright: © TU Dresden, Institut für Energietechnik
Quelle: Sichere und nachhaltige Energieversorgung 12-13.10.2010 (Oktober 2010)
Seiten: 22
Preis: € 22,00
Autor: Dipl.-Ing. Jewgeni Nazarko
Dr. Ernst Riensche
Prof. Ludger Blum
Detlef Stolten

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