Untersuchungen zur Lösungsstabilität und Energieeffizienz im Sinne einer Lösungsmittelauswahl bei reaktiven Aminwäschen zur CO2-Abreicherung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Günter Ewert
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 96193810

Die insbesondere bei technischen Verbrennungsprozessen und Biogasanlagen freigesetzten klimarelevanten Gase, wie beispielsweise CO2, CH4, CO, COS, SO2, H2S, SF6, HF, HCL, beschleunigen immer mehr den globalen Treibhauseffekt mit all seinen negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Um diesen Prozess aufzuhalten, wird weltweit nach technischen Abscheide- und Entsorgungsmöglichkeiten solcher Gaskomponenten gesucht, wobei sich chemisorptive Prozesse i. a. durch eine höhere Effizienz auszeichnen. Zur Auslegung entsprechender Absorptionsanlagen sind jedoch detaillierte Kenntnisse zu den Gleichgewichts-, Reaktions- und Stoffübergangs-Verhalten des gewählten chemisorptiven Stoffsystems einschließlich des Regenerierungsverhalten der eingesetzten Lösungsmittel notwendig. Zugehörige thermophysikalische Parameter, wie z.B. Henry-Koeffizienten, Stoffubergangskoeffizienten, Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten, Exzess- und Reaktionenthalpien oder abgeleitete Größen wie Enhancement-Faktoren, etc. bei den ohne und mit CO2-vorbeladenen Waschlösungen sind dabei für eine Beurteilung der für ein Gasreinigungs- oder Gastrennproblem eingesetzten Lösungsmittelsysteme wichtig und können z. B. in einem Gas/Liquid-Batchreaktor / Absorption-Regeneration-Miniplant ermittelt werden /1,2/.Ausgehend von allgemeinen Auswahlkriterien von Lösungsmitteln sollen für eine effiziente CO2-Absorption/-TeiIabsorption spezielle reaktive wässrige Lösungsmittelsysteme auf der Basis neuer kettiger, verzweigter Alkanolamine, Diamine u.a.m. (z.B. 2-Amino-2-methyl-lpropanol, Ethylendiamin) bzw. im Gemisch mit den üblichen kurzkettigen Alkanolaminen (z.B. Monoethanolamin, Diethanolamin)-synthetisiert werden /3,4/. Im letzteren Falle werden im Sinne einer maximalen Effektivität die günstigen reaktiven Eigenschaften der kurzkettigen AminlÖsungen, wie MEA, DEA durch das beispielsweise größere Absorptionsvermögen der verzweigten, sterisch behinderten Amine, wie z.B. AMP synergetisch verstärkt. Häufig werden diesen Lösungsmittelgemischen noch katalytisch wirkende Komponenten wie Piperidine, Piperazine etc. zugesetzt. Verbunden mit einer einfachen und quantitativen Regenerierbarkeit der beladenen Lösungen ist damit die Basis für eine systematische Grundlage maßgeschneiderter, ggf. katalysierter Lösungsmittelsysteme zur optimalen CO2- Absorption geschaffen.Zur Auswertung der Versuche solcher Reaktions- und Stofftransportprozesse werden moderne DV-Werkzeuge, wie beispielsweise ATHENA Visual Workbench™, Aspen Plus™ etc. genutzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen