CO₂ Abscheidung mit dem Turbo-CO₂-Abscheideprozess (TCA-Prozess)

Der Turbo-CO2-Abscheideprozess der Firma Energietechnik Kirchner GmbH ist ein neu entwickeltes CCS-Verfahren mit den Hauptmerkmalen:

  • Rein physikalischen Abscheidung (ohne chemische Abscheidemittel)
  • Sortenreines CO2 (ohne Fremdgase)
  • CO2 Abscheidung zu 100% (Komplettabscheidung des im Abgasstrom
  • enthaltenen CO2´s)
  • Abscheidung als superkritisches CO2-Gas bei 100bar und 25°C

Das Anwendungsgebiet ist die CO2-Abscheidung aus Abgasen jeglicher Verbrennungsprozesse, wie z.B. Kesselanlagen, Turbinen oder Motoren. Eine TCA-Anlage kann jeder neuen und bestehenden Anlage nachgeschaltet werden und könnte so der weiteren Erderwärmung entgegenwirken.

Der TCA-Prozess ist ein energetisch optimierter Gesamtprozess. Das gesamte Abgas wird nach Reinigung und Kühlung auf 7-12 bar mit einer zweistufigen Gas-Turbo-Verdichter-Kaskade komprimiert. Dadurch wird:

  1. das im Abgas enthaltene CO2 auf den notwendigen Kondensationsdruck gebracht, anschließend abgekühlt und verflüssigt. Im flüssigen Zustand wird das CO2 auf 100 bar verdichtet und anschließend auf 25°C erwärmt und in den superkritischen Aggregatzustand überführt. Damit ist es sowohl für den Transport als auch für die Einlagerung optimiert.
  2. der ebenfalls im Abgas enthaltene Stickstoff (N2) wird auch auf 7-12 bar komprimiert und anschließend in mehreren Stufen entspannt und dadurch abgekühlt. Dabei wird die komplette für den CO2-Abscheideprozess notwendige Kälte bereitgestellt. Durch die hierfür eingesetzten Entspannungsturbinen werden 38% der für die GasVerdichtung eingesetzten Energie zurückgewonnen (siehe Energiebilanz des TCA-Verfahrens). Der TCA-Prozess benötigt keine externen Kältemaschinen.

Effizienz des Turbo-CO₂-Abscheideprozesses

Im Gegensatz zum TCA-Prozess werden bei allen anderen CCS-Abscheideprozessen CO2

  • durch den Einsatz chemischer Absorptionsmittel abgesondert
  • nur ca. 80% des im Abgasstrom enthaltenen CO2 wird abgeschieden, 20% verbleiben im Abgasstrom
  • bei Normaldruck (1bar)
  • nicht sortenrein abgeschieden

Das bei 1bar abgeschiedene CO2 muss vor Transport und Lagerung kostspielig komprimiert werden. Für den Transport und die Lagerung ist eine zweistufige Gas-Turboverdichter-Kaskade notwendig, die ca. 4 % der Kraftwerkleistung verbraucht. Damit wird bei allen bisher untersuchten CCS-Verfahren allein für die Aufbereitung des CO2 zur Einlagerung fast so viel Energie verbraucht wie beim kompletten, zum Patent eingereichten „Turbo-CO2-Abscheidungsverfahren“ (siehe nachfolgende Energiebilanz des TCA-Prozesses). Dadurch ist der TCA-Prozess der Firma Energietechnik Kirchner GmbH der bei weitem energiesparendste CO2- Abscheideprozess.