Scale-up der Sauerstoffträgerproduktion und Wirbelschichtsysteme für Chemical-Looping Combustion unter Verwendung nachhaltiger Materialien - Industrielle Dampferzeugung mit 100% CO2-Abscheidung bei vernachlässigbarem Wirkungsgradeinbußen.

01.09.2013 - 28.02.2017
Forschungsförderungsprojekt

Die Technologie der Chemical-Looping Verbrennung (CLC) birgt ein einzigartiges Potenzial in Bezug auf die Möglichkeit, CO2 im Zuge des Verbrennungsvorganges in konzentrierter Form zu erhalten und dadurch aufwändige Gastrennverfahren zur CO2-Abscheidung aus Verbrennungsabgas zu vermeiden. Eine Anwendung mit großer Nähe zu Marktreife ist die Erzeugung von Prozessdampf in erdgasbefeuerten Kesseln, wo die heizwertbasierte Wirkungsgradeinbuße zur CO2-Abscheidung mit CLC nur 1%-Punkt beträgt im Vergelich zu 15%-Punkten mit Aminwäschern oder 8 %-Punkten mit Reinsauerstoffverbrennung (alles bei 95% Abscheiderate gerechnet). Eine Reduktion der CO2-Vermeidungskosten um 60% im Vergleich zur Aminwäschertechnologie resultiert aus der höheren Energieeffizienz der CLC-Technologie. Eine unbedingte Notwendigkeit für die Maßstabsvergrößerung von Wirbelschichtsystemen für diese Technologie ist die Verfügbarkeit eines adäquaten Sauerstoffträgermaterials. Das Projekt SUCCESS befasst sich daher mit der Maßstabsvergrößerung der Sauerstoffträgerproduktion in den 100-Tonnen-Bereich und der Technologie in den Megawattbereich. Industriell verfügbare Rohstoffe werden zur Produktion von umweltverträglichen Sauerstoffträgerpartikeln, die im vorangegangenen Projekt INNOCUOUS vorgeschlagen wurden, herangezogen. Das Projekt SUCCESS beinhaltet:

i) Anwendung der Sauerstoffträgerproduktionsmethoden auf industriell notwendigem Maßstab und Sicherstellung der Leistungsfähigkeit dieser Methoden

ii) Entwicklung eines Teststandards für die mechanische Stabilität der Sauerstoffträgerpartikel

iii) Verifikation der produzierten Sauerstoffträger in vier unterschiedlichen kleineren Pilotanlagen (< 150 kW)

iv) Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen in einer 1 MW Pilotanlage, was einen Scale-Up Faktor von 10 zum Staus Quo bedeutet

v) Detailierte Analyse der Reaktionsmechanismen und Fluiddynamic

vi) Verwendung der Testergebnisse zur Optimierung eines 10 MW Analagendesigns sowie techno-ökonomische Analyse einer Großanlage

vii) Gesundheitsschädlichkeits-, Sicherheits- und Umweltverträglichkeitsanalyse der Sauerstoffträgerproduktion und der Sauerstoffträgerhandhabung inklusive Wiederverwendungs- und Wiederverwertungsstrategien

viii) Kostenvoranschläge für die Produktion von mehr als 100 Tonnen Sauerstoffträgermaterial

SUCCESS bündelt das CLC-KnowHow europäischer Schlüsselinstitutionen, kann so die Fortsetzung der europäischen Führungsrolle bei der Entwicklung der CLC Technologie sichern und die Technologie einen entscheidenden Schritt weiter bringen.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Europäische Kommission - Rahmenprogamme (Internationale Förderung und Mischformen) Förderform Verbundprojekte Förderinitiative RP7 I.5 ZUSAMMENARBEIT Energie Förderschiene 7.Rahmenprogramm für Forschung Förderprogramm Europäische Kommission - Rahmenprogamme Fördergeber Europäische Kommission Reichweite Internationale Förderung und Mischformen Projekttyp Forschungsförderungsprojekt Ausschreibungskennung ENERGY.2013.5.1.1 Antragsnummer 608571

Forschungsschwerpunkte

  • Energy and Environment

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Chemical Looping CombustionChemical Looping Combustion
Wirbelschichtfluidization
WirbelschichttechnikFluidized Bed Technology
CO2 Abscheidung und Lagerungcarbon capture and sequestration
EnergieEnergy

Externe Partner_innen

  • Universität für Bodenkultur Wien
  • Total Faffinage Chimie SA
  • Shell Global Solutions International B.V.
  • Chalmers Tekniska Hoegskola AB
  • Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas
  • IFP Energies nouvelles
  • Institut National Polytechnique de Toulouse
  • Stiftelsen Sintef
  • Sintef Energi AS
  • Technische Universität Damrstadt
  • Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek N.V.
  • Euro Support Advanced Materials BV
  • Johnson Matthey PLC.
  • Josef Bertsch Gesellschaft m.b.H. & Co
  • Electricite de France S.A.