View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Grundlagen und theoretische Methoden
den. Nach der Verstromung fallen lediglich Wasserdampf und Stickstoff an. Kraftwerke, die
nach dem IGCC Prinzip arbeiten sind bereits im Betrieb, jedoch ohne die Abscheidung von
CO2. Der Einsatz einer CO2 Abtrennung mittels Chemisorption führt nach Prins et al. zu einem
Wirkungsgradverlust von 11 %-Punkten [PRIN09]. Bei Verwendung einer H2 selektiven
Polymermembran kann der Wirkungsgradverlust auf 9 %-Punkte reduziert werden. Die
Wärmeintegration der Wassergas-Stift-Reaktion, die Optimierung der Wasserstoffturbine
[BMWi07], sowie die Verwendung eines CO-Shift Reaktors auf Basis keramischer Membranen
[BAUM10a] bieten weiteren Spielraum für Wirkungsgradverbesserungen.
Ziel des Oxyfuel-Prozesses (siehe Abb. 2.3) ist die Erzeugung eines möglichst, reinen CO2
Abgasstromes. Hierzu wird nahezu reiner Sauerstoff für den Verbrennungsprozess über eine
ASU bereitgestellt. Die Regulierung der Verbrennungstemperatur und die Herabsetzung der
Reaktivität des Sauerstoffs erfolgt über rückgeführtes Rauchgas. Aufgrund des stickstofffreien
Verbrennungsprozesses besteht das Rauchgas im Wesentlichen aus CO2 (~80%) und
H2O [GUPT03].
Luft ASU
N 2 /O 2 Trennung
N 2
rezykliertes Rauchgas
O 2 / CO 2 / H 2 O
Brennstoff
Verbrennung
Dampfturbine
Abb. 2.3 Prozessschema Oxyfuel mit CO2 Abtrennung.
CO 2 / H 2 O
Kondensation
Durch Kondensation von H2O aus dem Rauchgas erhält man nahezu reines CO2 als transportfähiges
Endprodukt [PLÖT03]. Die Reinheit des CO2 ist maßgeblich von der Qualität der
Sauerstoffbereitstellung und dem ungewollten Eintrag von Umgebungsluft (Falschluft) in den
Kraftwerksprozess abhängig.
H 2 O
CO 2
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