Geschäftsbericht 2010/2011 des bundesverbandes der deutschen ...

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72 Forschungs gemeinschaft Kalk und Mörtel e.V. Bundesverband der deutschen kalkindustrie e.V. Kalk CO 2 -Rückführung mit Kalkprodukten (Zwischenbericht) Bisher erzielte Ergebnisse Die Laborversuchsanlage (s. Abb. 11 bis 13) ist so aufgebaut, dass eine kontinuierliche Zugabe von Kalksteinsuspension und CO 2 -angereicherter Luft in das System, bestehend aus 2 Reaktoren (davon einer optional) und einer Sedimentationsstufe, möglich ist. Zur Einstellung des End-pH-Wertes kann zusätzlich Kalkwasser oder Kalkmilch dosiert werden. PH-Wert und Leitfähigkeiten werden im Reaktor kontinuierlich bestimmt. Die Säurekapazität und die Calciumionen-Konzentration werden am Anfang und Ende jeder Versuchsreihe mittels Photometrie und Titration gemessen. Die CO 2 -Abscheidung aus dem zugeführten Gasstrom lässt sich sowohl rechnerisch als auch messtechnisch (CO 2 -Detektor) ermitteln. Zur Optimierung der Lösebedingungen kann CaCO 3 aus der Absetzstufe gezielt in den Lösereaktor zurückgeführt werden. Mit der aufgebauten Laborversuchsanlage wurden Wässer mit verschiedener Ionenstärke (De ionat, Mg-dotiertes Deionat, Meerwasser, Trinkwasser Härtebereich 3) mit Präzipitat (= technisch her ge stelltes Calciumcarbonat) beaufschlagt. Der Verlauf der Lösereaktion und -geschwindigkeit in den o. g. Wässern erfolgte über die kontinuierliche Messung der Leitfähigkeit und des pH- Wertes (Abbildung 15). Die Bestimmung der Abhängigkeit der Temperatur auf die Endkonzentration von Ca(HCO 3 ) 2 wurde bei den dynamischen Versuchen mit vorversäuerten Wässern zwischen 10 °C und 20 °C durchgeführt. Schematische Darstellung der Laborversuchsanlage Kalkwasser/ -milch Reingas (CO 2 -kont.) Gasgemisch Konzentrat Ca(HCO 3 ) 2 Kalksteinsuspension pH Leitf. (kont.) optional (Säurekapazitätsmessung, kont.) Schlamm Abzug/Rückf. R1 R2 S Abb. 11: Schematische Darstellung der Laborversuchsanlage Abb. 12: Aufgebaute Laborversuchsanlage: Reaktorbecken Abb. 13: Aufgebaute Laborversuchsanlage: Kühler Forschungsgemeinschaft Kalk und Mörtel e.V.
Kalk Bundesverband der deutschen kalkindustrie e.V. Forschungs gemeinschaft Kalk und Mörtel e.V. 73 KS 4,3 Werte (titriert) des Vorlagemediums im Versuchsreaktor nach Versuchsabschluss 50 Medium: 10 °C Medium: 20 °C 3,0 2,0 KS 4,3 [mmol/l] 40 30 20 10 0 Kalkwasser Medium Deionat Meerwasser (1024 mg/l Mg 2+ ) Leitungswasser Hinweis: 1 mmol KS 4,3 = 61 mg HCO 3- Versuch 12 – Meerwasser, vorgesäuert (kontinuierlich) Präzipitat p.a. (10 g/l) Präzipitat p.a. (10 g/l) statische Versuche (Batch): Zusätze als einmalige Zugabe Präzipitat im Überschuss Präzipitat p.a. (10 g/l) + 50 mg/l Mg2+ Präzipitat p.a. (10 g/l) Präzipitat p.a. (40 g/l) + 4 g/l Ca(OH) 2 Präzipitat p.a. (40 g/l) + 4 g/l Ca(OH) 2 Präzipitat p.a. (40 g/l) + 4 g/l Ca(OH) 2 Präzipitat p.a. (40 g/l) + 4 g/l Ca(OH) 2 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 dynamische Versuche (kontinuierlich) Zusätze als laufende Slurry-Zugabe: Präzipitat im Überschuss (40 g/l) + Ca(OH) 2 (4 g/l) HCO 3 - (berechnet) g/l 1,5 1,0 0,5 0,0 CO 2 (berechnet) g/l Abb. 14: Bisher erzielte Ergebnisse zur Ermittlung der Anlagenkenndaten Beispiel zur kontinuierlichen Messung der Leitfähigkeit und des pH-Wertes während des Versuchs pH-Wert 14 62.000 13 Präzipitat p.a. (40 g/l) + Ca(OH) 2 (4 g/l) 12 Temp. 20 °C 60.000 pH 11 Leitfähigkeit 10 58.000 9 8 56.000 7 6 5 54.000 4 Slurry abgeschaltet CO 2 abgeschaltet 3 52.000 2 1 50.000 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 t [min] Abb. 15: Beispiel zur kontinuierlichen Messung der Leitfähigkeit und des pH-Wertes während des Versuchs Leitfähigkeit [μS/cm]
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