2020-08-01  –  2024-07-31

892.013,00 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik - Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik und Energiesysteme, Essen, Nordrhein-Westfalen

03EE5053A

CO2 Umwandlung in Sonstiges [EA1362]

01213571/1  –  BiCarb2Fuel - Direkte katalytische Synthese von Methan oder Methanol aus Hydrogencarbonaten und Wasserstoff unter Bildung von Carbonaten als CO2-Absorbens

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Projekt soll die technische Anwendung eines energieeffizienten und flexiblen Verfahrens der CO2-Abtrennung und der Umsetzung zu Methan demonstrieren. Dazu soll eine Demo-Anlage im Technikumsmaßstab einschließlich aller erforderlichen Verfahrensschritte: - Absorption von CO2 durch eine Carbonatlösung - Kristallisation und Abtrennung des gebildeten Hydrogencarbonats - Katalytische Umsetzung des Hydrogencarbonats mit H2 zu Methan bei gleichzeitiger Rückgewinnung des Carbonats - Lösung des Carbonats zur erneuten CO2-Absorption geplant, aufgebaut und am LUAT betrieben werden. Grundlage für die Auslegung der einzelnen Anlagenteile bilden die bereits im Vorfeld in Laborstudien ermittelten thermodynamischen und reaktionskinetischen Daten der einzelnen Prozessschritte. Die Anlage wird hinreichend dimensioniert, um experimentelle Datensätze zur verbesserten Evaluierung eines Scale-up bereitzustellen. In mehreren am LUAT angeschlossenen Laboratorien, mit unterschiedlicher experimenteller Ausstattung, erfolgen vertiefende Untersuchungen zur weiteren Erfassung thermodynamischer und reaktionskinetisch aufgelöster Daten zur gezielten Katalysator- und Verfahrensoptimierung sowie zur Abbildung in Modellsimulationen. Mit dem Betrieb der Demo-Anlage sollen kritische Punkte, die in den begleitenden Laboruntersuchungen nicht identifizierbar sind, aufgezeigt werden. Dadurch soll das wissenschaftlich-technologische Verständnis jedes einzelnen Verfahrensschritts erhöht werden, um Bilanzierungen von Wärme- und Stoffströmen durchzuführen und eine Prozess- und Apparateauslegung für eine großtechnische Auslegung zu ermöglichen. Mit den Erkenntnissen aus der ersten Projekthälfte soll ein zusätzlicher Reaktor geplant und betrieben werden, in welchem die CO2-Austreibung und die Methanisierung im selben Reaktionsvolumen erfolgen. Die Demo-Anlage wird auch für die von MHPSE angeleitete Untersuchung der Flexibilitätsoption der Methanol-Synthese und ihrer Optimierung genutzt.