Chemical Looping Combustion
Das Chemical Looping Combustion-Verfahren, abgekürzt CLC, stellt eine Variante des Oxyfuel-Verfahrens dar.
Im Unterschied zum klassischen Oxyfuel-Verfahren findet beim CLC-Verfahren eine flammenlose Verbrennung der Brennstoffe statt. Die Brennstoffoxidation erfolgt mit Hilfe von Metalloxiden. Der erzeugte Rauchgasstrom enthält wie beim Oxyfuel-Verfahren nur Wasserdampf und Kohlendioxid.
Wird der Wasserdampf auskondensiert, bleibt ein weitgehend reiner CO2-Gasstrom übrig. Das CO2 kann dann verflüssigt und per Pipeline zum einem Speicherort transportiert werden.
Der CLC-Prozess besteht aus zwei Wirbelschichtreaktoren, einem sogenannten Luftreaktor und einem Verbrennungsreaktor, auch Brennstoffreaktor genannt.
Zwischen den beiden Reaktoren wird in einem Kreislauf ein Metalloxid geführt, das kontinuierlich Sauerstoff vom Luftreaktor zum Brennstoffreaktor transportiert. Das Metalloxid hat somit die Funktion eines Sauerstoffträgers.
Im Brennstoffreaktor wird das Metalloxid MeyOx zu MyOx-1 reduziert, so dass Sauerstoff freigesetzt wird. Der freigesetzte Sauerstoff steht für die flammlose Brennstoffumsetzung zur Verfügung. Dabei entstehen Wasser und CO2.
Die vereinfachte Reaktionsformel lautet: MeyOx + CnH2m → MeyOx-1 + H2O + CO2.
Mit Hilfe z. B. eines Zyklons wird das reduzierte Metalloxid aus dem erzeugten Rauchgasstrom abgeschieden und in den Luftreaktor befördert.
Im Luftreaktor wird das reduzierte Metalloxid bei hohen Temperaturen mit Luftsauerstoff zu MeyOx oxidiert. Nach der Oxidierung wird der metallische Sauerstoffträger aus dem Luftstrom mit Hilfe z. B. eines weiteren Zyklons abgeschieden und in den Brennstoffreaktor geleitet.
Die vereinfachte Reaktionsformel lautet: MeyOx-1 + ½ O2 → MeyOx.
Beim Einsatz von Festbrennstoffen wie Kohle muss der Brennstoff im CLC-Prozess allerdings zuerst vergast werden. Eine Umsetzung fester Brennstoffe mit einem festen Sauerstoffträger ist nicht möglich.
Der CLC-Prozess für feste Brennstoffe ist noch Gegenstand grundlegender F&E-Arbeiten.
Synonym(e):
flammenlose Oxidation, flameless oxidation, flameless combustion.
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