Carbonate Looping
Das Carbonate Looping ist ein chemisches Absorptionsverfahren, bei dem CO2 an ein festes Absorbens, z. B. Kalziumoxid, gebunden wird. Es wird auch als trockenes Absorptionsverfahren bezeichnet und zählt zu den Post-Combustion-Verfahren.
Das Carbonate Looping, abgekürzt CL, stellt eine Alternative zu den nassen CO2-Absorptionsverfahren wie Aminwäsche und Ammoniakwäsche dar.
Kernelement des Carbonate-Looping-Prozesses ist ein dualer Wirbelschichtreaktor, in dem Kalziumoxid (CaO) als CO2-absorbierendes Material zwischen dem Karbonator (Carbonator) und dem Kalzinator (Calciner) im Kreislauf geführt wird. Im Karbonator findet die Absorption, im Kalzinator die Desorption des CO2 statt.
Die Abscheidung des CO2 aus dem Rauchgas erfolgt im Karbonator durch die chemische Absorption des CO2 bei gleichzeitiger Bildung von Kalziumkarbonat (CaCO3). Das Reaktionsschema lautet: CaO + CO2 → CaCO3. Die bei der exothermen Reaktion freiwerdende Hochtemperaturwärme von etwa 650 °C kann im Kraftwerksprozess genutzt werden.
Im Kalzinator, wird auch als Regenerator bezeichnet, erfolgt die Desorption des CO2 durch eine endotherme Kalzinierung des Kalziumkarbonats. Die Kalzinierung d. h. die Zersetzung des Kalziumkarbonats erfordert Temperaturen von über 850 °C. Das Reaktionsschema lautet: CaCO3 → CaO + CO2.
Durch die kontinuierliche Absorption sowie Kalzinierung kommt es zu einer Deaktivierung des Kalziumkarbonats. Während des Betriebes muss daher kontinuierlich frisches Kalziumkarbonat zugeführt werden. Dies ist jedoch durch die kostengünstige und ausreichende Verfügbarkeit des CaCO3 unkritisch.
Die Entsorgung von deaktiviertem CaCO3 ist aus Umweltgesichtspunkten unproblematisch. Es kann als Baumaterial weiter verwendet werden.
Durch die Nutzungsmöglichkeit der Absorptionswärme ergeben sich beim Carbonate Looping Wirkungsgradvorteile gegenüber den konventionellen Waschverfahren. Das Carbonate Looping ist prinzipiell auch für die Nachrüstung bestehender Kraftwerke geeignet, dem sogenannten Retrofit.
Begriffssynonyme:
- Synonym für Kalziumkarbonat (CaCO3): Calciumcarbonat
- Synonym für Kalziumoxid (CaO): Calciumoxid, auch als gebrannter Kalk, ungelöschter Kalk oder Ätzkalk bekannt
- Synonym für Retrofit: Nachrüstung, Retrofitting
Begriffserläuterung:
- Als Kalzinierung bezeichnet man in der Chemie das Erhitzen oder Brennen eines Materials, mit dem Ziel, dieses zu entwässern, zu verfärben oder zu zersetzen.
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