Aminwäsche

Die Aminwäsche ist eines der chemischen Absorptionsverfahren für die Abscheidung von CO₂ aus Kraftwerksrauchgasen.

Als Absorptionsmittel werden Alkanolamine verwendet, die abgekürzt als Amine bezeichnet werden. Die Amine werden in unterschiedlicher Konzentration als wässrige Lösung eingesetzt, die auch als Waschlösung oder Waschmittel bezeichnet wird.

Es kommen primäre und tertiäre Amine zum Einsatz. Ein Beispiel für primäre Amine ist Monoethanolamin (MEA). Tertiäre Amine sind z. B. Methyldiethanolamin (MDEA).

Am häufigsten werden wässrige MEA-Lösungen eingesetzt. Ihr Vorteil liegt in der hohen Reaktionsrate bei der CO₂-Aufnahme. Der wesentliche Nachteil ist der hohe Energieaufwand für die Regeneration des mit CO₂ beladenen Lösungsmittels.

Der Prozess der chemischen Absorption mittels Aminwäsche ist unter Aminwäsche-Prozess erläutert.

Nachteile bzw. Probleme der Aminwäsche sind:

• Zersetzung der Lösungsmittel in Anwesenheit von Sauerstoff, auch oxidative Degradation genannt. Der relativ hohe Sauerstoffgehalt in Kraftwerks-Rauchgasen von etwa 3 bis 7 Vol-Prozent verursacht eine oxidative Degradation d. h. einen Abbau der Amine. Dabei treten Zersetzungsprodukte wie Acetate, Glycolate sowie Nitrate auf. Durch Zugabe von Inhibitoren kann die oxidative Degradation der Amine verhindert werden.
• Verstopfungsgefahr durch Staub. Reststaubgehalte im Rauchgas können zu Verstopfungen der Füllkörper im Absorber und Desorber der Abscheideanlage führen. Eine Reduzierung der Reststaubgehalte unter 3 mg/m³ ist durch eine Elektrofilternassentstaubung möglich.
• Lösemitteldegradierung durch Reaktionen mit Schwefeldioxid oder Stickoxid. Amine bilden mit den Rauchgasbestandteilen SOx und NOx Degradationsprodukte, vorwiegend Salze, die aus dem Prozess abgeschieden werden müssen. Durch die Degradation der Amine geht kontinuierlich Lösemittel verloren. Dieses Lösemittel muss ersetzt werden. Die Degradationsprodukte werden im Reclaimer der Desorptionsvorrichtung von der Waschlösung abgeschieden. Die Degradation lässt sich durch eine Absenkung des SO₂-Gehalts im Rauchgas reduzieren. Die Absenkung des SO₂-Gehalts mit herkömmlichen Kalkwäschen wird in der Versuchsanlage REAPlus am Kraftwerksstandort Niederaußem untersucht. Mit einer verbesserten Kalkwäsche werden SO₂-Gehalte von 10-25 mg/m³ angestrebt. Ein alternativer Lösungsweg ist die Entwicklung neuer anorganischer Lösungsmittel. Eine weitere Option ist die Ammoniakwäsche.
• Hoher Energieverbrauch für die Regenerierung des Lösungsmittels. Der Energieverbrauch für die Regenerierung des Lösungsmittels ist bestimmend für die Effizienzeinbußen des Post-Combustion-Verfahrens. Der Energieverbrauch heutiger Post-Combustion-Testanlagen liegt bei etwa 2,5–3 Gigajoule (GJ) Dampf je Tonne Kohlendioxid.
• Bauflächen- und Bauraumbedarf. Der Platzbedarf für die Nachrüstung einer CO₂-Abscheideanlage ist bei sogenannten Capture-ready-Kraftwerken vorzuhalten.

Begriffssynonyme:

• Synonym für Absorptionsmittel: Absorbent, Absorbens, Absorbentien, Absorbenzien, Lösungsmittel, Lösemittel
• Synonym für wässrige Lösung: Waschlösung, Waschmittel, Waschflüssigkeit
• Synonym für Degradation: Zersetzung, Abbau
• Synonym für Capture-ready: Nachrüstfähig
• Synonym für REA: Rauchgasentschwefelungsanlage, z. B. REAPlus
• Synonym für Inhibitor: Reaktionshemmer