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EP2945729A1 - Vorrichtung und verfahren zur aufbereitung eines gasstroms und insbesondere zur aufbereitung eines rauchgasstroms - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur aufbereitung eines gasstroms und insbesondere zur aufbereitung eines rauchgasstroms

Info

Publication number
EP2945729A1
EP2945729A1 EP14702582.9A EP14702582A EP2945729A1 EP 2945729 A1 EP2945729 A1 EP 2945729A1 EP 14702582 A EP14702582 A EP 14702582A EP 2945729 A1 EP2945729 A1 EP 2945729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
washing
absorber
washing medium
desorber
gas stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14702582.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kevin BRECHTEL
Björn Fischer
Ralph Joh
Rüdiger Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2945729A1 publication Critical patent/EP2945729A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • an amino acid salt having a carbon substituent selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl, a hydroxyalkyl and an aminoalkyl More preferably, an amino acid salt having a nitrogen substituent selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl, a hydroxyalkyl and a haloalkyl is used.
  • a single amino acid salt such as a potassium salt of glycine or other amino acids may be employed.
  • mixtures of different amino acid salts can be used as the absorbent.
  • the amino acid salt is a salt of a metal, in particular an alkali metal.
  • a regeneration stage for the washing medium is included with a number of reclaimers.
  • decomposition products and non-regenerable reaction products are separated from the washing medium. This can be done, for example, by means of a distillation in which the washing medium condensed after the removal of the interfering components is again supplied to the washing device.
  • the reclaimer serve here by regenerating the washing medium of targeted Störstoffausschleusung as well as the extraction of usable products from the flue gas.
  • the regeneration stage or the or each reclaimer of the regeneration stage can be fluidly connected to a desorber.
  • the washing medium purified after the desorption of carbon dioxide can be regenerated in the regeneration stage.
  • Washing medium passes through a heat exchanger.
  • the heat exchanger the heat of the regenerated scrubbing medium flowing from the desorber to the absorber is transferred to the laden scrubbing medium flowing out of the absorber.
  • the heat exchanger thus utilizes the waste heat in the return line of the desorber to preheat the wash medium from the absorber prior to entering the desorber.
  • the separation of the carbon dioxide from the washing medium usually thermally.
  • the desorber of the separator is fluidly connected via a return line to a supply line of the absorber. So that can be done in the
  • FIG 3 shows a column as part of a further apparatus for treating a flue gas with an absorber of a Separator for carbon dioxide and a pre-scrubber of a washing device.
  • FIG. 1 Another difference from FIG. 1 lies in the fact that the return line 145 of the desorber 135 has no branch line. line for fluidic coupling with the washer 83 is connected. This is therefore a separate mode of operation of the first process stage (pre-cleaning) and the second process stage (C0 2 separation).

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zur Aufbereitung eines Gasstroms und insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms angegeben, die eine Waschvorrichtung (3) zur Entfernung von Schadstoffe aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums (11), sowie eine der Waschvorrichtung (3) nachgeschaltete Abscheidevorrichtung (5) mit einem Absorber (39) und einem Desorber (45) zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums (11) umfasst. Hierbei sind die Waschvorrichtung (3) und die Abscheidevorrichtung (5) zur Verwendung des gleichen Waschmediums (11) eingerichtet. Des Weiteren wird ein Verfahren angegeben, bei dem sowohl zur Vorreinigung des Gasstroms in einer Waschvorrichtung (3) als auch zur Abscheidung von Kohlendioxid in einer Abscheidevorrichtung (5) das gleiche Waschmedium eingesetzt wird.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung eines Gasstroms und insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Gasstroms und insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Aufbereitung eines Gasstroms.
Vor dem Hintergrund der klimatischen Veränderungen ist es ein globales Ziel, die Emission von Schadstoffen in die Atmosphäre zu verringern. Dies gilt insbesondere für die Emission von Kohlendioxid (C02) , welches sich in der Atmosphäre ansam- melt, die Wärmeabstrahlung der Erde behindert und so als
Treibhauseffekt zu einer Erhöhung der Erdoberflächentemperatur führt .
Besonders bei fossilbefeuerten Kraftwerksanlagen zur Erzeu- gung elektrischer Energie entsteht durch die Verbrennung eines fossilen Brennstoffes ein kohlendioxidhaltiges Rauchgas. Zur Vermeidung bzw. zur Verringerung von Kohlendioxid- Emissionen in die Atmosphäre muss das Kohlendioxid aus dem Rauchgas abgetrennt werden. Entsprechend werden insbesondere bei bestehenden fossil befeuerten Kraftwerken geeignete Maßnahmen diskutiert, um nach der Verbrennung das entstandene Kohlendioxid aus dem Abgas abzutrennen (Post-Combustion-Capture) .
Als eine technische Realisierung wird hierzu das Rauchgas nach der Verbrennung mit einem geeigneten Waschmedium in Kontakt gebracht, wobei im Rauchgas enthaltenes gasförmiges Kohlendioxid im Waschmedium gelöst bzw. in chemischem Sinne absorbiert wird. Das von Kohlendioxid befreite Abgas wird schließlich in die Atmosphäre entlassen. Das mit Kohlendioxid befrachtete Waschmedium kann durch Desorption des absorbierten Kohlendioxids regeneriert und erneut zur Absorption von Kohlendioxid aus dem Rauchgas genutzt werden. Gängige Waschmedien basieren hierbei auf primären, sekundären oder tertiä- ren Aminen und zeigen eine gute Selektivität und eine hohe Kapazität für Kohlendioxid.
Ein Problem bei der Abtrennung des C02 aus einem Rauchgas im Post-Combustion-Capture-Prozess entsteht jedoch durch die zusätzlich zum Kohlendioxid im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe wie Festkörperpartikel, Schwefeloxide (S0X) und Stickoxide (N0X) , die über das Rauchgas in den C02-Abscheideprozess eingetragen werden. Hierbei entstehen beispielsweise durch die Reaktion der Amine aus dem Waschmedium mit den Stickoxiden aus dem Rauchgas direkt, durch Abbauprodukte oder über Nebenreaktionen Nitrosamine (N-Nitroso- Verbindungen) , die im Verdacht stehen, krebserregend zu sein. Da die gebildeten Nitrosamine einen geringen Dampfdruck aufweisen, werden sie über das gereinigte Rauchgas mit in die Atmosphäre ausgetragen. Eine Minimierung der Nitrosaminkonzentration bei der C02- Abscheidung ist daher unbedingt notwendig.
Um die gasförmigen Schadstoffe, wie S0X und N0X, ebenso wie Festkörperpartikel vor dem Eintritt in eine C02- Abscheidevorrichtung aus dem Rauchgas abzutrennen, wird das Rauchgas üblicherweise in einer Waschvorrichtung vorgereinigt. Hierbei werden beispielsweise Staubabscheider zur Reinigung des
Rauchgases von Feststoffen, Entschwefelungseinheiten zur Ent- fernung von S0X und sogenannte DeNOx-Anlagen zur Entfernung von N0X eingesetzt.
Mittels dieser Verfahren kann im Sinne einer Vorreinigung üblicherweise ein Großteil der im Rauchgas enthaltenen Schad- Stoffe entfernt werden. Allerdings kann ein Verbleib eines Restanteils insbesondere von Stickoxiden im Rauchgas nicht ausgeschlossen werden. Diese Schadstoffe werden dann gemeinsam mit dem Rauchgas der C02-Abscheidevorrichtung zugeführt und bilden dort mit dem Waschmedium Schadgase und Abbaupro- dukte, wie insbesondere die vorbeschriebenen Nitrosamine.
Es ist daher eine erste Aufgabe der Erfindung, eine gängigen Vorrichtung anzugeben, die eine gegenüber gängigen Vorrich- tungen vereinfachte Rauchgasauf ereitung bei gleichzeitiger Vermeidung der Bildung unerwünschter Abbau- und Nebenprodukte im C02-Abscheideprozess ermöglicht. Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches hinsichtlich der Bildung von Abbau- und Nebenprodukte bei der Rauchgasaufbereitung optimiert ist.
Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Gasstroms und insbesondere eines Rauchgasstroms, umfassend eine Waschvorrichtung zur Entfernung von Schadstoffen aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums, sowie eine der Waschvorrichtung nachgeschaltete Abscheidevorrichtung mit einem Absorber und einem Desorber zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem
Gasstrom mittels eines Waschmediums. Hierbei sind der Waschvorrichtung und die Abscheidevorrichtung zur Verwendung des gleichen Waschmediums eingerichtet . Die Erfindung geht von der Tatsache aus, dass die Bildung von Abbau- und Nebenprodukten in einer C02-Abscheidevorrichtung insbesondere aufgrund der mit dem Rauchgas eingetragenen Schadstoffe und insbesondere der Stickoxide bislang nur begrenzt zu verhindern ist. Trotz einer Vorreinigung des Rauch- gases verbleibt üblicherweise immer ein gewisser Anteil an
Schadstoffen in dem Rauchgas. Dieser Restanteil wird mit dem Rauchgas der Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid zugeführt und geht dort Reaktionen mit dem Waschmedium ein, wodurch die Entstehung unerwünschter Neben- und/oder Abbauprodukte be- günstigt wird. Auch der Einsatz eines Waschmediums mit Zusätzen, die beispielsweise durch die Reaktion mit den im Rauchgas enthaltenen Stickoxiden deren Konzentration reduzieren könnten, kann eine nahezu vollständige Entfernung der Stickoxide bislang nicht gewährleisten.
Unter Berücksichtigung des Vorgenannten erkennt die Erfindung, dass die Bildung unerwünschter Produkte bei der C02- Abscheidung aus dem Rauchgas dann unterbunden werden kann, wenn sowohl die Waschvorrichtung zur Abtrennung von im
Gasstrom enthaltenen Schadstoffen, als auch die Abscheidevorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem Gasstrom derart ausgebildet sind, dass sie sich zur Verwendung des gleichen Waschmediums eignen.
Durch den Einsatz des gleichen Waschmediums für beide Aufbereitungsschritte, also für die Vorreinigung des Rauchgases zur Entfernung der Schadstoffe vor dem Eintritt in die C02- Abscheidevorrichtung und für den Absorptions-Desorptions-
Prozess innerhalb der C02-Abscheidevorrichtung, kann eine sichere und kostengünstige Aufbereitung eines Rauchgases gewährleistet werden. Das Waschmedium (erste Prozessstufe) dient einerseits der Verringerung bzw. der Entfernung von im Rauchgas störenden Komponenten (Schadgase, Festkörperpartikel und Schwermetalle) und verhindert so deren Eintrag in die Abscheidevorrichtung (zweite Prozessstufe) . Andererseits ermöglicht das Waschmedi- um Abscheidung von Kohlendioxid aus dem Rauchgas durch gängige Absorptions-Desorptions-Prozesse in einer entsprechenden Abscheidevorrichtung .
Mit anderen Worten kann durch die Eignung der Waschvorrich- tung und der C02-Abscheidevorrichtung für den Einsatz des gleichen Waschmediums ein zweistufiger Prozess zur Rauchgasreinigung derart umgesetzt werden, dass in der ersten Prozessstufe gezielt die Schadstoffe abgetrennt und in der zweiten Prozessstufe das nahezu vollständig von unerwünschten Komponenten gereinigte Rauchgas durch abschließende Abtrennung von Kohlendioxid aufgereinigt wird.
Das gereinigte Rauchgas enthält nach dem Passieren der Waschvorrichtung keine oder nur eine verschwindend geringe Menge an Schadstoffen und kann so der Abscheidevorrichtung zugeführt werden. Aufgrund der vorherigen Entfernung der Schadstoffe wird eine Bildung von unerwünschten Neben- und Abbau- Produkten und hierbei insbesondere Nitrosaminen unterdrückt oder zumindest wesentlich reduziert.
Weiterhin ermöglicht durch diese Ausgestaltung eine Rauchgas- kühlung zusammen mit der Abtrennung der Schadstoffe in einer gemeinsamen Waschvorrichtung umzusetzen. Dies spart zum einen Investmentkosten und reduziert die Schadstoffe im Hauptpro- zess, also dem Abscheideprozess für Kohlendioxid, erheblich. Auch eine Zufuhr eines separaten Waschmediums, wie beispiels- weise Natronlauge (NaOH) , kann entfallen, wodurch der Abfall - ström kann deutlich abgesenkt und damit die Betriebskosten verringert werden können.
Grundsätzlich wird ein bei der Verbrennung in einem Kohle- kraftwerk entstehendes Rauchgas in drei aufeinander folgenden Stufen gereinigt . In der ersten Stufe werden im Rahmen einer Rauchgasentstickung Stickoxide aus Rauchgas entfernt, wozu typischerweise das sogenannte SCR-Verfahren (Selective
Catalytic Reaction) angewendet wird. Anschließend wird das Rauchgas zur Entfernung von Festkörperpartikeln entstaubt. In einem dritten Schritt wird das Rauchgas einer Entschwefelung zur Entfernung von Schwefeloxiden unterzogen.
Vorliegend wird zur Vorreinigung insbesondere ein Vorwäscher Teil der Waschvorrichtung, beispielsweise in Form einer
Vorwäscherkolonne eingesetzt. In der Waschvorrichtung (erste Prozessstufe) bzw. in dessen Vorwäscher findet die in Vorreinigung und die Kühlung des Rauchgases statt . Hierbei werden die Schadstoffe aus dem Rauchgas entfernt.
Das nach der Vorreinigung im Rauchgas verbleibende Kohlendioxid wird üblicherweise durch einen Absorptions-Desorptions- Prozess mittels eines Waschmediums aus dem jeweiligen
Gasstrom herausgewaschen. Zur Abscheidung wird das Rauchgas einem Absorber als Teil einer gängigen C02- Abscheidevorrichtung zugeführt. Um den Absorptionsprozess im Absorber zu begünstigen, wird das Rauchgas in der Regel vor dem Eintritt in den Absorber in einem so genannten Flue-Gas-Kühler abge- kühlt. Vorliegend erfolgt die Kühlung vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Entfernung der Schadstoffe schon in der Waschvorrichtung. Die zur Absorption von C02 im Waschmedium benötigte verringerte Temperatur des Rauchgases kann so in einem Schritt mit der ersten Vorreinigung erfolgen.
Der Gasstrom wird innerhalb des Absorbers mit dem Waschmedium in Kontakt gebracht, wobei dort Teilkomponenten und C02 absorbiert bzw. reversibel gebunden werden. Das gereinigte Rauchgas wird aus dem Absorber ausgelassen, wohingegen das beladene Waschmedium zur Abtrennung von C02 unter Temperaturerhöhung in einen Desorber geleitet wird. Die Abtrennung im Desorber erfolgt üblicherweise thermisch, das heißt, das Kohlendioxid wird durch Zufuhr von Wärme desorbiert und ausge- trieben und kann dann einer Lagerung oder Verwertung zugeführt werden. Das regenerierte Waschmedium wird vom Desorber zum Absorber zurückgeführt und steht dann erneut zur Absorption von C02 aus dem Rauchgas zur Verfügung. Bevorzugt ist als Waschmedium ein Aminosäuresalz eingesetzt. Durch den Einsatz eines Aminosäuresalzes als gemeinsames Waschmedium für die Waschvorrichtung und die C02- Abscheidevorrichtung ist ein Aufbereiten eines Rauchgases mit existierenden bzw. bereits bestehenden Reclaiming-Prozessen möglich. Eine wässrige Aminosäuresalzlösung ist hierbei zweckmäßig.
Bei der Verwendung eines Aminosäuresalzes als Absorptionsmedium hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein Aminosäuresalz eingesetzt wird, welches einen Kohlenstoff- Substituenten aus der Gruppe aufweist, die Wasserstoff, ein Alkyl, ein Hydroxyalkyl und ein Aminoalkyl enthält. Weiter bevorzugt wird ein Aminosäuresalz eingesetzt, dass einen Stickstoff-Substituenten aus der Gruppe aufweist, die Wasserstoff, ein Alkyl, ein Hydroxyalkyl und ein Halogenalkyl enthält. Wiederum kann ein einzelnes Aminosäuresalz wie bei- spielsweise ein Kaliumsalz des Glycins oder andere Aminosäuren eingesetzt sein. Auch können Mischungen verschiedener Aminosäuresalze als Absorptionsmittel eingesetzt werden. Wei- ter bevorzugt ist das Aminosäuresalz ein Salz eines Metalls, insbesondere eines Alkalimetalls.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Regenerationsstufe für das Waschmedium mit einer Anzahl von Reclaimern umfasst. In der Regenerationsstufe bzw. in den jeweils der Regenerationsstufe zugehörigen Reclaimern werden Zersetzungsprodukte sowie nicht regenerierbare Reaktionsprodukte vom Waschmedium abgetrennt. Dies kann beispiels- weise mittels einer Destillation erfolgen, bei der das nach der Abtrennung der Störkomponenten kondensierte Waschmedium erneut der Waschvorrichtung zugeführt wird. Die Reclaimer dienen hierbei unter Regenerierung des Waschmediums der gezielten Störstoffausschleusung ebenso wie der Gewinnung von nutzbaren Produkten aus dem Rauchgas.
Grundsätzlich kann die Regenerationsstufe, bzw. der oder jeder Reclaimer der Regenerationsstufe strömungstechnisch mit einem Desorber verbunden sein. So kann das nach der Desorpti- on von Kohlendioxid gereinigte Waschmedium in der Regenerationsstufe regeneriert werden.
Hinsichtlich der Anordnung der Regenerationsstufe hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Re- generationsstufe strömungstechnisch mit einer Rückführleitung der Waschvorrichtung gekoppelt ist. Die Rückführleitung der Waschvorrichtung ist hierbei vorzugsweise an den Vorwäscher der Waschvorrichtung angebunden. Auf diese Weise kann das in der Waschvorrichtung zirkulierende Waschmedium vom Vorwäscher ausgehend der Regenerationsstufe zugeführt und entsprechend aufbereitet bzw. regeneriert werden. Eine Temperaturerhöhung, zum Erreichen von Desorberbedingungen zum Austreiben des Kohlendioxids aus dem Waschmedium ist nicht notwendig. Durch eine mit der Waschvorrichtung gekoppelte Regenerationsstufe werden somit hohe Temperaturen vermieden und eine Schadstoff- abtrennung unter Regenerierung des Waschmediums ohne Bildung unerwünschter und gefährlicher Neben- und Abbauprodukte, wie Nitrosamine, umgesetzt. Auch der Restanteil von nach der Vorreinigung im Rauchgas enthaltenen Schwefeloxiden, der bislang in die Abscheidevorrichtung mit eingetragen und erst im Anschluss an die C02- Desorption durch Regeneration des Waschmediums aus diesem entfernt wurde, kann nunmehr dank der strömungstechnischen Verbindung des Wäscherkreislaufs mit der Regenerationsstufe bereits vor dem Eintritt in die C02-Abscheidevorrichtung beispielsweise durch Fällung als Kaliumsulfat (K2S04) aus dem Rauchgas entfernt werden.
Die strömungstechnische Kopplung der Regenerationsstufe mit der Waschvorrichtung erfolgt zweckmäßigerweise über die
Rückführleitung der Waschvorrichtung. Hierzu umfasst die Rückführleitung vorzugsweise eine Abzweigleitung, die strömungstechnisch jeweils mit einer Zuführleitung des oder jeden Reclaimers der Regenerationsstufe gekoppelt ist. Weiter bevorzugt umfasst der oder jeder Reclaimer eine Rückführleitung, die jeweils strömungstechnisch mit der Rückführ- leitung der Waschvorrichtung gekoppelt ist. So kann das im
Reclaiming-Prozess der Regenerationsstufe aufbereitete Waschmedium der Waschvorrichtung zugeführt und dort zur weiteren Abtrennung von Schadstoffen aus dem Rauchgas genutzt werden. Insgesamt kann das Waschmedium dem oder jedem Reclaimer der Regenerationsstufe über die Kopplung mit der Waschvorrichtung zugeführt, dort aufbereitet und wieder in die Waschvorrichtung zurückgeführt werden.
Insgesamt kann das Waschmedium dem oder jedem Reclaimer über die strömungstechnische Kopplung mit der Waschvorrichtung zugeführt, dort aufbereitet und über die Rückführleitungen wieder in die Waschvorrichtung zurückgeführt werden.
Weiter bevorzugt sind ein erster Reclaimer und ein zweiter Reclaimer strömungstechnisch über eine Verbindungleitung miteinander gekoppelt, so dass im ersten Reclaimer aufbereitetes Waschmedium im zweiten Reclaimer weiter regeneriert werden kann. Beispielsweise kann im ersten Reclaimer Kaliumsulfat zur weiteren Verwendung gewonnen werden und im zweiten
Reclaimer eine Abtrennung weiterer Störkomponenten erfolgen, die als Abfallstrom entsorgt werden. Vom zweiten Reclaimer aus wird das gereinigte Waschmedium dann wieder der Waschvor- richtung zugeführt .
Zweckmäßigerweise ist der Abführleitung des oder jeden
Reclaimers jeweils eine Aufbereitungseinrichtung angeschlossen. Die bei den Reclaiming-Prozessen des Waschmediums ent- stehenden Produkte, wie insbesondre Kaliumsulfat, Wasser und Abfallprodukte können in den an die Reclaimer angeschlossenen Aufbereitungseinrichtungen entsprechend weiter verarbeitet werden. So kann entstehendes Kaliumsulfat nach einer weiteren Aufbereitung beispielsweise als Dünger verwendet werden. Der entstehende Abfallstrom ist dank des bereits in der Waschvorrichtung durchgeführten Reclaiming-Prozesses besonders gering .
Vorzugsweise umfasst der Absorber der Abscheidevorrichtung eine Abführleitung, die strömungstechnisch mit einer Zuführleitung des Desorbers verbunden ist. Das mit C02 beladene Waschmedium wird so zur Abtrennung von C02 unter Temperaturerhöhung in den Desorber geleitet. Bei der Zufuhr des belade- nen Waschmediums zum Desorber wird dieses zweckmäßigerweise mittels einer Pumpe dorthin gepumpt, wobei das beladene
Waschmedium einen Wärmetauscher passiert. In dem Wärmetauscher wird die Wärme des vom Desorber zum Absorber strömenden, regenerierten Waschmediums auf das aus dem Absorber strömende, beladene Waschmedium übertragen. Der Wärmetauscher nutzt somit die Abwärme in der Rückführleitung des Desorbers, um das Waschmedium aus dem Absorber vor dem Eintritt in den Desorber vorzuwärmen. Die Abtrennung des Kohlendioxids aus dem Waschmedium üblicherweise thermisch. Zweckmäßigerweise ist der Desorber der Abscheidevorrichtung über eine Rückführleitung strömungstechnisch mit einer Zuführleitung des Absorbers verbunden. So kann das in dem
Desorber von C02 gereinigte Waschmedium dem Absorber zuge- führt werden und steht dort erneut zur Absorption von Kohlendioxid zur Verfügung.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Rückführleitung des Desorbers eine Abzweigleitung angeschlossen, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung der Waschvorrichtung gekoppelt ist. Vom Desorber abströmendes Waschmedium kann so in die Waschvorrichtung rückgeführt werden und dort zur Abtrennung der Schadstoffe aus dem Rauchgas genutzt werden. Weiterhin kann das Waschmedium der Regenerationsstufe und somit dem Reclaiming-Prozess zugeführt und in diesem regeneriert werden. Bei einer solchen Ausgestaltung handelt es sich um eine gekoppelte Fahrweise der ersten Prozessstufe, also der Vorreinigung des Rauchgases in der Wasch- Vorrichtung, und der zweiten Prozessstufe, also dem C02-Ab- scheideprozess . Eine solche gekoppelte Fahrweise kann insbesondere deswegen umgesetzt werden, weil sowohl die Waschvorrichtung als auch die Abscheidevorrichtung für die Verwendung des gleichen Waschmediums ausgelegt sind.
Weiter bevorzugt ist der Abführleitung des Absorbers eine Abzweigleitung angeschlossen, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung der Waschvorrichtung gekoppelt ist. So kann bereits vom Absorber abströmendes Waschmedium in die Waschvor- richtung rückgeführt und dort zur Abtrennung der Schadstoffe aus dem Rauchgas genutzt werden.
Bevorzugt ist dem Desorber eine Abführleitung angeschlossen, die in einer Aufbereitungseinrichtung mündet. Die Aufberei- tungseinrichtung dient der Aufbereitung und Überführung des desorbierten Kohlendioxids in weitere Produkte. Beispielsweise kann der verbleibende C02-reiche Gasstrom verdichtet werden, um den Transport zu einer Speicherstätte zu ermöglichen, wo das C02 abschließend gelagert werden kann.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist die Waschvorrichtung wärmetechnisch mit der Abführleitung des Absorbers gekoppelt. Die Kopplung erfolgt hierbei über einen Wärmetau- scher, der vorzugsweise in der Abführleitung des Absorbers eingebunden ist. So kann Wärme aus dem Hauptprozess , also dem C02-Abscheideprozess entnommen werden, die dann für die Verdampfung in der Vorreinigung zur Verfügung steht. Ein zusätz- licher Wärmeeintrag ist somit nicht notwendig.
Die Abwärme aus der Abführleitung des Absorbers kann hierbei vorteilhaft zur Wiedergewinnung von Wasser in der Waschvorrichtung genutzt werden. Hierzu ist der Wärmetauscher in der Abführleitung des Absorbers zweckmäßigerweise mit einem Wärmetauscher des Wäscherkreislaufs verbunden. Dem Wärmetauscher des Wäscherkreislaufs können dann beispielsweise ein Kompressor und ein Dampfkondensator zur Verflüssigung des Wassersdampfes angeschlossen sein.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist die Regenerationsstufe wärmetechnisch mit der Abführleitung des Absorbers gekoppelt ist. Die Wärme aus dem C02-Abscheideprozess kann so beispielsweise direkt zur Verdampfung von Wasser in der Rege- nerationsstufe verwendet werden kann. Hierbei ist vorzugsweise zumindest ein Reclaimer der Regenerationsstufe wärmetechnisch über einen Wärmetauscher mit der Abführleitung des Absorbers gekoppelt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Waschvorrichtung und der Absorber der Abscheidevorrichtung in einer gemeinsamen Kolonne angeordnet . So können die Kühlung des Rauchgases, die Abtrennung der Schadstoffe und die Abschei- dung des Kohlendioxids platzsparend angeordnet werden. Die Kolonne ist hierzu insbesondere so ausgebildet, dass das im unteren Teil der Kolonne von Schadstoffen gereinigte und gekühlte Rauchgas zur Absorption von Kohlendioxid in den oberen Teil der Kolonne aufsteigt, wo das Kohlendioxid aus dem
Rauchgas entfernt wird. Über einen Auslass am oberen Ende der Kolonne kann das so gereinigte Rauchgas in die Atmosphäre entlassen werden. Zweckmäßigerweise ist dem Desorber ein Reboiler angeschlossen. Der Reboiler liefert als ein sogenannter Sumpf erdampfer die notwendige Regenerationswärme für die Trennung von absorbiertem C02 vom Waschmedium. Das beladene Waschmedium wird hierbei durch Dampf, welcher im Reboiler erzeugt wird, regeneriert. Zur Erzeugung des Dampfes innerhalb des Reboilers wird dieser üblicherweise mit importiertem Dampf, beispielsweise aus einem angeschlossenen Dampfkraftwerk beheizt. Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung eines Gasstroms, insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms, bei dem in einer Waschvorrichtung Schadstoffe aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums abgetrennt werden, der von Schadstoffen ge- reinigte Gasstrom zur Abtrennung von Kohlendioxid einer
Abscheidevorrichtung zugeführt wird, innerhalb eines Absorbers der Abscheidevorrichtung das Kohlendioxid aus dem
Gasstrom mittels eines Waschmediums abgetrennt wird, und das beladene Waschmedium zur Desorption des Kohlendioxids einem Desorber der Abscheidevorrichtung zugeführt wird. Hierbei wird zur Abtrennung der Schadstoffe und zur Abtrennung des Kohlendioxids aus dem Gasstrom das gleiche Waschmedium verwendet . Das Waschmedium dient einerseits der Verringerung bzw. Entfernung von im Rauchgas störenden Komponenten und verhindert so deren Eintrag in die Abscheidevorrichtung für das Kohlendioxid. Andererseits eignet sich das Waschmedium auch zur Absorption von nach der Vorreinigung im Rauchgas verbleibenden Kohlendioxids. Somit ermöglicht der Einsatz des gleichen Waschmediums für beide Verfahrensschritte eine sichere und kostengünstige Aufbereitung eines Rauchgases.
Vorteilhafterweise wird als Waschmedium ein Aminosäuresalz verwendet, welches sich sowohl zur Abtrennung der Schadstoffe im Rauchgas als auch zur Abtrennung von Kohlendioxid in der Abscheidevorrichtung eignet . Weiterhin ist es von Vorteil, wenn aus der Waschvorrichtung abfließendes Waschmedium zu dessen Aufbereitung einer Regenerationsstufe mit einer Anzahl von Reclaimern zugeführt wird, in welchen das Waschmedium zur weiteren Verwendung aufberei- tet wird.
Vorzugsweise wird von dem oder jedem Reclaimer abfließendes Waschmedium in die Waschvorrichtung zurückgeführt und steht so zur weiteren Verwendung zur Verfügung. Hierbei fließt das Waschmedium vorzugsweise von einem ersten Reclaimer zu einem zweiten Reclaimer.
Um die in dem oder jedem Reclaimer entstehenden Produkte einer weiteren Verwendung und/oder Entsorgung zuführen zu kön- nen, wird der in dem oder jedem Reclaimer entstehende Produktstrom zweckmäßigerweise jeweils einer Aufbereitungsein- richtung zugeführt .
Zur Durchführung des Verfahrens ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das aus dem Absorber abfließende Waschmedium dem
Desorber zugeführt wird, um dort das absorbierte C02 aus dem Waschmedium zu entfernen.
Um zur erneuten Absorption von Kohlendioxid genutzt werden zu können, wird vom Desorber abfließendes Waschmedium zweckmäßigerweise zum Absorber rückgeführt.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn vom Desorber abfließendes Waschmedium zumindest teilweise der Waschvorrichtung zu- geführt wird und dort zur Entfernung von Schadstoffen aus dem Waschmedium vor dem Eintritt in die C02- Abscheidevorrichtung eingesetzt wird.
Zur weiteren Verwendung und Lagerung des im Desorber abge- trennten Kohlendioxids ist es zweckmäßig, wenn dieses einer Aufbereitungseinrichtung zugeführt wird. Besonders bevorzugt wird Wärme des vom Absorber abfließenden Waschmediums auf das in der Waschvorrichtung geführte Waschmedium übertragen, um so Wasser aus der Waschvorrichtung mit geringem Aufwand zurückzugewinnen.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung wird Wärme des vom Absorber abfließenden Waschmediums auf in der Regenerationsstufe zirkulierendes Waschmedium übertragen, wodurch die Wärme aus dem C02-Abscheideprozess zur Verdampfung und
Wiedergewinnung von Wasser in der Regenerationsstufe verwendet werden kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schadstoffe und das Kohlendioxids platzsparend in einer gemeinsamen Kolonne aus dem Gasstrom abgetrennt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für das Verfahren zur Aufbereitung eines Gasstroms ergeben sich aus den auf die Vorrichtung gerichteten Unteransprüchen. Die hierzu genannten Vorteile können entsprechend sinngemäß auf das Verfahren übertragen werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Rauchgases mit einer Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid, mit einem strömungstechnisch mit dieser verbundenen Waschvorrichtung, sowie mit einer Regenerationsstufe für das Waschmedium,
FIG 2 eine weitere Vorrichtung zur Aufbereitung eines
Rauchgases mit einer Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid, mit einem strömungstechnisch mit dieser verbundenen Waschvorrichtung, sowie mit einer Regenerationsstufe für das Waschme- dium, sowie
FIG 3 eine Kolonne als Teil einer weiteren Vorrichtung zur Aufbereitung eines Rauchgases mit einem Absorber einer Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid und einem Vorwäscher einer Waschvorrichtung.
FIG 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Aufbereitung eines Rauch- gasstroms (RG) . Die Vorrichtung 1 umfasst hierzu eine Waschvorrichtung 3, die strömungstechnisch mit einer Abscheidevorrichtung 5 für Kohlendioxid verbunden ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Regenerationsstufe 7. Die Waschvorrichtung 3 dient der Vorreinigung eines eingebrachten Rauchgasstroms nach der Verbrennung eines fossilen Kraftstoffs. Bei der Vorreinigung eines Rauchgases werden Schadstoffe wie insbesondere Stickoxide, die durch Abbauprodukte oder über Nebenreaktionen Nitrosamine bilden, aus dem Rauchgas entfernt und so verhindert, dass diese über das Rauchgas in den C02-Abscheideprozess in der
Abscheidevorrichtung 5 eingetragen werden.
Zur Vorreinigung ist ein Vorwäscher 9 als Teil der Waschvor- richtung 3 umfasst, in dem das Rauchgas entstickt wird. Das hierzu eingesetzte Waschmedium 11 ist eine
Aminosäuresalzlösung. Das Rauchgas wird nach der Vorreinigung im Vorwäscher 9 über dessen Rückführleitung 13 der Regenerationsstufe 7 zugeführt.
Die Regenerationsstufe 7 umfasst zwei Reclaimer 15, 17, von denen der erste Reclaimer 15 strömungstechnisch mit der
Waschvorrichtung 3 verbunden ist. Die strömungstechnische Verbindung wird durch eine Abzweigleitung 19 ermöglicht, die der Rückführleitung 13 der Waschvorrichtung 3, bzw. des Vorwäschers 9 angeschlossen ist. Die Abzweigleitung 19 ist strömungstechnisch mit der Zuführleitung 21 des ersten Reclaimers 15 der Regenerationsstufe 7 gekoppelt, bzw. mündet in dieser. Der Zuführleitung 21 des ersten Reclaimers 15 ist ebenfalls eine Abzweigleitung 23 angeschlossen, die in der Zuführleitung 25 des zweiten Reclaimers 17 mündet. Das aus der Waschvorrichtung 3 entnommene Waschmedium 11 wird so auf beide Reclaimer 15, 17 verteilt und dort entsprechend aufbereitet. Beide Reclaimer 15, 17 umfassen jeweils eine Rückführleitung 27, 29, über die sie strömungstechnisch mit der Rückführleitung 13 der Waschvorrichtung 3 gekoppelt sind. So kann das nach der Abtrennung von Störkomponenten und Wasser im
Reclaiming-Prozess aufbereitete Waschmedium 11 der Waschvorrichtung 3 und somit dem Vorwäscher 9 erneut zugeführt und dort zur weiteren Abtrennung von Schadstoffen aus dem Rauchgas genutzt werden.
Die bei der Reinigung in den Reclaimern 15, 17 abgetrennten Produkte werden über entsprechende Abführleitung 31, 33 jeweils einer Aufbereitungseinrichtung 35, 37 zugeführt. Die bei den Reclaiming-Prozessen des Waschmediums 11 entstehenden Produkte, wie insbesondere Kaliumsulfat, Wasser und Abfallprodukte können in den an die Reclaimer 15, 17 angeschlossenen Aufbereitungseinrichtungen 35, 37 entsprechend weiter verarbeitet werden. Die Aufbereitungseinrichtungen 35, 37 sind vorliegend nur durch entsprechende Pfeile angedeutet.
Weiterhin ist der zweite Reclaimer 17 über einen Wärmetauscher 38 wärmetechnisch mit der C02-Abscheidevorrichtung 5 gekoppelt. Die Wärme aus dem C02-Abscheideprozess kann so beispielsweise direkt zur Verdampfung von Wasser in der Rege- nerationsstufe 7 verwendet werden kann.
Nach der Vorreinigung in der ersten Prozessstufe, also der Waschvorrichtung 3, wird das entsprechend von Schadstoffen gereinigte Rauchgas in die C02-Abscheidevorrichtung 5 weiter- geleitet. Hierzu wird das Rauchgas einem Absorber 39 zugeführt. In dem Absorber 39 befindet sich ebenfalls eine
Aminosäuresalzlösung als Waschmedium 11, welches zur Abtrennung des im Rauchgas enthaltenen Kohlendioxids genutzt wird. Hierzu wird das Rauchgas im Absorber 39 mit dem Waschmedium 11 in Kontakt gebracht und das im Rauchgas enthaltene C02 im Waschmedium 11 absorbiert. Über eine Abführleitung 41 ist der Absorber 39 strömungstechnisch mit der Zuführleitung 43 eines Desorbers 45 verbunden, so dass das mit C02 beladene Waschme- dium 11 über diese beiden Leitungen 41, 43 unter Temperaturerhöhung mittels einer Pumpe 47 in den Desorber 45 gepumpt wird . Hierbei passiert das beladene Waschmedium 11 einen Wärmetauscher 49, in welchem die Wärme des von dem Desorber 45 zum Absorber 39 strömenden, regenerierten Waschmediums 11 auf das vom Absorber 39 zugeführte, beladene Waschmediums 11 übertragen wird. Der Wärmetauscher 49 nutzt hierbei die Abwärme des Desorbers 45, um das Waschmediums 11 aus dem Absorber 39 vor dem Eintritt in den Desorber 45 vorzuwärmen.
Innerhalb des Desorbers 45 wird das im Waschmedium 11 absorbierte C02 thermisch desorbiert . Zur Aufbereitung und Über- führung des Kohlendioxids ist dem ersten Desorber 45 eine Abführleitung 51 angeschlossen, die in einer Aufbereitungsein- richtung 53 mündet. In der Aufbereitungseinrichtung 53 kann der desorbierte C02-reiche Gasstrom verdichtet werden, um beispielsweise den Transport zu einer Speicherstätte zu er- möglichen.
Dem ersten Desorber 45 ist weiterhin eine Rückführleitung 55 angeschlossen. Die Rückführleitung 55 ist strömungstechnisch mit der Zuführleitung 57 des Absorbers 39 verbunden. Das in dem Desorber 45 regenerierte Waschmediums 11 wird so über die strömungstechnische Verbindung zwischen der Rückführleitung 55 und der Zuführleitung 57 in den Absorber 39 zurückgeführt und steht dort zu erneuten Absorption von C02 aus dem Rauchgas zu Verfügung.
Der Rückführleitung 55 des Desorbers 45 ist eine Abzweigleitung 59 angeschlossen, die strömungstechnisch mit der Waschvorrichtung 3 bzw. mit der Zuführleitung 61 des Vorwäschers 9 gekoppelt ist. Vom Desorber 45 abströmendes Waschmedium 11 kann so in die Waschvorrichtung 3 zurückgeführt werden und durch die strömungstechnische Verbindung der Waschvorrichtung 3 mit der Regenerationsstufe 7 in den beiden Reclaimern 15, 17 regeneriert werden. Bei einer solchen Ausgestaltung han- delt es sich um eine gekoppelte Fahrweise zwischen der ersten Prozessstufe in der Waschvorrichtung 3 und der zweiten Prozessstufe in dem C02-Abscheideprozess . Diese zweistufige Fahrweise, also die strömungstechnische Kopplung der Wasch- Vorrichtung 3 mit der Abscheidevorrichtung 5 wird insbesondere durch den Einsatz des gleichen Waschmediums 11 möglich.
Hierbei ist es im Sinne einer gekoppelten Fahrweise grundsätzlich auch möglich, die Abführleitung 41 des Absorbers 39 strömungstechnische mit der Zuführleitung 61 der Waschvorrichtung 3 zu koppeln, wozu der Abführleitung 41 des Absorbers 39 insbesondere eine Abzweigleitung des angeschlossen sein kann. Zur Bereitstellung der notwendigen Regenerationswärme für die Trennung des Kohlendioxids vom Waschmedium 11 ist dem
Desorber 45 ein Reboiler 63 angeschlossen. Das beladene
Waschmedium 11 wird hierbei durch Dampf, welcher im Reboiler 63 erzeugt wird, regeneriert. Der Reboiler 63 wird mit impor- tiertem Dampf, beispielsweise aus einem angeschlossenen
Dampfkraftwerk, beheizt, was vorliegend nicht gezeigt ist.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine der Waschvorrichtung 3 vorgeschaltete Reinigungsstufe 65, in dem das heiße Rauch- gas nach der Verbrennung und vor dem Eintritt in die Waschvorrichtung 3 durch Einspritzen eines Waschmediums vorgekühlt wird. Hierbei erfolgt eine Absorption der Schadstoffe wie Chlorwasserstoff (HCl) und Fluorwasserstoff (HF) sowie eine Schwermetallabscheidung durch sogenanntes Quenchen.
In Fig. 2 ist eine weitere Vorrichtung 81 zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms gezeigt. Wie auch Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfasst die Vorrichtung 81 hierzu eine Waschvorrichtung 83, der strömungstechnisch mit einer Abscheidevorrich- tung 85 für Kohlendioxid verbunden ist, sowie eine Regenerationsstufe 87. Die Waschvorrichtung 83 dient der Vorreinigung eines eingebrachten Rauchgasstroms nach der Verbrennung eines fossilen Kraftstoffs, wobei Schadstoffe wie insbesondere Stickoxide, die durch Abbauprodukte oder über Nebenreaktionen Nitrosamine bilden, aus dem Rauchgas entfernt werden. Zur Vorreinigung umfasst die Waschvorrichtung 83 einen Vorwäscher 89 mit einer Aminosäuresalzlösung als Waschmedium 91. Nach der Vorreinigung wird das Rauchgas über eine Rückführleitung 93 des Vorwäschers 89 der Regenerationsstufe 87 zugeführt.
Die Regenerationsstufe 87 umfasst zwei Reclaimer 95, 97. Der erste Reclaimer 95 ist hierbei über eine der Rückführleitung 93 der Waschvorrichtung 83 angeschlossene Abzweigleitung 99 mit der Waschvorrichtung 83 verbunden. Hierbei ist Abzweig- leitung 99 strömungstechnisch mit der Zuführleitung 101 des ersten Reclaimers 95 gekoppelt.
Dem ersten Reclaimer 95 ist eine Verbindungsleitung 103 angeschlossen, die in der Zuführleitung 105 des zweiten Reclaim- ers 97 mündet. Das im ersten Reclaimer 95 aufbereitete Waschmedium 91 kann so im zweiten Reclaimer 97 weiter regeneriert werden. Das aufbereitete Waschmedium 91 wird dann 1 von beiden Reclaimer 95, 97 ausgehend über zwei an die Reclaimer 95, 97 angeschlossene Rückführleitungen 107, 109 der Waschvor- richtung 83 zugeführt und dort zur erneuten Reinigung des
Rauchgases über eine Zuführleitung 110 in den Vorwäscher 89 zurückgeführt .
Die bei der Reinigung des Waschmediums 91 in den Reclaimern 95, 97 abgetrennten Produkte werden über entsprechende Abführleitung 111, 1013 jeweils einer Aufbereitungseinrichtung 115, 117 zugeführt. Auch hier sind die Aufbereitungseinrich- tungen 115, 117 nur durch Pfeile angedeutet. Im Unterschied zur Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 ist vorliegend nicht die Regenerationsstufe 87, sondern die Waschvorrichtung 83 wärmetechnisch mit der C02-Abscheidevorrichtung 85 gekoppelt. Dies erfolgt über eine wärmetechnische Kopplung eines Wärmetauschers 119 der Abscheidevorrichtung 85 mit einem Wärmetauscher 121 der Waschvorrichtung 83. So kann ohne zusätzlichen Wärmeeintrag Abwärme aus dem Hauptprozess beispielsweise zur Verdampfung von Wasser in der Waschvorrichtung 83 genutzt werden. Zur Wiedergewinnung von Wasser genutzt, wozu dem Wärmetauscher ein Verdampfer 123, ein Kompressor 125 und ein Dampfkondensator 127 zur Verflüssigung des Wassersdampfes angeschlossen sind. Nach der Vorreinigung in der Waschvorrichtung 83 bzw. im Vorwäscher 89 wird das Rauchgas in den einen Absorber 129 der C02-Abscheidevorrichtung 85 weitergeleitet wird. In dem Absorber 129 wird ebenfalls eine Aminosäuresalzlösung als
Waschmedium 91 für das im Rauchgas enthaltene Kohlendioxid eingesetzt. Nach der Absorption des Kohlendioxids wird das
Waschmedium 91 über eine Abführleitung 131 des Absorbers 129 und eine mit dieser strömungstechnisch verbundenen Zuführleitung 133 eines Desorbers 135 unter Temperaturerhöhung mittels einer Pumpe 137 in den Desorber 135 gepumpt.
Über einen Wärmetauscher 139 wird die Wärme des von dem
Desorber 135 zum Absorber 129 strömenden, regenerierten
Waschmediums 91 auf das vom Absorber 129 zugeführte, beladene Waschmedium 91 übertragen. Innerhalb des Desorbers 135 wird das im Waschmedium 91 absorbierte C02 thermisch desorbiert und zur Aufbereitung und Überführung über eine dem Desorber 135 angeschlossenen Abführleitung 141 einer Aufbereitungsein- richtung 143 zugeführt. Über eine dem Desorber 135 angeschlossene Rückführleitung
145, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung 147 des Absorbers 129 verbunden ist, wird das im Desorber 135 regenerierte Waschmediums 91 in den Absorber 129 zurückgeführt und steht dort zu erneuten Absorption von C02 aus dem Rauchgas zu Verfügung.
Ein weiterer Unterschied zu Fig. 1 liegt vorliegend darin, dass der Rückführleitung 145 des Desorbers 135 keine Abzweig- leitung zur strömungstechnischen Kopplung mit der Waschvorrichtung 83 angeschlossen ist. Es handelt sich somit hierbei um eine getrennte Fahrweise der ersten Prozessstufe (Vorreinigung) und der zweiten Prozessstufe (C02-Abscheidung) .
Zur Bereitstellung der notwendigen Regenerationswärme für die Trennung des Kohlendioxids vom Waschmedium 91 ist dem Desor- ber 135 ebenfalls ein Reboiler 149 angeschlossen. Das belade- ne Waschmedium 91 wird hierbei durch Dampf aus dem Reboiler 149 regeneriert.
FIG 3 zeigt eine Kolonne 161 als Teil einer weiteren Vorrichtung zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms. In der Kolonne 161 sind eine Waschvorrichtung 163 und ein Absorber 165 als Teil einer Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid gemeinsam angeordnet. So können die Kühlung des Rauchgasstroms, die Abtrennung der Schadstoffe und die Abscheidung des Kohlendioxids platzsparend angeordnet werden. Das Rauchgas wird hierzu über einen Einlass 167 in den unteren Teil der Kolonne 161 eingeblasen und dort mittels einer Aminosäuresalzlösung 169 von Schadstoffen gereinigt. Das Waschmedium 169 wird dann einer Regenerationsstufe 171 mit einer Anzahl von Reclaimern zugeführt, was vorliegend durch einen von der Waschvorrichtung 163 abführenden Pfeil angedeutet ist. Nach der Reinigung bzw. der Regenerierung des Waschmediums 169 wird dieses in den unteren Teil der Kolonne 161 zurückgeführt und durch eine Sprüheinrichtung 173 wieder verteilt .
Das gereinigte Rauchgas steigt nach der Vorreinigung in den oberen Teil der Kolonne 161 auf, der als Absorber 165 der Abscheidung von Kohlendioxid dient. Auch hier wird als Waschmedium 169 die gleiche Aminosäuresalzlösung eingesetzt, wie in der Waschvorrichtung 163 im unteren Teil der Kolonne 161. In dem Absorber 165 wird das im Rauchgas enthaltene Kohlendioxid entfernt und das beladene Waschmedium 169 einem nicht gezeigten Desorber zugeführt. Nach der Reinigung wird das Waschme- dium 169 wieder in den Absorber 165 der Kolonne 161 zurückgeführt. Das vollständig gereinigte Rauchgas verlässt die Kolonne 161 schließlich über einen Auslass 175. Hinsichtlich der weiteren Beschreibung der einzelnen Prozesse während der Rauchgasreinigung wird an dieser Stelle auf die detaillierte Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen.
Hierbei besteht selbstverständlich grundsätzlich die Möglichkeit, sowohl in der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 als auch in der Vorrichtung 81 gemäß Fig. 2 die Vorreinigung in der
Waschvorrichtung 3, 83 und die sich anschließende
Abscheidevorrichtung 5, 85 für Kohlendioxid in einer gemeinsamen Kolonne unterzubringen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1, 81) zur Aufbereitung eines Gasstroms, insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms, umfassend eine Waschvorrichtung (3, 83, 163) zur Entfernung von Schadstoffen aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums (11, 91, 169), sowie eine der Waschvorrichtung (3, 83, 163) nachgeschaltete Abscheidevorrichtung (5, 85) mit einem Absorber (39, 129, 165) und einem Desorber (45, 131) zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums (11, 91, 169), wobei die Waschvorrichtung (3, 83, 163) und die Abscheidevorrichtung (5, 85) zur Verwendung des gleichen Waschmediums (11, 91, 169) eingerichtet sind.
2. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 1, wobei als Waschmedium (11, 91, 169) ein Aminosäuresalz eingesetzt ist.
3. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Regenerationsstufe (7, 87, 171) für das Waschmedium (11, 91, 169) mit einer Anzahl von Reclaimern (15, 17, 95, 97) umfasst ist .
4. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 3, wobei die Regenerationsstufe (7, 87, 171) strömungstechnisch mit einer Rück- führleitung (13, 93) der Waschvorrichtung (3, 83, 163) gekoppelt ist
5. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 4, wobei die Rückführleitung (13, 93) der Waschvorrichtung (3, 83, 163) eine Abzweigleitung (19) umfasst, die strömungstechnisch jeweils mit einer Zuführleitung (21, 25, 101, 105) des oder jeden Reclaimers (15, 17, 95, 97) gekoppelt ist.
6. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der oder jeder Reclaimer (15, 17, 95, 97) eine Rückführleitung
(27, 29, 107, 109) umfasst, die jeweils strömungstechnisch mit der Rückführleitung (13, 93) der Waschvorrichtung (3, 83, 163) gekoppelt sind.
7. Vorrichtung (1, 81) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein erster Reclaimer (15, 17, 95, 97) und ein zweiter Reclaimer (15, 17, 95, 97) strömungstechnisch über eine Ver- bindungleitung (103) miteinander gekoppelt sind.
8. Vorrichtung (1, 81) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der oder jeder Reclaimer (15, 17, 95, 97) eine Abführleitung (31, 33, 111, 113) umfasst, die jeweils einer Aufbe- reitungseinrichtung (35, 37, 115, 117) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung (1, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absorber (39, 129, 165) der Abscheidevorrichtung (5, 85) über eine Abführleitung (41, 131) strö- mungstechnisch mit einer Zuführleitung (43, 133) des Desor- bers (45, 135) verbunden ist.
10. Vorrichtung (1, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Desorber (45, 135) der Abscheidevorrich- tung (5, 85) über eine Rückführleitung (55, 145) strömungstechnisch mit einer Zuführleitung (57, 147) des Absorbers (39, 129, 165) verbunden ist.
11. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 10, wobei der
Rückführleitung (55, 145) des Desorbers (45, 135) eine Abzweigleitung (59) angeschlossen ist, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung (61, 110) der Waschvorrichtung (3, 83, 163) gekoppelt ist.
12. Vorrichtung (1, 81) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Abführleitung (41, 131) des Absorbers (39, 129, 165) eine Abzweigleitung angeschlossen ist, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung (61, 110) der Waschvorrichtung (3, 83, 163) gekoppelt ist.
13. Vorrichtung (1, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Desorber (45, 135) eine Abführleitung (51, 141) angeschlossen ist, die in einer Auf ereitungseinrichtung (53, 143) mündet.
14. Vorrichtung (1, 81) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Waschvorrichtung (3, 83, 163) wärmetechnisch mit der Abführleitung (41, 131) des Absorbers (39, 129, 165) gekoppelt ist.
15. Vorrichtung (1, 81) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Regenerationsstufe (7, 87, 171) wärmetechnisch mit der Abführleitung (41, 131) des Absorbers (39, 129, 165) gekoppelt ist.
16. Vorrichtung (1, 81) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, wobei die Waschvorrichtung (3, 83, 163) und der Absorber (39, 129, 165) der Abscheidevorrichtung (5, 85) in einer gemeinsamen Kolonne (161) angeordnet sind.
17. Vorrichtung (1, 81) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, wobei dem Desorber (45, 135) ein Reboiler (63, 145) angeschlossen ist.
18. Verfahren zur Aufbereitung eines Gasstroms, insbesondere zur Aufbereitung eines Rauchgasstroms, bei dem
- in einer Waschvorrichtung (3, 83, 163) Schadstoffe aus dem Gasstrom mittels eines Waschmediums (11, 91, 169) abgetrennt werden,
der von Schadstoffen gereinigte Gasstrom zur Abtrennung von Kohlendioxid einer Abscheidevorrichtung (5, 85) zugeführt wird,
innerhalb eines Absorbers (39, 129, 165) der
Abscheidevorrichtung (5, 85) das Kohlendioxid aus dem
Gasstrom mittels eines Waschmediums (11, 91, 169) abgetrennt wird, und
- das beladene Waschmedium (11, 91, 169) zur Desorption des Kohlendioxids einem Desorber (45, 135) der
Abscheidevorrichtung (5, 85) zugeführt wird, wobei zur Abtrennung der Schadstoffe und zur Abtrennung des Kohlendioxids aus dem Gasstrom das gleiche Waschmedium (11, 91, 169) verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei als Waschmedium (11, 91, 169) ein Aminosäuresalz verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei aus der Waschvorrichtung (3, 83, 163) abfließendes Waschmedium (11, 91, 169) zu dessen Aufbereitung einer Regenerationsstufe (7, 87, 171) mit einer Anzahl von Reclaimern (15, 17, 95, 97) zugeführt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei von dem oder jedem Reclaimer (15, 17, 95, 97) abfließendes Waschmedium (11, 91, 169) in die Waschvorrichtung (3, 83, 163) zurückgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei Waschmedium (11, 91, 169) von einem ersten Reclaimer (15, 17, 95, 97) zu einem zweiten Reclaimer (15, 17, 95, 97) fließt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei ein in dem oder jedem Reclaimer (15, 17, 95, 97) entstehender Produktstrom jeweils einer Aufbereitungseinrichtung (35, 37, 115, 117) zugeführt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei das aus dem Absorber (39, 129, 165) abfließende Waschmedium (11, 91, 169) dem Desorber (45, 135) zugeführt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei vom Desorber (45, 135) abfließendes Waschmedium (11, 91, 169) zum Absorber (39, 129, 165) rückgeführt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei vom Desorber (45, 135) abfließendes Waschmedium (11, 91, 169) zumindest teilweise der Waschvorrichtung (3, 83, 163) zugeführt wird .
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, wobei im Desorber (45, 135) abgetrenntes Kohlendioxid einer Aufbereitungseinrichtung (143) zugeführt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, wobei War me des vom Absorber (39, 129, 165) abfließenden Waschmediums (11, 91, 169) auf das in der Waschvorrichtung (3 , 83, 163) ge führte Waschmedium (11, 91, 169) übertragen wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei War me des vom Absorber (39, 129, 165) abfließenden Waschmediums (11, 91, 169) auf in der Regenerationsstufe (7, 87, 171) zir kulierendes Waschmedium (11, 91, 169) übertragen wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, wobei die Schadstoffe und das Kohlendioxids in einer gemeinsamen Kolon ne (161) aus dem Gasstrom abgetrennt werden.
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