Weltweit erste Anlage zur CO2-Abscheidung von Zement in Norcem Brevik senkt CO2-Emissionen mit sauberer Technologie

Hintergrund

Zement ist ein unverzichtbarer Werkstoff in fast allen Bauprojekten. Zement wird jedoch aus Kalkstein hergestellt, der beim Abbau hohe Mengen an CO₂ freisetzt. Die Herausforderung besteht darin, dass es keinen grünen Ersatz für Kalkstein gibt. HeidelbergCement hat eine Lösung gefunden, die dem Unternehmen hilft, sein Ziel zu erfüllen, bis 2050 klimaneutral zu sein. Im Werk Norcem Brevik wird eine Anlage zur Kohlenstoffabscheidung in großem Maßstab gebaut.   Bei der Kohlenstoffabscheidung handelt es sich um den Prozess der Entfernung von CO₂ aus großen Emissionsquellen. Der Zweck der Kohlenstoffabscheidung besteht darin, die Freisetzung von CO_{2 -}Emissionen in die Atmosphäre zu begrenzen, indem sie abgeschieden und dann sicher gespeichert werden, z. B. in unterirdischen geologischen Formationen. Das Zementwerk Norcem Brevik wird mit Kohlenstoffabscheidung nachgerüstet. Bei voller Inbetriebnahme werden 55 Tonnen weniger CO₂ pro Stunde ausgestoßen, was den Emissionen von 180.000 Autos in einem Jahr entspricht Überblick über den Prozess der Kohlenstoffabscheidung Das Rauchgas wird aus einem werksseitigen Schornstein gewonnen, der zwischen 100 °C und 165 °C erhitzt wird, und dann in einem Direktkontaktkühler auf 30 °C abgekühlt. Die Temperatur wird gesenkt und Natronlauge zugesetzt, um Schwefeldioxid und Salzsäure aus dem Rauchgas zu entfernen. Das kalte Rauchgas gelangt dann auf den Boden eines Absorbers.   Dort reagieren CO₂ -Moleküle im Rauchgas und verbinden sich mit der Aminflüssigkeit in einem Absorber zu einer reichhaltigen Aminlösung. Die reichhaltige Aminlösung wird dann in einen Desorber gepumpt, wo das Gemisch auf etwa 120 °C erhitzt wird, wodurch die Bindung zwischen den Aminmolekülen und dem CO_{2 aufgebrochen wird}. Das reichhaltige Amingemisch wird dann erhitzt und nach der Verarbeitung im Desorber bleibt reines CO₂ -Gas übrig, das anschließend in der Kompressionsanlage verdichtet und getrocknet wird. In mehreren Stufen wird der Druck von 1,7 bar auf 70 bar erhöht, anschließend wird das CO₂ -Gas wieder abgekühlt und kehrt in seinen flüssigen Zustand zurück, bevor der Druck auf 16 bar reduziert wird. Flüssiges CO₂ steht dann für den Transport und die Lagerung zur Verfügung.

Die Lösung von MAN und Munters

Die Technologien von MAN Energy Solutions unterstützen die Gewinnung von reinem CO₂ aus den Emissionen der Anlage. MAN liefert die Technologie zur Kompression von CO₂/überkritischem CO₂, zur Verflüssigung von CO₂ sowie zur Wärmerückgewinnung und Wärmeintegration. Bei Norcem Brevik wird das abgeschiedene CO₂ vor der Verflüssigung komprimiert und anschließend zu einem dauerhaften Speicherort transportiert. Der Wärmetransfer ist entscheidend für den verbesserten Gesamtstromverbrauch bei Norcem Brevik, wobei MAN Energy Solutions Wärme aus seinen Kompressionssystemen zurückgewinnt, die nahezu 50 % des Energiebedarfs von Norcem Brevik abdeckt. MAN Energy Solutions beauftragte Munters mit der Lieferung wichtiger Gas-Flüssigkeits-Trennanlagen. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in diesen Anwendungen, qualifiziertem Support-Personal und zufriedenen Kunden weltweit war Munters der perfekte Partner für MAN. Die Munters Knock-out-Trommeln (KO Drums) wurden für die Kompressionsstufen des Kohlenstoffabscheidungsprozesses bei Norcem Brevik ausgewählt, um Kondensat oder Flüssigkeitstransport in verschiedenen Phasen zu kontrollieren, zum Beispiel wenn CO₂-Gas zur Beförderung verflüssigt wird. Obere Separatoren wurden ebenfalls für den Einsatz im Inneren des Behälters geliefert, um die Flüssigkeitstrennung zu verbessern und die Leistung zu steigern. Die KO-Trommeln verfügen über einen IDM, einen fortschrittlichen Einlassverteiler, der Flüssigkeitsgemische in einen Behälter oder eine Kolonne einführt. Er entfernt Flüssigkeitskolben und optimiert den Gasstrom nachgeschaltet. Die Flüssigkeitsabscheidekapazität des IDM ist sehr hoch, mit einer Effizienz von etwa 90 %. Er ist so konzipiert, dass er sehr große Flüssigkeitsanteile und Kolben bewältigt, dabei aber einen niedrigen Druckabfall und eine hohe Verschmutzungsresistenz aufweist. Der IDM entfernt nicht nur den Großteil der Flüssigkeit, sondern verteilt auch den weiterführenden Gasstrom gleichmäßig. Der IDM besitzt schräg gestellte Lamellen, die den einströmenden Gasfluss teilen, die Geschwindigkeit radikal reduzieren, Flüssigkeiten zum Zusammenfließen bringen und nach unten in den Behälter ableiten. Dadurch wird der mitgerissene Flüssigkeitsanteil um bis zu 90 % reduziert und der Gasstrom gleichmäßiger verteilt. Die getrennten Flüssigkeiten werden vom Boden des Behälters abgelassen, um das Risiko eines erneuten Mitreißens zu vermeiden. Der IDM ist auch wirksam beim Umgang mit und der Normalisierung des Flusses von schäumenden und sehr viskosen Flüssigkeiten. Saubere Technologien von Munters im CCS-Bereich Die Gas-Flüssigkeits-Abscheider von Munters helfen überall dort, wo Flüssigkeiten und Gase getrennt werden müssen. Kraftwerke, Marine, Stahl- und weitere Prozessindustrien profitieren von der branchenführenden Expertise von Munters. Die Gas-Flüssigkeits-Trennung von Munters verbessert die Prozessproduktivität, senkt Emissionen und hilft, den ökologischen Fußabdruck unserer Kunden zu reduzieren. Die Gas-Flüssigkeits-Trennung ist nur eine der sauberen Technologien von Munters. Darüber hinaus bietet Munters auch Massentransfer-Technologien für verschiedene Prozesseinheiten in CCS-Anwendungen sowie VOC-Abscheidung zur Entfernung umweltschädlicher Lösungsmittel aus der Luft an. Saubere Technologien von Munters steigern die Prozessproduktivität, reduzieren Emissionen und verringern den CO₂-Fußabdruck. Technologien, die saubere Luft für die Welt liefern