DrACO2 - Modellierung und Entwicklung der Dekarbonisierung einer Abfallverbrennungsanlage durch Rauchgasaufbereitung mit CO2-Bereitstellung; Teilvorhaben FKZ 03EE5110B: Simulative Untersuchung einer Gen5-Abfallverbrennungsanlage

Abstract

Abfallverbrennungskraftwerke (AVK) sichern Entsorgung und Energieversorgung und verfügen bereits über weitentwickelte Rauchgasreinigungsverfahren. Eine nachgeschaltete CO2-Abscheidung mittels wässriger Aminlösungen ist technisch erprobt, stößt bei AVK jedoch auf Herausforderungen: geringere CO2- und höhere O2-Gehalte als in Kohlekraftwerksabgasen, Schadstoffspitzen durch heterogene Brennstoffe sowie ein hoher spezifischer Energiebedarf der Aminwäsche erfordern zielgerichtete Untersuchungen. Sauerstoff und saure Gasbestandteile wie SO2, HCl und NOx beschleunigen die Lösemitteldegradation und erhöhen dadurch die Betriebskosten. Zugleich schaffen BEHG-Kostenanreize und CCU/CCS-Pfade Handlungsdruck und Chancen. Ziel des Verbundprojekts DrACO2 war es, die Wissensbasis zur CO2-Abscheidung an AVK zu erweitern und Betreiber wie den Verbundpartner Energy from Waste GmbH (EEW) bei der Planung und Auslegung zukünftiger Anlagen zu unterstützen. Das Teilvorhaben der LUH untersuchte mithilfe des Simulationssoftwarepakets aspenOne® die Wechselwirkungen zwischen trockener Rauchgasreinigung, Kühlung/Feinstwäsche in einem Direct Contact Cooler (DCC) und Monoethanolamin (MEA)-basierter CO2-Abscheidung und schätzte Degradationsmechanismen unter AVK-spezifischen Bedingungen ab. Das AVK von EEW in Delfzijl diente als Referenzkraftwerk. Die Rauchgasreinigung wurde mithilfe von Auslegungsdaten des Kraftwerks modelliert und validiert, während DCC und CO2-Abscheidung fiktive Anlagen darstellen und anhand von Literaturdaten ausgelegt, parametrisiert und validiert wurden. Eine Erweiterung der vorhandenen Rauchgasreinigung ist auch bei modernen AVK wie Delfzijl notwendig, um die MEA-Verluste aufgrund von sauren Gasbestandteilen niedrig zu halten. Die entwickelten Teilmodelle und die Projektergebnisse unterstützen Betreiber bei Investitionsentscheidungen und bilden eine fundierte Grundlage für wissenschaftliche Folgeuntersuchungen.