Optimierung der Oxidationskinetik von Sulfit zu Sulfat durch effiziente feinblasige Belüftung bei Anlagen zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke und Industrieanlagen mittels Seewasser ("Optiox")

  Oxydationsbecken Doosan Lentjes Oxidationsbecken und Absorber des Kraftwerks Gheco One, Thailand

Das Forschungsvorhaben Optiox beschäftigt sich mit der Optimierung eines Belüftungsbeckens zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke mittels Seewasser. Unter Neutralisierung der entstehenden Hydroniumionen (H3O+) durch die natürliche Alkalität des Seewassers dissoziiert Schwefeldioxid aus dem Rauchgase im vorgeschalteten Absorber beim Phasenübergang von der Gas- in die Flüssigphase zu Sulfiten. Im Belüftungsbecken werden diese Sulfite mittels eingeblasener Luft zu Sulfaten oxidiert, was zu einer geringen Erhöhung der Sulfatfracht vor Einleitung ins Meer führt, die unterhalb der natürlichen Schwankungen liegt. Daneben dient das Belüftungsbecken der Konditionierung des Seewassers hinsichtlich pH-Wert und Sauerstoffgehalt und ist mit hoch effizienten Belüftern ausgestattet, deren Spezifikation den jeweiligen Randbedingungen, wie Abscheideleistung des Absorbers, Beckengeometrie sowie lokalen Gegebenheiten angepasst wird.

Ziel des Vorhabens ist der wissenschaftliche Vergleich verschiedener Belüftungstechnologien für den Einsatz unter Betriebsbedingungen der Seewasser-REA. So erfolgt eine Charakterisierung und Bewertung der Elemente in Bezug auf den gas-flüssigseitigen Stoffübergang im Hinblick auf die unterschiedlichen Anforderungen für Belüftung (O2) bzw. Austrieb von CO2 auf Basis einer wissenschaftlichen Betrachtung der spezifischen Eigenschaften der erzeugten Blasenströmungen (Aufstiegsverhalten, Phasengrenzflächen sowie Gasgehalte). Darüber hinaus erfolgt eine verfahrenstechnische Prozessoptimierung unter Betrachtung aller relevanten Einflussgrößen auf Stoffübertragung und Reaktionsabläufe (chemische Gleichgewichtsparameter, Reaktionskinetik, Stoffübergangskoeffizienten).

 

Projektdetails

Mitarbeiter

Projektlaufzeit

10/2012 – 09/2015

Gefördert durch

BMBF – Förderkennlinie Ingenieurnachwuchs

Kooperationspartner

  • Doosan Lentjes GmbH, Ratingen
  • FH Aachen, Fachbereich Energietechnik, Prof. Dr.-Ing. Rolf Groß

Infrastruktur

  • PIV
  • Numerik
  • Gasanalyse und chemische Messtechnik