Gaisbauer, R. (2013). Emissionsmessstation für die CO2 Abscheideanlage SEPPL [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/160649
In dieser Studie wurden an der CO2 Abscheideanlage SEPPL in Dürnrohr Ammoniak Messungen durchgeführt, um erste Aussagen über den Umwelteinfluss bei der CO2 Abscheidung treffen zu können. Die CO2 Abscheideanlage wird mit einer 30%igen Monoethanolamin (MEA) Lösung bei einem Abscheidegrad von 90% betrieben. Es wurden der Ammoniakgehalt des eintretenden Rauchgases (vor dem Vorwäscher), der Ammoniakgehalt im Reingas am Absorberkopf und am Desorberkopf gemessen. Die NH3 Messungen wurden bei 2 unterschiedlichen Messreihen entnommen.<br />Bei Messreihe 1 wurde die Temperatur der Waschlösung vor dem Eintritt in den Absorber variiert, bei der Messreihe 2 wurde der L/G Strom verändert. Durch einen Vergleich der beiden Messreihen wurde untersucht, welche Art der Degradation vermehrt auftritt, die oxydative oder die thermische Degradation. Wie bereits aus der Literatur hervorgeht ist die oxydative Degradation bei weitem die Wichtigere. Im Allgemeinen wurden die in der Literatur getroffenen Aussagen von den durchgeführten Messungen bestätigt.<br />Betrachtet man jedoch die Versuchsreihe im Detail, erkennt man die große Bedeutung der eingestellten Betriebswerte, unter welchen die Anlage operiert, da hier das Entstehen von Ammoniak sehr stark variiert. Laut den Messungen wäre die ideale Einstellung der Werte bei einem L/G von 2,8 und bei 40°C der Waschlösung vor dem Wiedereintritt in den Absorber. Der errechnete Ammoniakanteil beträgt in diesem Fall ca.<br />5mg/Nm3, und somit der Verlust von MEA aufgrund von Degradation ca.<br />10mg/Nm3. Es wird angenommen, dass die Degradation von MEA zu sehr unterschiedlichen Emissionsstoffen führt. Zu diesen gehören zu einem Großteil Ammoniak, Heat Stable Salts und zu geringeren Anteilen Formylsäure, 1-Propanamine, 2-Butanamin, Aceton, Butanon und Ethoxyethan. Diese Stoffe sind in kleinen Mengen nur schwach toxisch, mit Ausnahme von 2-Butanamin, welches stark krebserregend ist. Jedoch ist noch nicht absehbar in welchen Mengen diese Emissionen auftreten werden, falls dieser Abscheideprozess in den gesamten Kraftwerksprozess impliziert wird. Bis jetzt wurden nur einzelne Emissionsmessungen durchgeführt, z.B. in Esbjerg und in Mongstad. Mithilfe der Literatur und Analytik Experten der TU-Wien wurden Kriterien aufgestellt, die von einem Emissionsmesssystem erfüllt werden müssen. Anhand dieser Kriterien konnte eine Vorauswahl für ein geeignetes Messsystem für den Standort Dürnrohr ausgewählt werden.
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This study is about emission measurements at the CO2 combustion site in Dürnrohr, Austria. The focus was laid on ammonia emissions, to form first hypothesizes on that matter. The CO2 combustion is operated with a 30% solution of monoethanolamin (MEA) at a combustion rate of 90% CO2. For the NH3 statement the quantitative amount of NH3 was measured in the rich gas flow before entering the Absorber and then in the lean gas flow leaving the Absorber and the Desorber. The NH3 emission outcome was taken from 2 different series of measurement. During the first series the temperature of the solution was varied before reentering the absorber and the second series was a variation of the L/G flow. The objective of comparing those two series was to determine which kind of degradation the main reaction during the process was, the thermal or the oxidative degradation. Literature already offers the answer that oxidative degradation is the more important one and those assumptions are generally supported by the taken measurements. Focusing on the detailed results the assumption is not self evident. There are great variations to be detected depending on the performance data on which the site is operated, since the formed amount of ammonia is attached to every variable change that is made. Based on the results received from the taken measurements, the optimal operating point of the site would be at a L/G flow of 2.8 at a temperature of 40°C of the solution before reentering the Absorber. The estimated amount of Ammonia is about 5mg/ Nm3, so the loss of MEA due into degradation to NH3 is about 10mg/ Nm3. Since NH3 isn't the only degradation product the total loss of MEA is significantly higher. Those products are containing NH3 and heat stable salts up to a very high percentage and to a lower percentage formic acid, 1-Propanamine, 2-Butanamine, Acetone, Butanone und Ethoxyethan. In small doses these products are only marginally toxic, except 2-Butanamin which is known for being highly carcinogenic. Up to this point research isn't ready to estimate in which quantities these emissions are going to occur during the combustion process, in case of implementing this particular method into the whole thermal power plant. So far, only few emission studies were executed, for example in Esbjerg and in Mongstad. With aid of the studied literature on that matter and analytic experts from the University of Technology of Vienna, it was possible to establish some criteria, which had to be met by a measurement system, to be found as suitable. Based on these criteria a capable preselection could be made for the site in Dürnrohr.
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