Direct Air Capture - Experimentelle Untersuchungen zum Desorptionsverhalten eines Adsorbensfestbetts

Abstract

Die Direktabscheidung von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre (Direct Air Capture (DAC)) ist eine wichtige Technologie, um die Konzentration von CO2 zu reduzieren und damit den Einfluss auf die Klimaerwärmung zu begrenzen. Ein Forschungsprojekt der Technischen Universität Wien widmet sich dieser Thematik mit einer DAC Versuchsanlage. Diese nutzt das Prinzip der Adsorption durch den Einsatz von festen, aminbasierten Adsorbentien. Nach erfolgter Abscheidung des CO2 kann dieses als Rohstoff weiterverwendet werden. Die Möglichkeiten gehen dabei von Treibstoffen, über Beton und Chemikalien bis hin zum Einsatz als Nahrungsmittel. Bereits heute werden über 230 Mt CO2 jährlich industriell genutzt. Der praktische Teil dieser Arbeit untersucht den Einfluss verschiedener Parameter auf die Perfomance der Abscheidung besonders der Desorption. Untersucht wurden der angelegte Unterdruck (200|300|400|500|600|700 mbar_a), die Menge an Spüldampf (37,5|75|105|150 g/h) sowie die Wirkung einer externen Wärmeeinbringung (90°C). Eine Validierung wurde durchgeführt, um die Qualität aller Versuche zu bewerten. Ein exaktes Optimum konnte nicht bestimmt werden.

Direct Air Capture (DAC) of carbon dioxide (CO2) from the Atmosphere is an important technology for reducing the concentration of CO2 and thus limiting the impact on global warming. A research project at the Vienna University of Technology is addressing this issue with a DAC test facility. It uses the principle of adsorption with solid, amine-based adsorbents. Once the CO2 has been separated, it can be reused as a raw material. The possibilities range from fuels, concrete and chemicals up to a use as food. As of today, more than 230 Mt CO2 are used industrially every year. The practical part of this work investigates the influence of different parameters on the performance of the separation, especially the desorption. The applied vacuum (200|300|400|500|600|700 mbar_a), the amount of purge steam gas (37,5|75|105|150 g/h) and the effect of an external heat source (90°C) were investigated. A validation was carried out in order to evaluate the quality of all experiments. An exact optimum could not be determined.