Titelaufnahme

Titel
MEA process and CAP : a comparison based on simulation / von Thomas Steinparzer
VerfasserSteinparzer, Thomas
Begutachter / BegutachterinHaider, Markus
Erschienen2010
UmfangXI, 126 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Monoethanolamin / Chilled Ammonia Prozess / Post-combustion capture / PCC / Carbon capture and storage / CCS / ASPEN Plus / Energietechnik / Prozesssimulation / Thermische Verfahrenstechnik
Schlagwörter (EN)Monoethanolamine / Chilled Ammonia Process / post-combustion capture / PCC / carbon capture and storage / CCS
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-41167 Persistent Identifier (URN)
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MEA process and CAP [4.1 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel dieser Arbeit war der Prozessvergleich zwischen zwei post-combustion capture Prozessen basierend einerseits auf einer wässrigen Monoethanolamin Lösung und andererseits auf einer wässrigen Ammoniak Lösung. Die $CO_2$ Absorption mit Hilfe der wässrigen Ammoniak Lösung wurde unter gekühlten Bedingungen durchgeführt.

Auf Grund der möglichen Änderung des Klimas ist $CO_2$ in den Fokus der Forschung zur Reduktion der Treibhausgase gekommen.

Für Kraftwerke gibt es grundsätzlich drei mögliche Technologien, die zur $CO_2$ Abscheidung genutzt werden können. Diese sind im Wesentlichen:

pre-combustion, Oxyfuel Verbrennung und post-combustion. Besonders die post-combustion Prozesse haben ein großes Potential, da bei ihnen die Möglichkeit der Nachrüstung besteht.

In dieser Arbeit wurden zwei post-combustion capture Prozesse (Monoethanolamin Prozess und Chilled Ammonia Prozess) miteinander verglichen, die aktuell im Fokus der Forschung liegen. Der Prozessvergleich baut auf Ergebnisse, die mit Hilfe der Prozesssimulationssoftware ASPEN Plus$^ dass der Chilled Ammonia Prozess in Bezug auf spezifischen Reboilerbedarf und Waschmittelmassenstrom gegenüber dem Monoethanolamin Prozess begünstigt ist. Hingegen führt der größere Bedarf an elektrischer Energie sowie der höhere Kühlwasserbedarf zu einem größeren Leistungsverlust für das Kraftwerk.

Eine grobe und qualitative Abschätzung der Investitionskosten wurde ebenfalls für beide Systeme durchgeführt. Diese kam zu dem Schluss, dass die Investitionskosten für den Chilled Ammonia Prozess etwas höher liegen als für den Monoethanolamin Prozess. Grund dafür sind die höheren Kolonnen und die zusätzlichen Hilfsaggregate.

Durch einen ökologischen Vergleich der Systeme wurde rein qualitativ festgestellt, dass Ammoniak eine höhere Toxizität für die Umwelt besitzt als Monoethanolamin.

Zusammenfassung (Englisch)

Objective of this work was the process comparison of the two post-combustion capture processes based on an aqueous MEA solution or an aqueous ammonia solution. The $CO_2$ absorption based on the aqueous $NH_3$ solution was done at chilled conditions.

Due to the change in climate, carbon dioxide got into the focus of research for reduction of GHG (Greenhouse Gas) emissions.

For power plants three main technologies exist for reducing the $CO_2$ emissions. These are: pre-combustion, oxyfuel-combustion and post-combustion. Post-combustion technologies are interesting, because of the retrofit possiblity of existing power plants.

Therefore two of the most developed post-combustion processes (MEA Process and CAP) were compared to each other. This process comparison was based on simulation results calculated with the simulation tool ASPEN Plus$^ Process.

Further, an approximate evaluation of the investment costs for both processes was done. This comparison resulted in the fact that the CAP is slightly more expensive than the to the MEA Process due to the taller columns and costs for auxiliary components.

The qualitative ecologic comparison of the systems came to the result that ammonia is more toxic to the environment than monoethanolamine.