TY - THES

T1 - Karbonatisierungsverfahren und ihre Anwendungen in der Zementindustrie

AU - Lorbach, Sebastian-Mark

N1 - nicht gesperrt

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - In der Baustoffindustrie sind alternative Energieträger keine vollständige Lösung für die Reduktion der Kohlendioxidemissionen. Bei der Zementherstellung entsteht ein großer Teil dieses Gases durch die notwendige Kalzinierung der Rohstoffe. Um die Emissionen dieses Treibhausgases in Zukunft dennoch weiter zu verringern, werden derzeit Lösungen entwickelt, welche man unter dem Sammelbegriff Carbon Capture und Utilization zusammenfasst. Dazu gehören die Karbonatisierungsverfahren, welche das Ziel haben, das CO2 dauerhaft in chemisch stabilen Karbonaten zu binden. Die Karbonate können daraufhin deponiert oder gewinnbringend weiterverwendet werden. Mineralische Abfallstoffe können bei Temperaturen bis 80 °C und erhöhten CO2-Partialdrücken in unterschiedlichen Reaktoren direkt behandelt werden, wodurch sie das CO2 aufnehmen und ihre Deponierungseigenschaften teilweise verbessern. Indirekte Verfahren extrahieren die reaktiven Verbindungen (CaO, MgO) in einem Lösemittel, bevor sie mit dem Abgasstrom reagieren. Aus diesen indirekten Verfahren ist es möglich hochreine Kalzium- und Magnesiumkarbonate zu gewinnen, welche in der Papier- und Pharmaindustrie Verwendung finden. Karbonatisierungsversuche in einem als Batch-Reaktor betriebenen Autoklaven zeigen, dass Bypass-Stäube 150-300 kgCO2/tStaub und Flugaschen 180 kgCO2/tAsche aufnehmen können. Rostasche (70 kgCO2/tAsche) und Zementabbruchfeinanteil (20 kgCO2/tStaub) weisen hingegen schlechtere Aufnahmefähigkeiten auf.

AB - In der Baustoffindustrie sind alternative Energieträger keine vollständige Lösung für die Reduktion der Kohlendioxidemissionen. Bei der Zementherstellung entsteht ein großer Teil dieses Gases durch die notwendige Kalzinierung der Rohstoffe. Um die Emissionen dieses Treibhausgases in Zukunft dennoch weiter zu verringern, werden derzeit Lösungen entwickelt, welche man unter dem Sammelbegriff Carbon Capture und Utilization zusammenfasst. Dazu gehören die Karbonatisierungsverfahren, welche das Ziel haben, das CO2 dauerhaft in chemisch stabilen Karbonaten zu binden. Die Karbonate können daraufhin deponiert oder gewinnbringend weiterverwendet werden. Mineralische Abfallstoffe können bei Temperaturen bis 80 °C und erhöhten CO2-Partialdrücken in unterschiedlichen Reaktoren direkt behandelt werden, wodurch sie das CO2 aufnehmen und ihre Deponierungseigenschaften teilweise verbessern. Indirekte Verfahren extrahieren die reaktiven Verbindungen (CaO, MgO) in einem Lösemittel, bevor sie mit dem Abgasstrom reagieren. Aus diesen indirekten Verfahren ist es möglich hochreine Kalzium- und Magnesiumkarbonate zu gewinnen, welche in der Papier- und Pharmaindustrie Verwendung finden. Karbonatisierungsversuche in einem als Batch-Reaktor betriebenen Autoklaven zeigen, dass Bypass-Stäube 150-300 kgCO2/tStaub und Flugaschen 180 kgCO2/tAsche aufnehmen können. Rostasche (70 kgCO2/tAsche) und Zementabbruchfeinanteil (20 kgCO2/tStaub) weisen hingegen schlechtere Aufnahmefähigkeiten auf.

KW - carbonation

KW - CCU

KW - CCUS

KW - Carbon Capture

KW - Carbon dioxide

KW - CO2

KW - Bypass-dust

KW - Flyash

KW - Karbonatisierung

KW - CCS

KW - CCUS

KW - Kohlendioxid

KW - Carbon Capture

KW - CO2

KW - Zementherstellung

M3 - Masterarbeit

ER -