CO2 capture from industrial point sources and further development of amine reclaimer waste handling by incineration and biological treatment

Prosjektet har fire arbeidspakker som tar for seg ulike aspekter ved fangst av CO2 fra ulike typer store punktkilder, både fra gass- og kullfyrte kraftverk, og fra prosessindustrien. Problemstillingene i kraftbransjen og i prosessindustrien er forskjellig e, for eksempel har røykgass fra ulike industrielle kilder annen sammensetning enn røykgass fra kraftverk. Derfor har det i prosjektet vært utført en sammenligning mellom to teknologier: aminbasert fangst og avkjølt ammoniakk. Dette arbeidet har vist at b egge teknologier har fordeler og ulemper under ulike betingelser. CO2-fangst ved hjelp av avkjølt ammoniakk er fordelaktig dersom CO2-konsentrasjonen i røykgassen er forholdsvis høy samtidig som man har god tilgang på kaldt kjølevann. Fangst ved hjelp av aminløsning (monoetanolamin, MEA) er fordelaktig dersom CO2-konsentrasjonen er lavere, som for eksempel ved et gasskraftverk. MEA-basert fangst er heller ikke så avhengig av kaldt kjølevann. Energitilførsel til CO2-fangst i industrien er en særlig utfordr ing, og prosjektet har studert hvordan overskuddsvarme fra produksjonen kan brukes i et fangstanlegg. Ved aminbasert CO2-fangst dannes det avfall som i utgangspunktet må håndteres som farlig avfall. I prosjektet er det utviklet metoder for kjemisk karak terisering av aminavfall og nedbrytningsprodukter. Prosjektet har også sett på bruk av bakteriekulturer som metode for å behandle slikt avfall. Biologisk behandling viser seg å være en god metode, som i noen tilfeller vil kunne konkurrere med forbrenning av avfallet. Det er utviklet en prosess basert på nedbrytning av aminavfall uten luft-tilførsel, såkalt anaerob nedbrytning, der bakteriekulturene bryter aminavfallet ned til ufarlige kjemiske forbindelser. Forbrenning av aminbasert avfall kan effektivt og trygt skje i en sementovn. Prosjektet har vist at slik forbrenning i tillegg bidrar til å redusere utslipp av NOx (nitrøse gasser) fra sementproduksjonen.

Little attention are directed towards CO2 emitting point sources, although contribution from these is significant. Better knowledge is needed on CO2 capture from these industries. Focus is on reducing energy consumption through technology development and optimization. Acidic gases and dust in flue gas cause degradation. During regeneration, waste is collected in a reclaimer. This cause operational/environmental implications. Methods for handling/utilisation of ARW are needed. CO2 capture/energy integrat ion: Power intensive industries will not have sufficient energy available and a separate energy plant is needed. This gives additional CO2 that require capture. Case studies for representative industries: cement, aluminium and petrochemical. Areas address ed: How fuel will influence flue gas composition, the effect on the CO2 capture process and the need for pre-cleaning. A PhD will carry out the bulk of this work with a particular emphasis on the chilled ammonia process. Biodegradation of ARW: Experiment s will be done to promote and determine aerobic/anaerobic biodegradability. Culturing of samples in bioreactors for adaptation to ARW. By using ARW as the main source of organic carbon, bacteria that have ability to degrade the waste will be naturally sel ected. Chemical analyses and eco-toxicity test will be performed. One PhD student at Tel-Tek/TUC will perform the bulk of the work. NOx reduction using ARW in SNCR processes: Determination of to which degree ARW can be used for NOx reduction in cement ki lns/combustion systems. The project will involve lab. experiments at TUC as well as full-scale experiments at Norcem. One post doc fellowship followed by a PhD scholarship will carry out the bulk of the work. It is preferred that the PhD will do part of t he work in collaboration with DTU (Denmark). The goal is to increase the knowledge about CO2 capture, especially in the fields of power intensive industries and handling and utilisation of ARW