DE102024119812A1 - Methods for storing solid carbon and/or carbon dioxide - Google Patents
Methods for storing solid carbon and/or carbon dioxideInfo
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Abstract
Offenbart wird ein Verfahren zur Speicherung von festem Kohlenstoff und/oder Kohlendioxid.
A method for storing solid carbon and/or carbon dioxide is disclosed.
Description
Hintergrundbackground
Seit dem Beginn der industriellen Revolution ist ein außergewöhnlicher Anstieg klimawirkender Gase in der Atmosphäre zu verzeichnen. Insbesondere der vermehrte Ausstoß von Kohlendioxid aus Industrieanlagen führt dabei zu einer fortschreitenden globalen Erwärmung. Diesen Effekt und weitere verbundene negative Auswirkungen auf die Umwelt zu begrenzen, gehört zu den größten und dringlichsten Herausforderungen unserer Zeit.Since the beginning of the industrial revolution, there has been an extraordinary increase in greenhouse gases in the atmosphere. In particular, the increased emission of carbon dioxide from industrial plants is leading to progressive global warming. Limiting this effect and other associated negative impacts on the environment is one of the greatest and most urgent challenges of our time.
Ein wichtiger Schritt zur Erreichung dieses Ziels liegt in der Vermeidung industrieller Kohlendioxid-Emissionen. Dies erfordert oft eine grundsätzliche Umstellung der entsprechenden Prozesse. In vielen Fällen kann die Emission von Kohlendioxid vermieden werden, indem fossile Brennstoffe durch Wasserstoff als Energieträger ersetzt werden. Dieser wichtige Pfad zur Begrenzung der Kohlendioxid-Emissionen ist aktuell noch begrenzt durch die limitierte Verfügbarkeit von klimaneutral hergestelltem Wasserstoff. Letzterer kann im industriellen Maßstab z.B. über Elektrolyse oder die Dampfreformierung von Methan erzeugt werden.A key step towards achieving this goal lies in avoiding industrial carbon dioxide emissions. This often requires a fundamental transformation of the relevant processes. In many cases, carbon dioxide emissions can be avoided by replacing fossil fuels with hydrogen as an energy carrier. This important pathway for limiting carbon dioxide emissions is currently still limited by the restricted availability of climate-neutral hydrogen. The latter can be produced on an industrial scale, for example, via electrolysis or steam reforming of methane.
Die Elektrolyse von Wasserstoff ist technisch aufwändig und benötigt große Mengen an Energie. Um die Wasserstoffproduktion klimafreundlich zu gestalten, muss diese Energie möglichst grün sein, d.h. ohne oder unter minimalem Ausstoß von Kohlendioxid erzeugt werden. Da auch die Verfügbarkeit grüner Energie aktuell in vielen Teilen der Welt noch beschränkt ist, wird für die Wasserstoffproduktion im industriellen Maßstab oft auf die technisch deutlich einfachere und energieeffizientere Methode der Dampfreformierung von Methan zurückgegriffen. Hierbei wird allerdings Kohlendioxid freigesetzt.Hydrogen electrolysis is technically complex and requires large amounts of energy. To make hydrogen production climate-friendly, this energy must be as green as possible, meaning it must be generated with no or minimal carbon dioxide emissions. Since the availability of green energy is currently limited in many parts of the world, the technically much simpler and more energy-efficient method of steam reforming methane is often used for industrial-scale hydrogen production. However, this process does release carbon dioxide.
So kommt es bei der grünen Transformation vieler industrieller Prozesse, z.B. in der Stahlindustrie, oft zu Kohlendioxid-Restemissionen. Andere industriell entstehende Kohlendioxid-Emissionen, etwa bei der Herstellung von Zement oder der Abfallverbrennung, lassen sich aktuell (noch) nicht (wirtschaftlich) durch alternative Prozesse vermeiden. Um eine klimaschädliche Wirkung des in den Prozessen entstehenden Kohlendioxid in der Atmosphäre zu vermeiden, kann dieses abgeschieden und permanent geologisch gespeichert werden. Diese Methode ist auch als Carbon Capture & Storage (CCS) bekannt.The green transformation of many industrial processes, such as in the steel industry, often results in residual carbon dioxide emissions. Other industrially generated carbon dioxide emissions, such as those from cement production or waste incineration, cannot currently be avoided (economically) through alternative processes. To prevent the climate-damaging effects of the carbon dioxide produced in these processes from entering the atmosphere, it can be captured and permanently stored geologically. This method is also known as Carbon Capture and Storage (CCS).
In aktuell etablierten CCS-Verfahren wird das anfallende Kohlendioxid als Gas, Flüssigkeit oder überkritisches Fluid gespeichert. Wünschenswert wäre es auf längerfristige Sicht aber auch, das Kohlendioxid so aufzuspalten, dass der enthaltene Kohlenstoff als Feststoff anfällt und der enthaltene Sauerstoff entweder in die Atmosphäre abgegeben wird oder in weiteren Prozessen bzw. Prozessschritten verwendet werden kann.In currently established CCS processes, the resulting carbon dioxide is stored as a gas, liquid, or supercritical fluid. In the long term, however, it would be desirable to split the carbon dioxide in such a way that the carbon it contains is released as a solid and the oxygen it contains is either released into the atmosphere or can be used in further processes or process steps.
Ein energieeffizienter alternativer Prozess, der die Herstellung von Wasserstoff in industriellem Maßstab erlaubt, ist die Pyrolyse von Methan. Hierbei wird Methan unter Bildung von Wasserstoff und festem Kohlenstoff aufgespalten
Ziel der aktuellen Erfindung ist es, den so oder auf andere Weise erhaltenen festen Kohlenstoff gemeinsam mit Kohlendioxid - also als Gemisch aus Kohlendioxid-haltigem Fluid und festem Kohlenstoff - geologisch zu speichern. Dabei kann der Kohlenstoff die Speicherung des Kohlendioxids positiv unterstützen, z.B. durch Adsorption von Kohlendioxid an der Oberfläche des eingemischten Pulvers oder durch Stabilisierung der involvierten geologischen Strukturen.The aim of the current invention is to geologically store the solid carbon obtained in this or other ways together with carbon dioxide – i.e., as a mixture of carbon dioxide-containing fluid and solid carbon. The carbon can positively support the storage of the carbon dioxide, e.g., by adsorbing carbon dioxide on the surface of the mixed powder or by stabilizing the geological structures involved.
ZusammenfassungSummary
Die Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.The invention is defined by the attached claims.
Insbesondere wird ein Verfahren zur Speicherung von festem Kohlenstoff und/oder Kohlendioxid bereitgestellt, aufweisend die Schritte:
- a) Bereitstellen einer ersten Zusammensetzung aufweisend Kohlenstoff in Festkörperform und Bereitstellen einer zweiten Zusammensetzung aufweisend ein Kohlendioxidhaltiges Fluid; und
- b) Mischen der ersten und zweiten Zusammensetzung zu einer dritten Zusammensetzung;
- c) Speicherung der dritten Zusammensetzung in einem Untergrundspeicher einer Speicherstätte.
- a) Providing a first composition comprising carbon in solid form and providing a second composition comprising a carbon dioxide-containing fluid; and
- b) Mixing the first and second compositions to form a third composition;
- c) Storage of the third composition in an underground storage facility.
Kurze FigurenbeschreibungBrief character description
-
1 illustriert schematisch den Aufbau des Verfahrens.1 schematically illustrates the structure of the procedure.
Eingehende BeschreibungDetailed description
EinleitungIntroduction
Um die Freisetzung von klimaschädlichem Kohlendioxid, das in Industrieprozessen anfällt, zu vermeiden oder bereits in der Atmosphäre befindliches Kohlendioxid wieder zu entfernen, wird in bereits etablierten Prozessen Kohlendioxid abgeschieden und anschließend als Fluid, insbesondere als Gas, Flüssigkeit und/oder überkritisches Fluid, in unterirdischen geologischen Strukturen gespeichert. Diese Methode ist als Carbon Capture & Storage (CCS) bekannt, die entsprechenden etablierten Anlagen und Prozesse sind Stand der Technik. Speicherung im Sinne der Offenbarung bedeutet, dass es zu einem initialen Verortung der Komponente in der Speicherstätte kommt, es aber nicht vollkommen ausgeschlossen ist, dass eine Komponente nach initialer Verortung der Komponente in der Speicherstätte aus der Speicherstätte mindestens zum Teil entweichen kann.To prevent the release of climate-damaging carbon dioxide generated in industrial processes, or to remove carbon dioxide already present in the atmosphere, carbon dioxide is captured in established processes and subsequently stored as a fluid, particularly as a gas, liquid, and/or supercritical fluid, in underground geological structures. This method is known as Carbon Capture & Storage. (CCS) is known; the corresponding established facilities and processes are state of the art. Storage within the meaning of the disclosure means that the component is initially located in the storage location, but it is not completely excluded that a component may escape from the storage location, at least partially, after initial location.
Die Idee ist nun, das Kohlendioxid nicht pur, sondern in Verbindung mit festem Kohlenstoff zu speichern. Die Mischung ist idealerweise ein Aerosol oder eine Dispersion. Der in dem Aerosol bzw. in der Dispersion enthaltene feste Kohlenstoff kann als Adsorptionsmittel für das Kohlendioxid wirken und so eine sichere Speicherung unterstützen. Zudem kann der eingebrachte Feststoff die Stabilität der geologischen Speicherstrukturen unterstützen. Gleichzeitig würden die positiven Effekte Kohlendioxid vermeidender Prozesse weiter gesteigert, sodass diese Technologien weiter an Attraktivität gewinnen.The idea is to store carbon dioxide not in its pure form, but in combination with solid carbon. Ideally, the mixture is an aerosol or a dispersion. The solid carbon contained in the aerosol or dispersion can act as an adsorbent for the carbon dioxide, thus supporting safe storage. Furthermore, the added solid can enhance the stability of the geological storage structures. At the same time, the positive effects of carbon dioxide avoidance processes would be further increased, making these technologies even more attractive.
Herkunft Kohlendioxid und KohlenstoffOrigin of carbon dioxide and carbon
Das Kohlendioxid kann dabei z.B. aus Industrieprozessen, z.B. aus der Produktion von Wasserstoff, direkt reduziertem Eisen, Roheisen, Stahl, Glas oder Zement oder direkt aus der Atmosphäre stammen und über entsprechende Prozesse abgeschieden werden. Der feste Kohlenstoff kann z.B. aus einem Kohlendioxid-Emissionsvermeidenden Prozess, z.B. der Herstellung von Wasserstoff mittels Pyrolyse eines Kohlenwasserstoffs, insbesondere Erdgas, Biogas, Methan oder eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs stammen oder aus anderen Verfahren, z.B. solchen, die (abgeschiedenes) Kohlendioxid spalten bzw. weiter umsetzen. Das gespeicherte Kohlendioxid und der gespeicherte Kohlenstoff können dabei aus dem gleichen Prozess bzw. der gleichen Prozesskette oder aus unterschiedlichen Prozessen bzw. Prozessketten stammen. Somit ist es insbesondere möglich, die bei industriellen Prozessen in die Atmosphäre ausgestoßene Menge an Kohlendioxid zu reduzieren.The carbon dioxide can originate from industrial processes, such as the production of hydrogen, directly reduced iron, pig iron, steel, glass, or cement, or directly from the atmosphere and be captured through appropriate processes. The solid carbon can originate from processes that avoid carbon dioxide emissions, such as the production of hydrogen via the pyrolysis of a hydrocarbon, particularly natural gas, biogas, methane, or an aliphatic hydrocarbon, or from other processes, such as those that split or further utilize (captured) carbon dioxide. The stored carbon dioxide and the stored carbon can originate from the same process or process chain, or from different processes or process chains. This makes it possible, in particular, to reduce the amount of carbon dioxide emitted into the atmosphere during industrial processes.
Offenbarungrevelation
Bei der hier vorliegenden Offenbarung wird dem Kohlendioxid, bzw. einem Kohlendioxid-haltigen Fluid, zusätzlich Kohlenstoff beigemischt. Der Kohlenstoff kann in Festkörperform als fluid-förderfähiges Schüttgut, insbesondere als Pulver, vorliegen. Vorteilhafterweise weisen die Kohlenstoffpartikel eine hohe spezifische Oberfläche auf, so dass eine hohe Adsorption von Kohlendioxid-haltigem Fluid gegeben ist.In the disclosure presented here, carbon is added to carbon dioxide or a carbon dioxide-containing fluid. The carbon can be in solid form as a fluid-conveyable bulk material, particularly as a powder. Advantageously, the carbon particles have a high specific surface area, resulting in high adsorption of the carbon dioxide-containing fluid.
Es wird daher ein Verfahren zur Speicherung von festem Kohlenstoff und/oder Kohlendioxid offenbart, aufweisend die Schritte:
- a) Bereitstellen einer ersten Zusammensetzung aufweisend Kohlenstoff in Festkörperform und Bereitstellen einer zweiten Zusammensetzung aufweisend ein Kohlendioxidhaltiges Fluid;
- b) Mischen der ersten und zweiten Zusammensetzung zu einer dritten Zusammensetzung; und
- c) Speicherung der dritten Zusammensetzung in einem Untergrundspeicher einer Speicherstätte.
- a) Providing a first composition comprising carbon in solid form and providing a second composition comprising a carbon dioxide-containing fluid;
- b) Mixing the first and second compositions to form a third composition; and
- c) Storage of the third composition in an underground storage facility.
Die Versetzung des Kohlendioxid-haltigen Fluids und des festen Kohlenstoffes kann dabei an oder fernab von den jeweiligen Orten ihrer Entstehung und/oder der Speicherung erfolgen. Um einen positiven Effekt auf die Kohlendioxid-Speicherung zu erzielen, kann der feste Kohlenstoff zeitlich und/oder örtlich gemeinsam mit dem Kohlendioxid oder unabhängig davon in einen Untergrundspeicher eingeleitet werden.The displacement of the carbon dioxide-containing fluid and the solid carbon can take place at or far from their respective points of origin and/or storage. To achieve a positive effect on carbon dioxide storage, the solid carbon can be introduced into an underground storage facility either simultaneously with the carbon dioxide or independently, either temporally and/or spatially.
Kohlendioxid aus der ersten Zusammensetzung kann an den Kohlenstoff aus der zweiten Zusammensetzung teilweise oder vollständig adsorbiert vorliegen.Carbon dioxide from the first composition can be partially or completely adsorbed onto the carbon from the second composition.
Beschreibung Kohlendioxid-haltiges FluidDescription: Carbon dioxide-containing fluid
Das Fluid für die Einmischung des festen Kohlenstoffs kann ein Gas, eine Flüssigkeit und/oder ein überkritisches Fluid sein. Die Mischung aus Kohlenstoff und Fluid kann demnach ein Aerosol oder eine Dispersion sein.The fluid used to mix in the solid carbon can be a gas, a liquid, and/or a supercritical fluid. The resulting mixture of carbon and fluid can therefore be an aerosol or a dispersion.
Das Fluid kann mindestens 10 Vol.-% Kohlendioxid, 20 Vol.-% Kohlendioxid, 30 Vol.-% Kohlendioxid, 40 Vol.-% Kohlendioxid, 50 Vol.-% Kohlendioxid, 60 Vol.-% Kohlendioxid, 70 Vol.-% Kohlendioxid, 80 Vol.-% Kohlendioxid oder 90 Vol.-% Kohlendioxid enthalten.The fluid can contain at least 10 vol.% carbon dioxide, 20 vol.% carbon dioxide, 30 vol.% carbon dioxide, 40 vol.% carbon dioxide, 50 vol.% carbon dioxide, 60 vol.% carbon dioxide, 70 vol.% carbon dioxide, 80 vol.% carbon dioxide or 90 vol.% carbon dioxide.
Beschreibung KohlenstoffDescription of carbon
Im Pulver liegt der Kohlenstoff als Partikel vor. Der Durchmesser der Kohlenstoffpartikel kann 1 Nanometer bis 1000 Mikrometer betragen. Die spezifische Oberfläche (nach BET Verfahren gemäß ISO 9277) kann mindestens 10, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 500, 1000, 2000 m2/g, oder mehr, betragen.In the powder, the carbon is present as particles. The diameter of the carbon particles can range from 1 nanometer to 1000 micrometers. The specific surface area (calculated using the BET method according to ISO 9277) can be at least 10, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 500, 1000, 2000 m²/g, or more.
Vorteilhafterweise weisen die Kohlenstoffpartikel eine hohe spezifische Oberfläche auf, so dass eine hohe Adsorption von Kohlendioxid-haltigem Fluid gegeben ist.Advantageously, the carbon particles have a high specific surface area, resulting in high adsorption of carbon dioxide-containing fluid.
Um eine erhöhte spezifische Oberfläche zu erreichen, kann das Herstellungsverfahren für den Kohlenstoff, z.B. die Methanpyrolyse, unter Bedingungen durchgeführt werden, die die spezifische Oberfläche erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann dem Herstellungsverfahren für den Kohlenstoff ein oder mehrere Bearbeitungsschritte nachgeschaltet werden, der die Oberfläche des Kohlenstoffs hin zu höherer spezifischer Oberfläche verändert.To achieve an increased specific surface area, the manufacturing process for the Carbon production, e.g., methane pyrolysis, can be carried out under conditions that increase the specific surface area. Alternatively or additionally, one or more processing steps can be added to the carbon production process to modify the surface area of the carbon towards a higher specific surface area.
Beschreibung MischungDescription Mixture
Das Gemisch aus Kohlendioxid-haltigem Fluid und festem Kohlenstoff kann einen Druck im Bereich von ≥ 1 bar und ≤ 400 bar, ≥ 10 bar und ≤ 400 bar oder ≥ 80 bar und ≤ 400 bar und/oder eine Temperatur im Bereich von ≥ -56,6 °C und ≤ 250 °C, ≥ -14 °C und ≤ 250 °C, oder ≥ 0 °C und ≤ 250 °C aufweist. Die Messstelle für diese Werte kann der Eingang der Förderleitung für die Mischung in den Speicher sein.The mixture of carbon dioxide-containing fluid and solid carbon can have a pressure in the range of ≥ 1 bar and ≤ 400 bar, ≥ 10 bar and ≤ 400 bar, or ≥ 80 bar and ≤ 400 bar, and/or a temperature in the range of ≥ -56.6 °C and ≤ 250 °C, ≥ -14 °C and ≤ 250 °C, or ≥ 0 °C and ≤ 250 °C. The measuring point for these values can be the inlet of the delivery line for the mixture into the storage tank.
Optionales Beimischen einer FlüssigkeitOptional addition of a liquid
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Bereitstellens der ersten Zusammensetzung umfassen der umfasst: Bereitstellen von Kohlenstoff in Festkörperform, Mischen des Kohlenstoffs in Festköperform mit einem Fluid, insbesondere Wasser zu der ersten Zusammensetzung.The process may further include a step of providing the first composition which comprises: providing carbon in solid form, mixing the carbon in solid form with a fluid, in particular water, to form the first composition.
Dabei kann das Versetzen mit dem Fluid erst in der oder auf dem Weg in die Speicherstätte selbst erfolgen.The transfer of the fluid can only take place in or on the way to the storage site itself.
Daher kann Schritt des Mischens des Kohlenstoffs in Festköperform mit einem Fluid,
- a) in der Speicherstätte erfolgen, ferner umfassend getrenntes Einleiten der ersten Zusammensetzung und der zweiten Zusammensetzung in den Untergrundspeichen; oder
- b) auf dem Transport zur Speicherstätte erfolgen, ferner umfassend Einleiten der dritten Zusammensetzung in den Untergrundspeicher.
- a) take place in the storage facility, furthermore including comprehensive separate introduction of the first composition and the second composition into the underground storage tanks; or
- b) during transport to the storage site, and furthermore including the introduction of the third composition into the underground storage facility.
Beschreibung UntergrundspeicherDescription of underground storage
Die verwendeten Untergrundspeicher können natürliche oder künstliche Speicher, z.B. Poren- oder Kavernenspeicher sein.The underground storage facilities used can be natural or artificial, e.g. pore or cavern storage facilities.
Porenspeicher sind üblicherweise natürlich vorkommende, poröse geologische Strukturen. Die Porengröße kann dabei sowohl mikroskopische als auch makroskopische Ausmaße haben. Porenspeicher können dabei z.B. ausgeförderte Erdöl- oder Erdgasreservoire, saline Aquifere, Kohleflöze oder Basalte sein.Pore reservoirs are typically naturally occurring, porous geological structures. The pore size can be both microscopic and macroscopic. Examples of pore reservoirs include depleted oil or gas reservoirs, saline aquifers, coal seams, or basalts.
Kavernenspeicher sind üblicherweise künstlich geschaffene, große Hohlräume in der Größenordnung mehrerer Meter bis mehrerer hundert Meter Durchmesser bzw. Höhe. Diese können z.B. über das Aussolen unterirdischer Salzstöcke oder auf andere Weise bergmännisch geschaffen werden.Cavern storage facilities are typically large, artificially created cavities ranging in size from several meters to several hundred meters in diameter or height. These can be created, for example, by leaching underground salt domes or through other mining methods.
Kohlendioxid liegt in diesen Speichern üblicherweise als Gas, als Flüssigkeit und/oder als überkritisches Fluid pur oder z.B. als wässrige Lösung vor. Die Speicherung kann rein physikalisch erfolgen und/oder durch physikalische und/oder chemische Bindung bzw. Mineralisierung unterstützt werden.Carbon dioxide in these storage facilities is typically present as a gas, a liquid, and/or a supercritical fluid, either pure or, for example, as an aqueous solution. Storage can be purely physical and/or supported by physical and/or chemical binding or mineralization.
Beschreibung AnlageDescription of the facility
Ferner wird eine Anlage zur Speicherung von festem Kohlenstoff und/oder Kohlendioxid, offenbart, die folgende Einheiten umfasst:
- a) eine Einheit zum Bereitstellen einer ersten Zusammensetzung aufweisend Kohlenstoff in Festkörperform und eine Einheit zum Bereitstellen einer zweiten Zusammensetzung aufweisend ein Kohlendioxid-haltiges Fluid;
- b) eine Einheit zum Mischen der ersten und zweiten Zusammensetzung zu einer dritten Zusammensetzung; und
- c) eine Einheit zur Speicherung der dritten Zusammensetzung in einem Untergrundspeicher einer Speicherstätte.
- a) comprising a unit for providing a first composition comprising carbon in solid form and a unit for providing a second composition comprising a carbon dioxide-containing fluid;
- b) a unit for mixing the first and second compositions to form a third composition; and
- c) a unit for storing the third composition in an underground storage facility of a storage site.
Die Anlage ist insbesondere eingerichtet das Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, durchzuführen.The facility is specifically designed to carry out the procedure as described above.
Die Anlage kann ferner eine Anlagensteuerung zur Steuerung und/oder Regelung der Anlage und ihrer Prozessführung gemäß der oben beschriebenen Verfahren umfassen.The system may also include a plant control system for controlling and/or regulating the system and its process control according to the procedures described above.
Die Anlage kann ferner eine Anlageninstrumentierung zur Datenerfassung des Anlagen- und Prozessverhalten zur Überwachung, Evaluierung und/oder Optimierung des Systemverhaltens umfassen.The system may also include instrumentation for data acquisition of system and process behavior for monitoring, evaluation and/or optimization of system behavior.
Beispielhafte KohlenstoffquelleExemplary carbon source
Bei der vorliegenden Offenbarung kann kohlenwasserstoffhaltiges Gas in die Eisenschmelze oder/und Schlacke in einem Reaktorraum eingeführt werden. Die Temperaturen von über 1000°C in der Eisenschmelze oder/und Schlacke (oder auch niedrigen Temperaturen bei Verwendung von Katalysatoren) ermöglichen die Methanpyrolyse und somit die Erzeugung von freiem Kohlenstoff und Wasserstoff direkt in der Eisenschmelze oder/und Schlacke, ohne dass der Wasserstoff in einem separaten Vorgang vor Einführen in die Eisenschmelze oder/und Schlacke hergestellt werden muss. Somit ist es möglich die Energie, die für das Erwärmen und Einschmelzen der Einsatzstoffe (z.B. Eisen, Eisenerz) benötigt wird, auch für die Erzeugung von freiem Kohlenstoff und Wasserstoff und damit dem Reduktionsmittel einzusetzen.In the present disclosure, hydrocarbon-containing gas can be introduced into the molten iron and/or slag in a reactor chamber. Temperatures exceeding 1000°C in the molten iron and/or slag (or even lower temperatures when using catalysts) enable methane pyrolysis and thus the production of free carbon and hydrogen directly in the molten iron and/or slag, without the need to produce the hydrogen in a separate process before introducing it into the molten iron and/or slag. This makes it possible to utilize the energy required for heating and Melting the raw materials (e.g. iron, iron ore) is required, also for the production of free carbon and hydrogen and thus for use as a reducing agent.
Der erhaltene Kohlenstoff und Wasserstoff kann mit den Metalloxiden des Eisenerzes reagieren, um das Metalloxid zu Metall zu reduzieren. Dabei entstehen als Seitenprodukt im Wesentlichen Kohlendioxid und Wasser. Eventuell anfallende nicht bei der Reduktion verbrauchte gasförmige und feste Produkte der Methanpyrolyse können aus dem Reaktorraum abgetrennt und somit wiedergewonnen werden.The carbon and hydrogen obtained can react with the metal oxides of the iron ore to reduce the metal oxide to the metal. The main byproducts are carbon dioxide and water. Any gaseous and solid products of the methane pyrolysis that are not consumed during the reduction process can be separated from the reactor chamber and thus recovered.
Das offenbarte Verfahren kann daher ein Verfahren zur Herstellung von festem Kohlenstoff, sowie optional auch Stahl, Ferrolegierungen oder Roheisen umfassen, aufweisend die Schritte:
- - Bereitstellen einer Schmelzofenanlage mit zumindest einer Elektrode oder/und Induktionsspule zur elektrischen Energieeinbringung, wobei in dem Reaktorraum der Schmelzofenanlage eine Eisenschmelze und/oder Schlacke vorliegt, erhalten aus zumindest einem Einsatzstoff;
- - Einführen eines kohlenwasserstoffhaltigen ersten Gases in die Eisenschmelze und/oder Schlacke über eine Gaseinführungsvorrichtung;
- - Zumindest teilweises pyrolytisches Umsetzen des Gases zu festem Kohlenstoff und zumindest einem zweiten Gas, wobei das zumindest zweite Gas gegenüber Metalloxid eine reduzierende Wirkung aufweist; und
- - Erhalten von Kohlenstoff, und optional Stahl, Ferrolegierungen oder Roheisen.
- - Providing a melting furnace system with at least one electrode and/or induction coil for electrical energy input, wherein molten iron and/or slag is present in the reactor space of the melting furnace system, obtained from at least one feedstock;
- - Introducing a hydrocarbon-containing first gas into the molten iron and/or slag via a gas introduction device;
- - At least partial pyrolytic conversion of the gas to solid carbon and at least one second gas, wherein the at least second gas exhibits a reducing effect towards metal oxide; and
- - Obtaining carbon, and optionally steel, ferroalloys or pig iron.
Der mindestens eine feste und/oder flüssige Einsatzstoff kann 0-3 Gew.-%, 0-2 Gew.-% oder 0-1 Gew.-% Kohlenstoff umfassen.The at least one solid and/or liquid ingredient may comprise 0-3 wt.%, 0-2 wt.% or 0-1 wt.% carbon.
Das Verfahren ist auch geeignet, Einsatzstoffe mit niedrigen Kohlenstoffanteil zu verwenden, da bei der Pyrolyse fester Kohlenstoff entsteht.The process is also suitable for using feedstocks with a low carbon content, since solid carbon is produced during pyrolysis.
Vorteilhafterweise ist es daher mit dem Verfahren möglich, den Kohlenstoffanteil in Einsatzstoffen mit nur niedrigem Kohlenstoffanteil zu erhöhen, um somit beispielsweise den Kohlenstoffanteil auf über 3 Gew.-%, wie er für Roheisen typisch ist, zu erhöhen.Advantageously, this process makes it possible to increase the carbon content in feedstocks with only a low carbon content, for example to increase the carbon content to over 3 wt%, as is typical for pig iron.
Der Einsatzstoff kann Metallerze, Metall (z.B. Schrott), Schlackenbildner, und/oder Substanzen umfassend Kohlenstoff umfassen.The feedstock can include metal ores, metal (e.g. scrap), slag formers, and/or substances comprising carbon.
Durch das Verfahren kann auch erreicht werden, dass auf die Zugabe von Kohlenstoff aus anderen Quellen als dem kohlenwasserstoffhaltigen ersten Gas weitgehend oder ganz verzichtet werden kann.The process can also make it possible to largely or completely dispense with the addition of carbon from sources other than the hydrocarbon-containing first gas.
Der in den Reaktorraum eingeführte Kohlenstoff soll zu 5-100 Gew.-% aus dem kohlenwasserstoffhaltigen ersten Gas bezogen auf die Gesamtmenge von Kohlenstoff in der Gesamtheit aus kohlenwasserstoffhaltigen ersten Gas und Einsatzstoff.The carbon introduced into the reactor chamber should consist of 5-100 wt% from the hydrocarbon-containing first gas, based on the total amount of carbon in the hydrocarbon-containing first gas and feedstock.
Der Einsatzstoff kann ein Eisenträger mit einem Metallisierungsgrad von 50%-100% oder 60%-95% sein.The feedstock can be an iron carrier with a metallization level of 50%-100% or 60%-95%.
Somit ist es vorteilhafterweise möglich mit dem Verfahren unvollständig reduziertes Material allein oder als Teilmenge einzusetzen.Therefore, it is advantageously possible to use incompletely reduced material alone or as a subset with this method.
Beispielsweise kann unvollständig reduziertes Material Direct Reduced Iron oder/und Hot Briquetted Iron sein.For example, incompletely reduced material can be Direct Reduced Iron and/or Hot Briquetted Iron.
Die Menge des eingeführten ersten Gases kann ausreichen, die Metallschmelze auf einen vorbestimmten Kohlenstoffgehalt, optional mindestens 3 Gew.-%, einzustellen.The amount of the first gas introduced may be sufficient to adjust the metal melt to a predetermined carbon content, optionally at least 3 wt.%.
Somit kann vorteilhafter beispielsweise Roheisen gewonnen werden.This makes it more advantageous, for example, to produce pig iron.
Sobald es infolge der Menge und/oder Zusammensetzung des eingeführten ersten Gases zur Bildung von festem Kohlenstoff und/oder kohlenstoffhaltigen Verbindungen außerhalb der Metallschmelze kommt, können diese in der Schlacke auftreten.As soon as the quantity and/or composition of the first gas introduced leads to the formation of solid carbon and/or carbon-containing compounds outside the molten metal, these can appear in the slag.
Die kohlenstoffhaltigen Verbindungen können freier Kohlenstoff oder gasförmige Kohlenstoffverbindungen sein.The carbon-containing compounds can be free carbon or gaseous carbon compounds.
Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft, da feste oder gasförmige Kohlenstoffverbindung bei dem Verfahren gewonnen werden können.This approach is advantageous because solid or gaseous carbon compounds can be obtained through the process.
Somit kann die Bildung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen in der Atmosphäre und/oder von Kohlenstoff als Feststoff erfolgen und diese Verbindungen und der Kohlenstoff können aus dem Reaktorraum entnommen werden.Thus, the formation of carbon-containing compounds in the atmosphere and/or of carbon as a solid can occur, and these compounds and the carbon can be removed from the reactor space.
Der Energieeintrag kann durch die Elektrode oder/und Induktionsspule und/oder die eingeführte Menge und/oder Einlasstemperatur des ersten Gases gesteuert werden.The energy input can be controlled by the electrode and/or induction coil and/or the quantity introduced and/or the inlet temperature of the first gas.
Die Gaseinführung kann ganz oder in Teilmengen bei Ausführung einer Hohlelektrode durch dieselbe und/oder durch eine separate Gaseinführungsvorrichtung erfolgen. Wenn die Gaseinführungsvorrichtung eine Lanze ist, kann die stoffliche Umsetzung zusätzlich über die Position des Auslasses der Lanze im Reaktorraum gesteuert werden.The gas can be introduced completely or in portions through the same hollow electrode and/or through a separate gas introduction point. The gas introduction device is used. If the gas introduction device is a lance, the chemical reaction can also be controlled via the position of the lance's outlet in the reactor chamber.
Die Lanze ist mindestens vertikal bewegbar und somit kann die vertikale Position des Auslasses der Lanze im Reaktorraum gesteuert werden. Auf diese Weise kann gesteuert werden, auf welcher Höhe innerhalb der Schmelze oder der Schlacke erstes Gas austritt.The lance is movable at least vertically, thus allowing control of the vertical position of the lance outlet within the reactor chamber. This, in turn, allows control over the height at which the first gas escapes within the molten metal or slag.
Durch gleichzeitiges Steuern von mindestens zwei der genannten oder weiterer Faktoren kann der Prozess der Methanpyrolyse bzw. der Metallurgie über geeignete Messsensoren überwacht und über die Aktoren geregelt geführt werden. Zur Optimierung der Prozessführung können geeignete modell- oder datengestützte (mit und ohne Einsatz von KI) Algorithmen zum Einsatz gebracht werden.By simultaneously controlling at least two of the aforementioned factors, or additional factors, the methane pyrolysis or metallurgy process can be monitored using suitable sensors and controlled via actuators. Appropriate model- or data-driven algorithms (with and without the use of AI) can be employed to optimize process control.
Das erste Gas kann bei dem Einführen am Einlass der Gaseinführungsvorrichtung eine Temperatur von 25°C (Umgebungs- bzw. Raumtemperatur bis 1000°C, bevorzugt 400°C bis 800°C aufweisen.The first gas can have a temperature of 25°C (ambient or room temperature up to 1000°C, preferably 400°C to 800°C) when introduced at the inlet of the gas introduction device.
Grundsätzlich kann das erste Gas auch bei Raumtemperatur eingeführt werden, und ein Erwärmen des Gases auf eine gewünschte Reaktionstemperatur kann im Reaktorraum erfolgen. Es kann aber auch gewünscht sein, dass erste Gas auf eine Temperatur über Raumtemperatur aufzuwärmen, um den Prozess der Methanpyrolyse zu optimieren.In principle, the initial gas can be introduced at room temperature, and heating it to the desired reaction temperature can take place in the reactor chamber. However, it may also be desirable to heat the initial gas to a temperature above room temperature in order to optimize the methane pyrolysis process.
Die Temperatur in der Metallschmelze während des Betriebes kann 1000°-1700°C betragen.The temperature in the molten metal during operation can be 1000°-1700°C.
Die Versorgung der Gaseinführungsvorrichtung ist außerhalb des Reaktorraums angeordnet. Dies bedeutet, dass der Einspeiseort des ersten Gases vom Reaktorraum beabstandet ist.The gas supply system is located outside the reactor chamber. This means that the point of entry for the first gas is separated from the reactor chamber.
In dem zweiten Gas kann ein Verhältnis in Vol.-% von (H2 + CO) zu (H2O + Kohlendioxid) größer als 10, 30, 50, 70 oder 90 vorliegen.The second gas may have a ratio in vol.-% of (H 2 + CO) to (H 2 O + carbon dioxide) greater than 10, 30, 50, 70 or 90.
Das erste Gas kann vor dem Einführen in Zusammensetzung und/oder Temperatur und/oder Druck konditioniert werden.The first gas can be conditioned in composition and/or temperature and/or pressure before being introduced.
Somit können die Reaktionsbedingungen der Methanpyrolyse und der Metallurgie optimiert werden.This allows the reaction conditions of methane pyrolysis and metallurgy to be optimized.
Der freie Kohlenstoff kann
- - ausschließlich in der Metallschmelze gelöst sein,
- - in der Metallschmelze gelöst sein und in der Schlacke vorliegen, oder
- - in der Metallschmelze gelöst sein, in der Schlacke vorliegen und/oder als eigenständiger Feststoff im Reaktorraum vorliegen.
- - be dissolved exclusively in the molten metal,
- - be dissolved in the molten metal and present in the slag, or
- - be dissolved in the molten metal, present in the slag and/or exist as a separate solid in the reactor space.
Wenn der freie Kohlenstoff ausschließlich in der Metallschmelze gelöst sein soll, wird nur so viel erstes Gas eingeführt, dass die Metallschmelze auf den gewünschten Kohlenstoffgehalt (maximal bis zu Kohlenstoffsättigung) herangeführt wird.If the free carbon is to be dissolved exclusively in the molten metal, only enough first gas is introduced to bring the molten metal up to the desired carbon content (maximum up to carbon saturation).
Wenn freier Kohlenstoff außerhalb der Metallschmelze vorliegen soll, wird die Methanpyrolyse mit Kohlenstoffüberschuss gefahren. Überschuss an freiem Kohlenstoff kann dem Reaktor in fester Form entnommen, und/oder das gebildete CO bzw. Kohlendioxid aus dem Reaktorraum entfernt werden. Diese Produkte können für andere Zwecke wiederverwendet werden.If free carbon is required outside the molten metal, methane pyrolysis is carried out with excess carbon. Excess free carbon can be removed from the reactor in solid form, and/or the CO or carbon dioxide produced can be removed from the reactor chamber. These products can be reused for other purposes.
Daher kann das Verfahren die folgenden Schritte aufweisen:
- - Erzeugen eines ersten Produktes aufweisend freien Kohlenstoff außerhalb der Schmelze, und
- - Entnahme des Produktes.
- - Production of a first product exhibiting free carbon outside the melt, and
- - Removal of the product.
Ferner kann das Verfahren den folgenden Schritt aufweisen:
- - Umarbeiten bzw. Aufbereiten des ersten Produktes zu einem zweiten Produkt umfassend freien Kohlenstoff.
- - Reworking or processing the first product into a second product containing free carbon.
Das Produkt kann z.B. atomarer Kohlenstoff, Graphit, oder Fullerene sein. Weiterverarbeite Produkte können Carbon Black, Nanotubes oder Graphen sein. Dieses Produkt stellt festen Kohlenstoff im Sinne dieser Offenbarung dar.The product can be, for example, atomic carbon, graphite, or fullerenes. Further processed products can be carbon black, nanotubes, or graphene. This product represents solid carbon as defined in this disclosure.
Das erste Produkt kann für die Herstellung jeglichen zweiten Produkts verwendet werden, für das man als Ausgangsprodukt freien Kohlenstoff verwendet.The first product can be used to produce any second product that uses free carbon as a starting material.
Das Verfahren kann ferner die Schritte aufweisen:
- - zumindest teilweises Entnehmen von Gas aus dem Reaktorraum;
- - Entfernen der nichtreduzierenden Anteile aus dem entnommenen Gas und/oder Entnahme der reduzierenden Gasanteile aus dem entnommenen Gas, wobei optional die reduzierende Gasanteile H2, CO, oder Kohlenwasserstoffe sind; und
- - Einsatz der reduzierenden Gasanteile in einem weiteren Prozess, wobei optional in dem weiteren Prozess die reduzierenden Gasanteile als Reduktionsmittel oder Energieträger eingesetzt werden.
- - at least partial removal of gas from the reactor space;
- - Removal of the non-reducing components from the extracted gas and/or removal of the reducing gas components from the extracted gas, where optionally the reducing gas components are H₂ , CO, or hydrocarbons; and
- - Use of the reducing gas components in a further process, whereby optionally the reducing gas components are used as reducing agents or energy carriers in the further process.
Die aus dem Reaktorraum entnommenen Gase können Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe (z.B. Alkane, Alkene), CO, Kohlendioxid, H2O, oder/und N2 umfassen.The gases extracted from the reactor chamber may include hydrogen, hydrocarbons (e.g. alkanes, alkenes), CO, carbon dioxide, H2O , and/or N2 .
Somit ist es vorteilhafterweise möglich, selbst die gasartigen Nebenprodukte in weiteren Prozesse einzusetzen.This makes it advantageously possible to use even the gaseous byproducts in further processes.
So könnte man auch z.B. das Verfahren der Dampfreformation auf Basis von Erdgas und die Verfahren der Pyrolyse auf Basis von Erdgas kombinieren und das bei der Dampfreformation aufgefangene Kohlendioxid mit dem festen Kohlenstoff aus der Methanpyrolyse versetzen und dann gemeinsam in den Untergrundspeicher in oben beschrieben Weise lagern. Andere Kohlendioxid Quellen sind ebenfalls einsetzbar.For example, one could combine the steam reforming process based on natural gas with the pyrolysis process based on natural gas and mix the carbon dioxide captured during steam reforming with the solid carbon from methane pyrolysis, then store them together in the underground storage facility as described above. Other carbon dioxide sources can also be used.
Eingehende FigurenbeschreibungDetailed character description
Aus einem (a) oder mehreren getrennten Ausgangsprozessen und/oder Quellen (hier b und c) werden Kohlenstoff (1) und Kohlendioxid-haltiges Fluid (2) zur Verfügung gestellt. Es ist auch möglich, dass ein Teil des Kohlenstoffs (1) und/oder Kohlendioxid-haltigen Fluids (2) aus einem Prozess (a) stammt, aber mit Kohlenstoff (1) und/oder Kohlendioxid-haltigem Fluid (2) aus anderen Quellen (b und/oder c) ergänzt wird. Die Zusammensetzung umfassend den Kohlenstoff und/oder das Kohlendioxid-haltige Fluid können vor dem Mischen druckbeaufschlagt werden (z.B. größer 1 bar).Carbon (1) and carbon dioxide-containing fluid (2) are provided from one (a) or more separate input processes and/or sources (here b and c). It is also possible that some of the carbon (1) and/or carbon dioxide-containing fluid (2) originates from one process (a) but is supplemented with carbon (1) and/or carbon dioxide-containing fluid (2) from other sources (b and/or c). The composition comprising the carbon and/or the carbon dioxide-containing fluid can be pressurized (e.g., to greater than 1 bar) before mixing.
Kohlenstoff (1) und Kohlendioxid-haltiges Fluid (2) werden in eine geeignete Vorrichtung 3 eingebracht, wodurch eine Dispersion mit der gewünschten Zusammensetzung erzeugt wird.Carbon (1) and carbon dioxide-containing fluid (2) are introduced into a suitable device 3, thereby producing a dispersion with the desired composition.
In dieser Dispersion kann ein Teil des Kohlendioxid-haltigen Fluids an den festen Kohlenstoff adsorbieren (4).In this dispersion, some of the carbon dioxide-containing fluid can adsorb onto the solid carbon (4).
Anschließend wird die Mischung (4) aus der Vorrichtung (3) unter die Erdoberfläche (5) verbracht. Dies kann unter Druckbeaufschlagung erfolgen (z.B. größer 1 bar). Dort erfolgt die Einlagerung der Mischung (4) in einem Untergrundspeicher (6).The mixture (4) is then transferred from the device (3) below the earth's surface (5). This can be done under pressure (e.g., greater than 1 bar). There, the mixture (4) is stored in an underground storage tank (6).
Alternativ können Kohlendioxidhaltiges Fluid (2) und Kohlenstoff (1) auch zunächst getrennt in den Untergrundspeicher eingeführt werden (nicht illustriert). Die Zusammensetzung umfassend den Kohlenstoff und/oder das Kohlendioxid-haltige Fluid können beim Einleiten druckbeaufschlagt werden (z.B. größer 1 bar). Im Untergrundspeicher (6) kann es zur Adsorption des Kohlendioxids (2) an den Kohlenstoff (1) kommen. Der Kohlenstoff (1) kann am Ort des Untergrundspeichers (6) oder auf dem Transport zum Untergrundspeicher (6) mit einem Fluid, z.B. Wasser versetzt werden (nicht illustriert).Alternatively, the carbon dioxide-containing fluid (2) and carbon (1) can also be introduced separately into the underground storage facility (not illustrated). The composition comprising the carbon and/or the carbon dioxide-containing fluid can be pressurized during introduction (e.g., greater than 1 bar). Adsorption of the carbon dioxide (2) onto the carbon (1) can occur in the underground storage facility (6). The carbon (1) can be mixed with a fluid, e.g., water, at the location of the underground storage facility (6) or during transport to the underground storage facility (6) (not illustrated).
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- C; KohlenstoffC; Carbon
- 22
- CO2; Kohlendioxid CO2 ; carbon dioxide
- 33
- MischenMix
- 44
- Adsorption von CO2 an CAdsorption of CO2 at C
- 55
- ErdoberflächeEarth's surface
- 66
- UntergrundspeicherUnderground storage
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-
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-
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Kohle bindet Kohlendioxid. Gasaustausch in tiefliegenden Flözen. scinexx.de das wissensmagazin, 2016.URL: https://www.scinexx.de/dossierartikel/kohle-bindet-kohlendioxid/# [abgerufen am 17.02.2025] * |
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|---|---|---|---|
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