Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Abgas einer fossil befeuerten Kraftwerksanlage

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid für den Betrieb in einer fossil befeuerten Kraftwerks ^¬ anlage, eine fossil befeuerte Kraftwerksanlage mit einer Ab ^¬ scheidevorrichtung für Kohlendioxid, einen Kohlendioxidab- scheideprozess für einen fossil befeuerten Kraftwerksprozess und die Verwendung eines Kohlendioxidabscheideprozesses in einer fossil befeuerte Kraftwerksanlage.

Bei fossil befeuerten Kraftwerksanlagen zur Erzeugung elekt- rischer Energie entsteht durch die Verbrennung eines fossilen Brennstoffes ein kohlendioxidhaltiges Abgas. Dieses kohlendi- oxidhaltige Abgas wird in der Regel in die Atmosphäre entlas ^¬ sen. Um eine Reduzierung der Kohlendioxid-Emission bei fossil befeuerten Kraftwerksanlagen zu erreichen, kann Kohlendioxid aus dem Abgas abgetrennt werden.

Zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch sind allgemein verschiedene Methoden bekannt. Insbesondere zum Ab ^¬ trennen von Kohlendioxid aus einem Abgas nach einem Verbren- nungsprozess ist die Methode der Absorption-Desorption ge ^¬ bräuchlich. In großtechnischem Maßstab wird das beschriebene Abtrennen von Kohlendioxid mit dem Absorptions- Desorptionsverfahren mit einem für Kohlendioxid selektiven Waschmittel durchgeführt. Dabei wird das Abgas in einer Ab- sorptionskolonne mit dem selektiven Lösungsmittel in Kontakt gebracht, wobei Kohlendioxid in dem Lösungsmittel gebunden wird. Das von Kohlendioxid weitgehend gereinigte Abgas wird für eine weitere Verarbeitung oder Austragung aus der Absorptionskolonne ausgelassen. Das mit Kohlendioxid beladene Lö- sungsmittel wird zur Abtrennung des Kohlendioxids und Regene ^¬ rierung des Lösungsmittels in eine Desorptionskolonne gelei ^¬ tet. Die Abtrennung in der Desorptionskolonne kann thermisch erfolgen. Dabei wird das beladene Lösungsmittel erwärmt, wo- bei ein Gas-Dampfgemisch aus gasförmigem Kohlendioxid und verdampften Lösungsmittel entsteht - der sogenannte Brüden ^¬ dampf. Das verdampfte Lösungsmittel wird anschließend von Kohlendioxid separiert. Das separierte Kohlendioxid kann nun in mehreren Stufen verdichtet und gekühlt werden. In flüssi ^¬ gem oder gefrorenem Zustand kann Kohlendioxid dann einer Lagerung oder weiteren Verwertung zugeführt werden. Das regenerierte Lösungsmittel wird erneut zur Absorberkolonne gelei ^¬ tet, wo es wieder Kohlendioxid aus dem kohlendioxidhaltigen Abgas aufnehmen kann.

Ein großer Nachteil des Absorptions-Desorptions-Verfahrens ist es vor allem, dass für die Desorption generell sehr viel Energie aufgewandt werden muss. Diese Energie wird in der Re- gel dem Kraftwerksprozess in Form von Heizdampf entzogen, was den Gesamtwirkungsgrad der Kraftwerksanlage deutlich schmä ^¬ lert. Um den erforderlichen Energieaufwand für die Desorption zu reduzieren, offenbart der Stand der Technik bereits eine Reihe an Verbesserungsvorschlägen, wobei insbesondere durch eine bessere Integration des Absorptions-Desorptions-

Prozesses in den Kraftwerksprozess die Energieverwendung op ^¬ timiert werden soll.

Ein großes Problem ist weiterhin, dass der beschriebene Ab- sorptions-Desorptions-Prozess vor allem aufgrund der notwen ^¬ digen Baugröße von Absorptions- und Desorptionskolonne sehr träge ist. Eine weitgehend umfassende Abscheidung von Kohlen ^¬ dioxid aus einem Abgas des Kraftwerks kann zudem erst dann effektiv beginnen, wenn durch die Kraftwerksanlage ausrei- chend Heizdampf bereitgestellt werden kann, und die Desorpti ^¬ onskolonne ausreichend durchgeheizt ist. Bis zu diesem Zeit ^¬ punkt können bereits große Mengen an kohlendioxidbeladenem Abgas ungereinigt in die Atmosphäre entlassen sein. Ein Kraftwerk, beispielsweise ein GuD-Kraftwerk, aber auch zunehmend Dampfkraftwerke, werden zunehmen häufiger vom Netz genommen, z. B. jede Nacht, oder jedes Wochenende. Bei der Abschaltung des Kraftwerks fällt kein kohlendioxidhaltiges Rauchgas mehr an. Jedoch steht auch kein Dampf bzw. Heizdampf mehr zur Verfügung. Wird die Kohlendioxidabscheidevorrichtung ohne weitere Maßnahmen mit dem Kraftwerk zusammen abgeschaltet, kann es zu einer Reihe an Problemen kommen. So kühlt das in der Absorptions-Desorptionsvorrichtung verbleibende, mit Kohlendioxid beladene Lösungsmittel aus, wodurch Löslich ^¬ keitsgrenzen unterschritten werden, und es zum Ausfällen und zur Ablagerungen von Produkten kommen kann. Durch sich absetzenden Partikel oder Schwebeteilchen, die im Lösungsmittel enthalten sind, besteht eine erhöhte Verblockungsgefahr.

Ebenso schwierig gestaltet sich das Herunterfahren einer in eine Kraftwerksanlage integrierten Kohlendioxidabscheidevorrichtung. Bei einem geplanten Stillstand der Absorptions- Desorptionsanalge muss das in dem gesamten Lösungsmittel ^¬ kreislauf enthaltene Lösungsmittel zur Vermeidung der Verblo ^¬ ckungsgefahr weitgehend vollständig desorbiert werden. Dazu wird die Absorptionskolonne vom Abgasstrom getrennt, und die Desorptionskolonne weiterhin beheizt. Dadurch wird weiter Kohlendioxid durch die Desorptionskolonne desorbiert und kein weiteres Kohlendioxid an der Absorptionskolonne mehr absor ^¬ biert. Nach einer vergleichsweise langen Zeit ist das Lö ^¬ sungsmittel so weit regeneriert, dass die Anlage abgeschaltet werden kann. Bis dahin muss die Kohlendioxidabscheidevorrichtung mit ausreichend hochwertigem Heizdampf versorgt sein. Soll die Kraftwerksanlage erneut angefahren werden, muss das Lösungsmittel wieder erwärmt werden. Bis zum Erreichen der Betriebstemperatur vergeht eine vergleichsweise lange Zeit, in der kein Kohlendioxid abgetrennt werden kann, bzw. ein wirtschaftlicher Abtrenngrad nicht erreicht wird.

Das weitgehend vollständige Desorbieren des Lösungsmittels für einen kurzen Stillstand ist jedoch einerseits unwirt ^¬ schaftlich, und zudem mit einer langen Wiederanfahrzeit der Desorptionskolonne verbunden. Deshalb wird die Kohlendioxi ^¬ dabscheidevorrichtung bei einem kurzen Stillstand vorzugsweise im Stand-by-Betrieb gehalten. Im Stand-by-Betrieb ist je ^¬ doch weiterhin eine Beheizung des Lösungsmittels erforder- lieh, um einerseits ein schnelles Wiederanfahren zu gewährleisten und andererseits ein mögliches Auskristallisieren oder Ausfällen des Lösungsmittels zu verhindern. Zudem ist es im Stand-by-Betrieb auch notwendig, dass das Lösungsmittel weiterhin umgepumpt wird, also im Kreislauf gefördert wird. Durch das Umpumpen wird verhindert, dass es durch das Ste ^¬ henbleiben des Solvents in irgendwelchen Zwickeln oder

Toträumen zu Verdunstungen oder Verdampfungen kommen kann, die wiederum zu Kristallisation führen. Zwar ist eine Redu- zierung der Flussmenge im Stand-by-Betrieb möglich, jedoch nur soweit, dass der gesamte Lösungsmittelkreislauf an jeder Stelle ausreichend umgepumpt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Abscheidevor- richtung für Kohlendioxid für den Betrieb in einer fossil be ^¬ feuerten Kraftwerksanlage anzugeben, beziehungsweise eine fossil befeuerte Kraftwerksanlage, mit einer Abscheidevor ^¬ richtung für Kohlendioxid, die einerseits einen energetisch sparsamen Stand-by-Betrieb ermöglicht und andererseits eine schnelle Wiederinbetriebnahme der Kohlendioxidabscheidevor ^¬ richtung gewährleistet, wobei der notwendige Energiebedarf im Stand-by-Betrieb weitgehend reduziert ist.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung einen Kohlendioxidab- scheideprozess für einen fossil befeuerten Kraftwerksprozess , beziehungsweise die Verwendung eines Kohlendioxidabschei ^¬ deprozesses in einer fossil befeuerten Kraftwerksanlage an ^¬ zugeben, der einerseits einen energetisch sparsamen Stand-by- Betriebszustand ermöglicht, und andererseits eine schnelle Wiederinbetriebnahme des Kohlendioxidabscheideprozesses ge ^¬ währleistet, wobei der notwendige Energiebedarf im Stand-by- Betriebszustand weitgehend reduziert ist.

Gelöst wird die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie der An ^¬ sprüche 6 und 7. Die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung für Kohlendioxid, besteht im Wesentlichen aus einer Absorptionseinheit, zur Aufnahme von Rauchgas aus einer fossil befeuerten Kraftwerks ^¬ anlage, einer Desorptionseinheit und einem Wärmetauscher. Der Wärmetauscher hat eine Primärseite, durch die Wärme aufnehm ^¬ bar ist, und eine Sekundärseite, durch welche die aufgenomme ^¬ ne Wärme wieder abgebbar ist. Der Wärmetauscher ist mit seiner Primärseite in eine Rückführleitung geschaltet, welche die Desorptionseinheit mit der Absorptionseinheit verbindet. Primärseitig zuleitend ist der Wärmetauscher dabei über die eingangsseitige Rückführleitung mit der Desorptionseinheit verbunden, und primärseitig ableitend über die ausgangsseiti- ge Rückführleitung mit der Absorptionseinheit. Mit seiner Se ^¬ kundärseite ist der Wärmetauscher in eine Zuführleitung ge- schaltet, welche die Absorptionseinheit mit der Desorption ^¬ seinheit verbindet. Sekundärseitig zuleitend ist der Wärme ^¬ tauscher dabei über eine eingangsseitige Zuführleitung mit der Absorptionseinheit verbunden und ableitend über eine aus- gangsseitige Zuführleitung mit der Desorptionseinheit verbun- den. Erfindungsgemäß ist nun eine erste Bypassleitung vorge ^¬ sehen, welche die eingangsseitige Rückführleitung mit der ausgangsseitigen Zuführleitung verbindet, sodass ein wenigstens weitgehend geschlossener erster Kreislauf mit der De ^¬ sorptionseinheit gebildet ist, und

eine zweite Bypassleitung vorgesehen, welche die eingangssei ^¬ tige Zuführleitung mit der ausgangsseitigen Rückführleitung verbindet, sodass ein wenigstens weitgehend geschlossener zweiter Kreislauf mit der Absorptionseinheit gebildet ist. Kern der Erfindung ist es, den eigentlichen Lösungsmittelkreislauf, der im Wesentlichen durch die Absorptionseinheit, die Desorptionseinheit, den Wärmetauscher, die Zuführleitung und die Rückführleitung gebildet wird, in zwei getrennte Lö ^¬ sungsmittelkreisläufe aufzuteilen, in einen ersten Lösungs- mittelkreislauf mit der Desorptionseinheit und einen zweiten Lösungsmittelkreislauf mit der Absorptionseinheit. Erzielt wird die Trennung des eigentlichen Lösungmittelkreislaufs in einen ersten Lösungsmittelkreislauf und einen zweiten Lö- sungsmittelkreislauf durch die erste Bypassleitung und die zweite Bypassleitung. Dabei sind die erste Bypassleitung und die zweite Bypassleitung derart angeordnet, dass diese den Wärmetauscher überbrücken.

Bei dem Wärmetauscher handelt es sich um einen Kreuzstromwärmetauscher, der üblicherweise in derartigen Absorptions- Desorptions-Vorrichtungen zum Einsatz kommt. In dem Wärmetauscher wird ein heißes, regeneriertes Lösungsmittel im Gegen- ström zu einem warmen, beladenen Lösungsmittel geführt, wobei Wärme von dem heißen regenerierten Lösungsmittel an das warme beladene Lösungsmittel abgegeben wird. Durch die weitgehende Überbrückung des Wärmetauschers durch die erste Bypassleitung und die zweite Bypassleitung wird einerseits erreicht, dass ein erster Lösungsmittelkreislauf und ein zweiter Lösungsmit ^¬ telkreislauf entstehen, wobei die beiden Kreisläufe weitge ^¬ hend geschlossene Kreisläufe sind, und dass ein Wärmeaus ^¬ tausch zwischen den beiden Kreisläufen weitgehend reduziert wird .

Dies ermöglicht einen besonders vorteilhaften Betrieb der Ab ^¬ scheidevorrichtung im Stand-by-Betriebszustand. Nämlich ins ^¬ besondere, dass der erste Lösungsmittelkreislauf und der zweite Lösungsmittelkreislauf bei unterschiedlichen Parame- tern betreiben werden können. Dadurch kann jeder Lösungsmittelteilkreislauf optimal auf seine minimalen Stand-by- Anforderungen hin optimiert werden, ohne dass der jeweilige andere Lösungsmittelkreislauf diese beeinflusst. Dies ermög ^¬ licht einerseits eine optimierte Abstimmung des jeweiligen Lösungsmittelteilkreislaufs auf den Stand-by-Betriebszustand, sodass eine schnelle Wiederinbetriebnahme der Kohlendioxidab ^¬ scheidevorrichtung gewährleistet ist, und gleichzeitig eine Reduzierung des notwendigen Energiebedarfs im Stand-by- Betriebszustand, da weniger Energie zum Beheizen der Abschei- devorrichtung erforderlich ist.

So kann beispielsweise die Desorptionseinheit weiterhin be ^¬ heizt werden, um bei Rückkehr in den Normalbetriebszustand schnell auf einer optimalen Desorptionstemperatur zu sein, ohne dass die Absorptionseinheit im gleichen Umfang mit be ^¬ heizt werden muss. Gleichzeitig kann durch die Entkopplung bzw. die Trennung von Absorptionseinheit und Desorptionsein- heit die Absorptionseinheit im Stand-by-Betriebszustand bei einer geringeren Temperatur betrieben werden.

Zweckmäßigerweise sind zudem entsprechende Absperr- und Re ^¬ gelarmaturen vorgesehen, um den Lösungsmittelfluss kontrol- lieren und einstellen zu können. So ist in der Rückführleitung, nach der Ableitung der ersten Bypassleitung, eine erste Armatur vorgesehen, durch welches der Lösungsmittelfluss ge ^¬ mindert oder abgestellt werden kann. Dadurch wird erzielt, dass wenigstens ein Teilstrom des Lösungsmittels durch die erste Bypassleitung geleitet wird. Analog dazu ist in der Zu ^¬ führleitung, nach der Ableitung des zweiten Bypasses, eine zweite Armatur vorgesehen, durch welche sich der Lösungsmittelfluss gemindert oder abgestellt werden kann. Dadurch wird erzielt, dass wenigstens ein Teilstrom des Lösungsmittels durch die zweite Bypassleitung geleitet wird.

Beispielsweise ist es dadurch möglich, den ersten Lösungsmit ^¬ telkreisläuf mit der Desorptionseinheit bei einer höheren Temperatur zu halten als den zweiten Lösungsmittelkreisläuf. Auch könnte durch zwei druckdicht getrennte Lösungsmittel ^¬ kreisläufe der erste Lösungsmittelkreisläuf bei einem anderen Druck gehalten werden, als der zweite Lösungsmittelkreisläuf.

Alternativ oder ergänzend dazu besteht die Möglichkeit, die beiden Lösungsmittelkreisläufe bei unterschiedlichen Fluss ^¬ mengen des zu fördernden Lösungsmittels zu betreiben. Der jeweilige geteilte Lösungsmittelkreisläuf wird dazu entspre ^¬ chend den erforderlichen Mindestfördermengen umgepumpt. Dadurch lassen sich in den jeweiligen Lösungsmittelkreisläufen verschiedene Flussmengen für das Umpumpen des Lösungsmittels einstellen, und somit auf den jeweiligen Lösungsmittelkreis ^¬ läuf hin optimieren. Dies ermöglicht die Einsparung elektri- scher Energie und reduziert somit die notwendige elektrische Energie für den Stand-by-Betrieb .

In einer weiteren Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung ist in die erste Bypassleitung ein erster Hilfswärmetauscher geschaltet. Dieser erste Hilfswärmetauscher ist dann besonders von Vorteil, wenn im Stand-by-Betrieb eine weitere Beheizung der Desorptionseinheit vorgesehen ist, aber z. B. aufgrund der Abschaltung der Kraftwerksanlage kein Heizdampf für den direkten Betrieb der Desorptionseinheit zur Verfügung steht. In diesem Fall kann Wärmeenergie durch den Hilfswärmetauscher in den ersten Lösungsmittelkreislauf, und somit in die De ^¬ sorptionseinheit eingebracht werden. Der erste Hilfswärmetau ^¬ scher kann aber auch an jeder anderen beliebigen Stelle des Kreislaufs mit der Desorptionseinheit sein.

Ergänzend oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform der Abscheidevorrichtung in die zweite Bypassleitung ein zweiter Hilfswärmetauscher geschaltet. Der zweite Hilfswärme- tauscher kann auch ohne den ersten Hilfswärmetauscher betrieben werden. Der Zweck des zweiten Hilfswärmetauschers ist da ^¬ bei analog zum Zweck des ersten Hilfswärmetauschers, und er ^¬ möglicht im Stand-by-Betrieb eine Beheizung der Absorptions ^¬ einheit. Auch der zweite Hilfswärmetauscher kann an jeder an- deren beliebigen Stelle des Kreislaufs mit der Absorptions ^¬ einheit angeordnet sein.

In einer besonderen Weiterentwicklung der Abscheidevorrichtung ist der erste Hilfswärmetauscher der ersten Bypasslei- tung mit dem zweiten Hilfswärmetauscher der zweiten Bypassleitung so verbunden, dass Wärme von dem ersten Hilfswärmetauscher in den zweiten Hilfswärmetauscher übertragbar ist. Dies ermöglicht einen Stand-by-Betrieb der Abscheidevorrich ^¬ tung, bei dem einerseits zwei getrennte Lösungsmittelkreis- läufe eingestellt sind, und andererseits die Desorptionsein ^¬ heit und die Absorptionseinheit weiterhin beheizt werden. Da ^¬ bei wird, wie im Normalbetriebszustand, über einen Sumpfko ^¬ cher Wärme in Form von Heizdampf in die Desorptionseinheit und somit in den ersten Lösungsmittelkreislauf eingebracht. Zur Beheizung der Absorptionseinheit wird nun Wärme von dem ersten Lösungsmittelkreislauf durch den ersten Hilfswärmetau ^¬ scher über eine Leitung an den zweiten Hilfswärmetauscher, und folglich an den zweiten Lösungsmittelkreislauf und somit in die Absorptionseinheit eingebracht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung ist in die erste Bypassleitung ein erstes Ventil geschaltet ist, und in die zweite Bypassleitung ein zweites

Ventil geschaltet. Bei den Ventilen handelt es sich um Regel ^¬ ventile oder Absperrventile, durch die es möglich ist, die Flussmenge an Lösungsmittel des jeweiligen Bypasses einzu ^¬ stellen. Im Stand-by-Betrieb sind das erste Ventil und das zweite Ventil wenigstens teilweise oder vollständig geöffnet, und somit der erste Bypass und der zweite Bypass wenigstens teilweise freigegeben. Im Normalbetriebszustand sind das ers ^¬ te Ventil und das zweite Ventil weitgehend geschlossen, so ^¬ dass der erste Bypass und der zweite Bypass weitgehend ver- schlössen sind.

Die fossil befeuerte Kraftwerksanlage in der die Abscheide ^¬ vorrichtung für Kohlendioxid integriert ist, oder der sie nachgeschaltet ist, ist vorzugsweise ein Dampfkraftwerk. Das Dampfkraftwerk umfasst dabei einen fossil befeuerten Kessel, eine durch den Dampf des Kessels betriebene Dampfturbine, ei ^¬ nen durch die Dampfturbine über eine Welle angetriebenen Ge ^¬ nerator und die dem Kessel abgasseitig nachgeschaltete Ab ^¬ scheidevorrichtung für Kohlendioxid. Alternativ kann die fos- sil befeuerte Kraftwerksanlage, auch ein GuD-Kraftwerk (Gas- und Dampfkraftwerk) sein. Das GuD-Kraftwerk umfasst dabei eine fossil befeuerte Gasturbine, einen in den Abhitzekanal der Gasturbine geschalteten Abhitzedampferzeuger, eine durch den Dampf des Abhitzedampferzeugers betriebene Dampfturbine, we- nigstens einen durch die Gasturbine und die Dampfturbine über eine Welle angetriebenen Generator und die der Gasturbine ab ^¬ gasseitig nachgeschaltete Abscheidevorrichtung für Kohlendi ^¬ oxid. Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8 und 17. Der erfindungsgemäße Kohlendioxidabscheideprozess für einen fossil befeuerten Kraftwerksprozess umfasst im Wesentlichen einen Absorptionsprozess und einen Desorptionsprozess . Bei dem Kohlendioxidabscheideprozess wird unterschieden zwischen einem Normalbetriebszustand und einem vom Normalbetriebszu- stand abweichenden Sonderbetriebszustand. Im Sonderbetriebs- zustand wird ein erster Bypass freigeschaltet, sodass ein re ^¬ generiertes Lösungsmittel aus dem Desorptionsprozess wenigs ^¬ tens teilweise wieder in den Desorptionsprozess zurückgeführt wird. Ferner wird ein zweiter Bypass freigeschaltet, sodass ein beladenes Lösungsmittel aus dem Absorptionsprozess we ^¬ nigstens teilweise in den Absorptionsprozess zurückgeführt wird .

Zudem ist es nach wie vor möglich, dass ein Teil der Wärme von einem regenerierten Lösungsmittel des Desorptionsprozes- ses an ein beladenes Lösungsmittel des Absorptionsprozesses übertragen wird.

Wesentlich dabei ist, dass der ursprüngliche Lösungsmittel- kreislauf, der im Normalbetriebszustand insbesondere durch die Verbindung zwischen Absorptionsprozess und Desorpti ^¬ onsprozess gebildet wird, im Sonderbetriebszustand in zwei weitgehend getrennte Lösungsmittelkreisläufe aufgeteilt wird. Erzielt wird diese Aufteilung durch den ersten Bypass und den zweiten Bypass. Durch den ersten Bypass wird ein weitgehend geschlossener erster Lösungsmittelkreislauf mit dem Desorpti ^¬ onsprozess, und durch den zweiten Bypass ein weitgehend ge ^¬ schlossener zweiter Lösungsmittelkreislauf mit dem Absorpti ^¬ onsprozess gebildet. Durch die beiden weitgehend voneinander getrennten Lösungsmittelkreisläufe ist es möglich, dass ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Lösungsmittelkreisläufen weitgehend reduziert wird. Durch diese Ausgestaltung können der erste Lösungsmittelkreislauf und der zweite Lösungsmit- telkreislauf vorteilhaft bei unterschiedlichen Parametern betreiben werden. So kann beispielsweise die Desorptionsein- heit weiterhin beheizt werden, um bei Rückkehr in den Normalbetriebszustand schnell auf einer optimalen Desorptionstempe- ratur zu sein, ohne dass die Absorptionseinheit im gleichen Umfang mit beheizt werden muss. Gleichzeitig kann durch die Entkopplung bzw. die Trennung von Absorptionsprozess und De- sorptionsprozess die Absorptionseinheit im Stand-by- Betriebszustand bei einer geringeren Temperatur betrieben werden. Auch könnte durch zwei druckdicht getrennte Lösungs ^¬ mittelkreisläufe der erste Lösungsmittelkreislauf bei einem anderen Druck gehalten werden, als der zweite Lösungsmittelkreislauf. Durch diese Maßnahem ist gewährleistet, dass die Anlage schnell in den Stand-by-Betriebszustand gehen kann, schnell wieder angefahren werden kann, und zudem im Stand-by- Betriebszustand nur wenig Energie benötigt, da nur die tat ^¬ sächlichen Wärmeverluste des Lösungsmittels ausgeglichen wer ^¬ den . Mit den Merkmalen „beladenes Lösungsmittel" und „regenerier ^¬ tes Lösungsmittel" soll insbesondere der Ort des jeweiligen Lösungsmittels verdeutlicht werden. Regeneriertes Lösungsmit ^¬ tel befindet sich im Bereich des Desorptionsprozesses , da Lö ^¬ sungsmittel im Desorptionsprozess regeneriert wird, und bela- denes Lösungsmittel befindet sich im Bereich des Absorptions ^¬ prozesses, da es im Absorptionsprozess Kohlendioxid absor ^¬ biert. Im Sonderbetriebszustand kann sich jedoch ein Zustand einstellen, bei dem das beladene Lösungsmittel die gleiche Beladung an Kohlendioxid hat wie das regenerierte Lösungsmit- tel.

Der Grundgedanke, den ursprünglichen Lösungsmittelkreislauf in zwei voneinander getrennte Lösungsmittelkreisläufe zu trennen, ermöglicht einen Betrieb, bei dem nur ein Teil des Lösungsmittels in den zwei voneinander getrennten Lösungsmit ^¬ telkreisläufen geführt wird. Der andere Teil wird wie auch im Normalbetriebszustand im ursprünglichen Lösungsmittelkreis ^¬ lauf geführt. Dies kann z. B. besonders von Vorteil sein, wenn im Stand-by-Betriebszustand der Energieeintrag in den Absorptionsprozess innerhalb des Desorptionsprozesses er ^¬ folgt, und der Absorptionsprozess im geringeren Maße mit be ^¬ heizt werden soll. In diesem Fall wird ein Teil des Lösungs- mittels von dem ersten Lösungsmittelkreislauf in den zweiten Lösungsmittelkreislauf geleitet.

Vorteilhaft hat sich eine Ausführung des Kohlendioxidabschei ^¬ deprozesses bewährt, bei der zwischen 80 % und 98 % des Lö- sungsmittels aus dem Desorptionsprozess wieder durch den ers ^¬ ten Bypass zurück in den Desorptionsprozess geführt werden, und somit den ersten Lösungsmittelkreislauf bilden, und zwi ^¬ schen 2 % und 20 % dem Absorptionsprozess zugeführt werden, und somit wie der ursprüngliche Lösungsmittelkreislauf im Normalbetriebszustand geführt wird. Dadurch wird Wärme aus dem Desorptionsprozess in den Absorptionsprozess eingebracht. Folglich werden wiederum zwischen 80 % und 98 % des Lösungsmittels aus dem Absorptionsprozess wieder durch den zweiten Bypass zurück in den Absorptionsprozess geführt werden, und zwischen 2 % und 20 % dem Desorptionsprozess zugeführt. Der Prozentsatz bezieht sich dabei auf die umgepumpte Menge an Lösungsmittel. Die Zuführung in den Absorptionsprozess er ^¬ folgt über einen vorgeschalteten Wärmetauscherprozess . Besonders vorteilhaft hat sich ein Verhältnis von 10 % zu

90 % erwiesen. Dabei werden 10 % des Lösungsmittels aus dem Desorptionsprozess in den Absorptionsprozess geleitet, und 90 % über den Bypass wieder zurück in den Desorptionsprozess. Durch dieses Verhältnis ist beispielsweise bei einer Tempera- tur im Desorptionsprozess von ca. 100 °C eine Temperatur im Absorptionsprozess von ca. 40 °C einstellbar. Durch die ge ^¬ ringere Temperatur im Absorptionsprozess wird im Sonderbe- triebszustand Heizenergie eingespart. In einer alternativen Ausführung des Kohlendioxidabscheideprozesses wird das regenerierte Lösungsmittel aus dem De ^¬ sorptionsprozess vollständig über den ersten Bypass in den Desorptionsprozess zurückgeführt, und das beladene Lösungs- mittel aus dem Absorptionsprozess wieder vollständig über den zweiten Bypass in den Absorptionsprozess zurückgeführt. Es erfolgt also keine Aufteilung des ersten Lösungsmittelkreis ^¬ laufes und des zweiten Lösungsmittelkreislaufs in Teilströme. Jedoch ist vorgesehen, dass das regenerierte Lösungsmittel aus dem ersten Lösungsmittelkreislauf mit dem beladenen Lö ^¬ sungsmittel aus dem zweiten Lösungsmittelkreislauf im Wärme ^¬ tausch geführt wird, sodass das beladene Lösungsmittel er ^¬ wärmt wird. Da die beiden Lösungsmittelkreisläufe voneinander getrennt sind, kann im Sonderbetriebszustand der Desorpti- onsprozess folglich bei einem anderen Druck betrieben werden als der Absorptionsprozess, wodurch sich eine optimierte Be ^¬ triebsweise des jeweiligen Prozesses einstellen lässt. Vorteilhafterweise wird im Sonderbetriebszustand des Kohlen ^¬ dioxidabscheideprozesses im Absorber des Absorptionsprozesses eine mittlere Temperatur von zwischen 30°C und 70°C, und im Desorber des Desorptionsprozesses eine mittlere Temperatur von zwischen 80°C und 120°C eingestellt. Besonders von Vor- teil haben sich dabei eine Temperatur von ca. 40 °C im Absorber und eine Temperatur von ca. 100 °C im Desorber herausgestellt .

Zweckmäßigerweise kommt in dem Kohlendioxidabscheideprozess eine Aminosäuresalzlösung als Lösungsmittel zum Einsatz.

In einer Weiterentwicklung des Kohlendioxidabscheideprozesses wird im Sonderbetriebszustand gegenüber dem Normalbetriebszu- stand weiterhin die Flussmenge des beladenen Lösungsmittels im Absorptionsprozess und/oder des regenerierten Lösungsmit ^¬ tels im Desorptionsprozess reduziert. Die Flussmenge defi ^¬ niert die in dem Prozess umgepumpte Lösungsmittelmenge. Da im Sonderbetriebszustand keine oder nur eine eingeschränkte Ab ^¬ sorption von Kohlendioxid stattfindet, kann die Flussmenge reduziert werden. Durch die Trennung der Lösungsmittelkreis ^¬ läufe ist es möglich, die Flussmenge des jeweiligen Lösungs ^¬ mittels auf den jeweiligen Lösungsmittelkreislauf hin zu op ^¬ timieren, ohne dass der jeweilige andere Lösungsmittelkreis- lauf stark beeinflusst wird. Dadurch wird Energie für die verwendeten Pumpen eingespart.

Durch die ausgesetzte oder eingeschränkte Absorption von Koh- lendioxid während des Sonderbetriebszustands ist es gegenüber dem Normalbetriebszustand zweckmäßig, wenn keine Kühlung des in den Absorptionsprozess eingeleiteten Lösungsmittels er ^¬ folgt. Im Normalbetriebszustand erfolgt die Kühlung durch ei ^¬ nen Lean-Solvent-Kühler . Durch die Kühlung des Lösungsmittels vor Eintritt in den Absorptionsprozess ist im Absorptionspro ^¬ zess dadurch eine höhere Beladung des Lösungsmittels mit Koh ^¬ lendioxid erzielbar. Da jedoch im Sonderbetriebszustand weni ^¬ ger oder gar kein Kohlendioxid absorbiert werden muss, kann auf die Kühlung verzichtet werden, wodurch Energie eingespart wird.

Bei dem Sonderbetriebszustand handelt es sich um einen Stand- by-Betriebszustand. Der Sonderbetriebszustand wird vorzugs ^¬ weise dann betrieben, wenn der fossil befeuerte Kraftwerks- prozess ganz oder teilweise heruntergefahren wird. Der Sonderbetriebszustand beginnt dann, wenn nur noch ein reduziertes oder gar kein kohlendioxidhaltiges Abgas mehr im Absorp ^¬ tionsprozess ankommt. In diesem Zusammenhang kann der Abgaskühler abgeschaltet werden.

Vorzugsweise kommt der Kohlendioxidabscheideprozess in einer fossil befeuerten Kraftwerksanlage zum Einsatz.

Folgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt :

FIG 1 Ein Ausführungsbeispiel eines Kohlendioxidabschei ^¬ deprozess

FIG 2 Ein Ausführungsbeispiel einer Kohlendioxidabschei ^¬ devorrichtung In Figur 1 ist ein Kohlendioxidabscheideprozess 90 darge ^¬ stellt. Der Prozess beginnt mit dem Entscheidungsschritt 100. Mit dem Entscheidungsschritt 100 wird festgelegt, ob der Koh ^¬ lendioxidabscheideprozess 90 vom Normalbetriebszustand 110 in den Sonderbetriebszustand 120 gewechselt werden soll. Ist der Sonderbetriebszustand 120 festgelegt werden folgende Prozesse ausgeführt :

Freischalten eines ersten Bypasses 130

Freischalten eines zweiten Bypasses 140

Die Reihenfolge der auszuführenden Prozesse kann variieren. Durch das Freischalten des ersten Bypasses 130 wird ein rege ^¬ neriertes Lösungsmittel aus dem Desorptionsprozess 160 we ^¬ nigstens teilweise wieder in den Desorptionsprozess 160 zu- rück geführt wird. Durch das Freischalten des zweiten Bypasses 140 wird ein beladenes Lösungsmittel aus dem Absorptions- prozess 150 wenigstens teilweise in den Absorptionsprozess 150 zurückgeführt. Nicht dargestellt ist ein weiterer Pro ^¬ zessschritt, bei dem von dem regenerierten Lösungsmittel des Desorptionsprozesses 160 Wärme an das beladene Lösungsmittel des Absorptionsprozesses 150 abgegeben wird. Dadurch wird ei ^¬ ne wenigstens teilweise Beheizung des Ansorptionsprozesses 150 durch den Desorptionsprozess 160 erreicht. Der Kohlendio ^¬ xidabscheideprozess 90 befindet sich nun im Sonderbetriebszu- stand 120.

Dem Entscheidungsschritt 100 folgt ein Entscheidungsschritt 200, mit dem festgelegt wird, ob der Kohlendioxidabschei ^¬ deprozess 90 vom Sonderbetriebszustand 120 wieder zurück in den Normalbetriebszustand 110 gewechselt werden soll. Wird der Normalbetriebszustand 110 festgelegt, werden folgende Prozesse ausgeführt:

Verschließen des ersten Bypasses 230

Verschließen des zweiten Bypasses 240

Die Reihenfolge der auszuführenden Prozesse kann variieren. Durch das Verschließen des ersten Bypasses 130 wird das rege ^¬ nerierte Lösungsmittel aus dem Desorptionsprozess 160 wieder in den Absorptionsprozess 150 geführt. Durch das Verschließen des zweiten Bypasses 140 wird das beladene Lösungsmittel aus dem Absorptionsprozess 150 wieder in den Desorptionsprozess 160 geführt. Der Kohlendioxidabscheideprozess 90 befindet sich nun wieder im Normalbetriebszustand 110.

In Figur 2 ist eine Abscheidevorrichtung 1 für Kohlendioxid dargestellt. Nicht gezeigt ist die Kraftwerksanlage, in wel ^¬ che die Abscheidevorrichtung 1 integriert ist. Verbunden ist die Abscheidevorrichtung 1 mit der Kraftwerksanlage über einen Strömungskanal für Rauchgas 3, und über eine Heizdampf ^¬ leitung 20. Durch den Strömungskanal für Rauchgas 3 wird der Abscheidevorrichtung 1 im Normalbetriebszustand ein kohlendi- oxidhaltiges Rauchgas zugeführt. Über die Heizdampfleitung 20 wird die Abscheidevorrichtung im Betrieb mit Heizdampf versorgt. Dazu wird der Heizdampf in einen Sumpfkocher 21 eingebracht. Nicht gezeigt ist die Einbringung des Heizdampfes in beispielsweise eine seitliche Heizvorrichtung. Die Absorptionseinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer

Absorptionseinheit 2, einer Desorptionseinheit 4, einem Wär ^¬ metauscher 5, einer ersten Bypassleitung 10 und eine zweite Bypassleitung 11. Der Wärmetauscher 5 weist eine Primärseite zur Aufnahme von Wärme und eine Sekundärseite zur Abgabe von Wärme auf. Der Wärmetauscher ist primärseitig zuleitend über eine eingangsseitige Rückführleitung 6 mit der Desorptionseinheit 4 verbunden, und ableitend über eine ausgangsseitige Rückführleitung 7 mit der Absorptionseinheit 2 verbunden. Se- kundärseitig zuleitend ist der Wärmetauscher 5 über eine ein- gangsseitige Zuführleitung 8 mit der Absorptionseinheit 2 verbunden, und ableitend über eine ausgangsseitige Zuführlei ^¬ tung 9 mit der Desorptionseinheit 4 verbunden. Durch diese Verschaltung ist ein Kreislauf zwischen Absorptionseinheit 2 und Desorptionseinheit 4 über den Wärmetauscher 5 für ein Lö- sungsmittel gebildet.

Weiterhin ist eine erste Bypassleitung 10 vorhanden, in den ein erstes Ventil 14 und ein erster Hilfswärmetauscher ge- schaltet sind. Die erste Bypassleitung 10 verbindet die ein- gangsseitige Rückführleitung 6 mit der ausgangsseitigen Zuführleitung 9. Durch die erste Bypassleitung 10 ist ein wenigstens weitgehend geschlossener erster Kreislauf mit der Desorptionseinheit gebildet. Zudem ist eine zweite Bypasslei ^¬ tung 11 vorhanden, in den ein zweites Ventil 15 und ein zweiter Hilfswärmetauscher 13 geschaltet sind. Die zweite Bypass ^¬ leitung 11 verbindet die eingangsseitige Zuführleitung 8 mit der ausgangsseitigen Rückführleitung 7. Durch die zweite By- passleitung 11 ist ein wenigstens weitgehend geschlossener zweiter Kreislauf mit der Absorptionseinheit gebildet.

Nicht gezeigt ist eine Verbindungsleitung, die den ersten Hilfswärmetauscher 12 mit dem zweiten Hilfswärmetauscher 13 verbindet. Durch eine derartige Verbindungsleitung ist Wärme von dem ersten Hilfswärmetauscher 12 an den zweiten Hilfswärmetauscher 13 übertragbar.

In die eingangsseitige Rückführleitung 6 ist eine erste Pumpe 17, und in die eingangsseitige Zuführleitung 8 ist eine zwei ^¬ te Pumpe 16 geschaltet. Durch die erste Pumpe 17 und die zweite Pumpe 16 sind jeweils Flussmengen einstellbar, mit de ^¬ nen Lösungsmittel im ersten Kreislauf und im zweiten Kreis ^¬ lauf umgepumpt werden. Nicht dargestellt sind diverse weitere Armaturen, die in Zuführleitung oder in die Rückführleitung geschaltet sein können, wie beispielsweise weitere Ventile oder Regelvorrichtungen.

In die ausgangsseitige Rückführleitung 7 ist ein Kühler 18 geschaltet. Der Kühler 18 kann im Stand-by-Betriebszustand in seiner Leistung reduziert oder ausgeschaltet werden.

Durch die beiden weitgehend voneinander getrennten Kreisläufe ist es möglich, dass ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Kreisläufen weitgehend reduziert wird. Durch diese Maßnahme können der erste Kreislauf und der zweite Kreislauf vorteil ^¬ haft bei unterschiedlichen Parametern betreiben werden. Dies ermöglicht einerseits eine optimierte Abstimmung des jeweili- gen Kreislaufs auf den Stand-by-Betriebszustand, sodass eine schnelle Wiederinbetriebnahme der Abscheidevorrichtung 1 ge ^¬ währleistet ist, und gleichzeitig eine Reduzierung des not ^¬ wendigen Energiebedarfs im Stand-by-Betriebszustand, da weni- ger Energie zum Beheizen der Abscheidevorrichtung 1 und zum Umpumpen des Lösungsmittels erforderlich ist.