Valorisatie van CO2/O2-stromen uit een nieuwe reactor met behulp van autogeenverbranding

ICO2CH - Geïntegreerde CO2-afvang en waterstofproductie Een geïntegreerd concept wordt onderzocht voor de goedkope afvang van CO2-puntbronnen met alkalische KOH-gebaseerde media en hernieuwbare H2-productie. De innovatie zit op het niveau van de waterelektrolyseur, die wordt gevoed door een CO2-rijke, post-capture (bi)carbonaatoplossing, die isolatie van een 85:15 gew.% CO2/O2-gasmengsel uit de anolyt mogelijk maakt tijdens bedrijf . Dit elimineert de behoefte aan speciale 'strip'-energie, aangezien CO2-vrijgave een gevolg is van OH-verbruik tijdens de O2-productie. Tegelijkertijd wordt KOH geregenereerd in de H2-evolutiereactie, waardoor verdere afvangkosten worden vermeden. De zeer zuivere CO2-stroom kan worden gevaloriseerd, in combinatie met H2 om b.v. synthetische brandstoffen, naast O2 bij (gedeeltelijke) oxy-fuel verbranding, na een laatste CO2/O2 scheidingsstap.
Dit project zal zich toespitsen op de CO2/O2-valorisatiedoelstelling, namelijk: De valorisatie van O2 wordt experimenteel onderzocht door een eerste identificatie van de werkingslimieten van gedeeltelijke oxyfuel-verbranding in een NG-aangedreven zuigermotor, die haalbare CO2-verdunning en O2-verbeteringsniveaus zal dicteren voor bepaalde CO2-emissiereducties. Samen met de metingen van onvolledige verbranding, gecorreleerd met theoretische voorspellingen van instabiliteitslimieten, wordt de impact van O2/CO2-herinjectie in een partiële zuurstof-NG-verbrandingsmotor bepaald.
Een van de sterke punten van het ICO2CH-project is dat de producten van de elektrolyzers anodegasstroom van O2 en CO2 direct kunnen worden gevaloriseerd in een koolstofvrij verbrandingsproces. Door deze producten terug te voeren naar een verbrandingskamer, wordt gedeeltelijke oxy-fuel verbranding met CO2-verdunning mogelijk gemaakt, wat kan resulteren in een aanzienlijke vermindering van de koolstofemissie voor warmte- en stroomopwekking. Een van de grootste problemen bij stand-alone oxy-fuel verbrandingstoepassingen is de bron van O2, die doorgaans wordt geleverd door luchtscheidingseenheden die zowel energie-intensief als duur zijn. Met ICO2CH vormen de verbrander en elektrolyseur een integraal systeem en kan uiteindelijk als geheel een substantieel deel van de diffuse CO2-emissie worden vermeden.