Verfahren
So funktioniert eine CO2-Verflüssigungsanlage
Prozesstechnisch geht es um Folgendes: Die CO2 Energie AG veredelt auf dem Areal der Recycling Energie AG das dort produzierte Biogas, um es ins eigene Gasnetz einspeisen zu können. Bei diesem Verarbeitungsschritt wird dem Roh-Biogas ein grosser Anteil CO2 entnommen. Dieses Kohlenstoffdioxid gelangt nun nicht mehr in die Atmosphäre, sondern wird der Verflüssigungsanlage zugeleitet.
Dort wird es gereinigt, gefiltert sowie entwässert und danach auf etwa minus 24 Grad heruntergekühlt, wobei es sich verflüssigt. Im Anschluss wird es in den Lagertanks gespeichert und mehrmals pro Woche vom Industriegase-Unternehmen Messer AG Schweiz abgeholt und auf dem CO2-Markt verkauft.
Von der Biomasse bis zum flüssigen CO2
Das gesamte Aufbereitungs- und Verflüssigungsverfahren lässt sich in fünf Teilschritte unterteilen.
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Durch eine zirka fünf Meter lange Leitung wird das Rohgas in die neue Anlage geleitet. Dort gelangt es erst in einen Zwischenspeicher, den Gasbuffer, wo das Kohlendioxid von den vorgelagerten Anlagenteilen entkoppelt wird. Hier werden Druckschwankungen ausgeglichen, was für die weitere Verarbeitung im Verdichter wichtig ist.
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Im mehrstufigen Verdichter wird das CO2 auf den Betriebsdruck von 18 bar komprimiert. Dadurch wird das Kohlendioxid erst erwärmt und anschliessend wieder heruntergekühlt. Nach beiden Verdichtungsstufen fällt Kondensat an, das über einen Abscheider vom Gasstrom getrennt wird. So werden beispielsweise Aerosole wie Ölrückstände absorbiert und der optimale Betrieb der weiteren Komponenten sichergestellt.
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Nun folgt die Feinreinigung des CO2 mittels Aktivkohlefilter. Dabei werden sämtliche Geruchs- und Geschmackstoffe entfernt. Weiter wird dem Produkt durch zwei Adsorptionstrockner und mit Hilfe eines speziellen Gels die Feuchtigkeit entzogen – dies bei einem Taupunkt von minus 60 Grad. Um besonders hartnäckige Verunreinigungen zu entfernen, kommt zusätzlich ein sogenannter Direct Contact Cooler zum Einsatz, der effektiver wirkt als ein Aktivkohlefilter. Hier kommt bereits flüssiges mit gasförmigem CO2 in Kontakt. Bei diesem Vorgang kühlt sich das gasförmige Material stark ab, übriggebliebene Verunreinigungen kondensieren und werden aus dem System abgeführt.
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Im letzten Prozessschritt wird das Gas bis unter den Kondensationspunkt, der bei minus 24 Grad liegt, heruntergekühlt. Das CO2 wird dadurch flüssig, andere Stoffe bleiben gasförmig und können dadurch wiederum entfernt werden. Restliche Verunreinigungen werden durch ein weiteres Verfahren, eine sogenannte Stripper-Kolonne, eliminiert. Am Boden dieser Kolonne befindet sich nun jenes flüssige CO2, dass die höchste Qualität aufweist. Dieses wird abgezogen und in einen Lagertank gepumpt.
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Das gereinigte und flüssige Kohlenstoffdioxid wird bei einem Druck von etwa 18 bar und einer Temperatur von minus 24 Grad gelagert. Dank dem flüssigen Zustand lässt es sich leicht in Tanklastwagen verladen und transportieren. Einem Einsatz in Industrieprozessen, in der Medizinaltechnik oder gar in der Lebensmittelindustrie steht nun – je nach Reinheit und Qualität – nichts mehr im Wege.