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WO2007082505A2 - Co2 nutzung, bindung, verbrauch - Google Patents

Co2 nutzung, bindung, verbrauch Download PDF

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Publication number
WO2007082505A2
WO2007082505A2 PCT/DE2007/000051 DE2007000051W WO2007082505A2 WO 2007082505 A2 WO2007082505 A2 WO 2007082505A2 DE 2007000051 W DE2007000051 W DE 2007000051W WO 2007082505 A2 WO2007082505 A2 WO 2007082505A2
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WO
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mixture
plants
sludge
treatment
treated
Prior art date
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PCT/DE2007/000051
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WO2007082505B1 (de
WO2007082505A3 (de
WO2007082505A9 (de
Inventor
Dirk A. Osing
Original Assignee
Osing Dirk A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application filed by Osing Dirk A filed Critical Osing Dirk A
Priority to DE112007000739T priority Critical patent/DE112007000739A5/de
Publication of WO2007082505A2 publication Critical patent/WO2007082505A2/de
Publication of WO2007082505A9 publication Critical patent/WO2007082505A9/de
Publication of WO2007082505A3 publication Critical patent/WO2007082505A3/de
Publication of WO2007082505B1 publication Critical patent/WO2007082505B1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/24—Magnesium carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2251/00—Reactants
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    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Definitions

  • the Kyoto Protocol of 1997 obliges particularly the industrialized countries to reduce emissions of climate-damaging gases - such as carbon dioxide (CO 2 ) - by 5% by 2012 compared to 1990 levels.
  • climate-damaging gases such as carbon dioxide (CO 2 ) - by 5% by 2012 compared to 1990 levels.
  • CO 2 carbon dioxide
  • the Kyoto Protocol came into force on 16.02.2005.
  • CO 2 emitters are fossil-fueled (coal, gas, oil) power plants. In Germany alone, the power station sector accounts for around 40% of German greenhouse gas emissions. Against the background of increasing energy demand, CO 2 emissions will continue to increase in the future, unless large quantities of CO 2 are bound and used or disposed of in an environmentally friendly manner.
  • the invention described in more detail below relates to processes for the use, incorporation and consumption of carbon dioxide, especially in combination with hydrates, such as, for example, potassium and / or magnesium hydrate, in mixtures of materials or mixtures containing hydrates or comparable reactive substances which, in combination with carbon dioxide (CO 2 ), react.
  • hydrates such as, for example, potassium and / or magnesium hydrate
  • CO 2 carbon dioxide
  • the example calcium hydroxide or hydrated lime called - chemical formula Ca (OH) 2 - the binding / use of CO 2 is described. Hydrated lime reacts particularly well in moist, muddy, aqueous environment with CO 2 joyfully to violently to CO - CO 3 - calcium carbonate (limestone) with release of heat and water.
  • the chemical process is called recarbonation and is known as such (simplified formula)
  • the fuel used in the power plants does not consist of pure carbon alone, but is associated with other minerals, including “lime” or limestone (CaCOs).
  • Coal is incinerated in the combustion chambers of the power plant at temperatures around 80O 0 C.
  • lime can also be added to the combustion process for desulfurization.
  • limestone (CaCOs) converts to calcium oxide (CaO), burnt lime, with concomitant release of carbon dioxide (CO 2 ) and carbon monoxide (CO).
  • CO / CO2 normally escape via the chimney into the environment.
  • the CO 2 content in the flue gas varies between 14% and 24% by volume. It is ultimately dependent on the carbon content of the coal to be burned and the efficiency of the combustion technology.
  • the fine to the finest particulate matter (fly ash) absorbed in the exhaust gas purifying / filtering equipment has (for example) the following chemical element composition, calculated as oxide. Only the most important elemental oxides of a fly ash from a lignite-fired power plant from the Rhineland district are listed as examples:
  • Grain sizes 75 to 90% of the grain size below 32 microns
  • For the invention described below is particularly the "free lime" - share important.
  • the hydrate-containing fly ash amount is the preferred base product for an economically favorable and ecologically sensible CO 2 binding / utilization.
  • lignite fly ash is heavily moistened with water and / or aqueous sludges prior to its disposal in charred opencast mines in large mixing plants, sometimes mixed to pulpy consistency.
  • This hydrated mineral mixture is intensively circulated or swirled in the mixing plant, thereby exposing large hydrate-containing surfaces ready for reaction.
  • CO 2 -containing flue / flue gas is withdrawn / discharged at the chimney (for example) of a coal power plant and introduced into the mixing plant.
  • the circulating air in the mixing plant is CO 2 -containing. Due to the intensive turbulence of the material mixture, exposure of a large surface, CO 2 molecules can accumulate over a large area and rapidly to the present hydrate molecules and react accordingly. With a moist to wet consistency of the material mixture in the mixing unit, at normal ambient temperature, the chemical reaction between the CO 2 molecules and the present hydrate molecules proceeds very quickly. Therefore, it is conducive and economically sensible to always offer or keep available sufficiently large quantities of CO 2 -containing offgas as a medium in the mixing unit, so that a complete or nearly complete saturated reaction-recarbonation of the material mixture-can be achieved. Excess air mixture / vapor are sucked from the treatment plant, derived or pushed out by the pressure of the introduced flue gas. In downstream filter systems, the excess flue gas must be cleaned before it emits into the environment.
  • an additional advantage can be achieved.
  • a carbonation of the material mixture takes place. Achievement of a total or partial heavy metal immobilization, prevention of the leaching of heavy metals from the material mixture to be deposited, thereby reducing the contamination of groundwater in the ditch area.
  • the flue gas will then, for example, by means of a vacuum compressor, -Ventilators or a compressor unit or a different type suction, transport and injection device sucked / withdrawn / derived and connected with pipe or hose connections to the mixing plant for fly ash processing.
  • the CO 2 -containing flue gas is introduced into the mixing plant with pressure, continuously or batchwise, with sufficient volume to achieve the desired reaction of recarbonation.
  • the moistened fly ash is discharged from the mixing device onto open conveyor belts and transported via this to the grave / sink.
  • the moist / wet material for downstream CO 2 - treatment in encapsulated trough conveyors, paddle mixers, trough mixers, screw conveyors, or similar aggregates the material introduced both To transport and intensively shift during transport, to empty, to apply the selected aggregate abundantly with CO 2 -containing exhaust gas to the hydrate-containing mixture sufficient with the exhaust gas during the promotion (trough, screw conveyor), while intensively To bring circulation / turbulence of the mix with CO 2 in contact so as to accelerate the reaction between CO 2 and hydrate, ultimately to achieve.
  • Such "mixed transport lines” could reach a length of a few meters to a length of 50 to 100 M.
  • the hydrated lime reacts to calcium carbonate in a wet to wet consistency and in 1 to 3 minutes in conjunction with CO 2.
  • analytical determination of the CO 2 content in the (eg) waste gas, determination of the hydrate content in the batch and determination of the moisture content are also for this treatment step.
  • CO 2 -containing flue gas should be taken before or after the filter stage at the chimney or Rausgaskanal eg a coal power plant to connect by means of a compressor unit or similar systems on the flue gas duct to suck the flue gas and compress.
  • the compressed flue gas is to be kept in storage tanks, such as compressor air, from which it can be withdrawn continuously / discontinuously as needed.
  • the compressed CO 2 -containing flue gas is mixed by means of hose and / or pipes to the mixing unit in which fly ash or other mineral mixture with free CaO / MgO contents with water and / or sludge and preferably at pressure of 1 to 10 bar is connected to the mixing unit or the Misch cognitiveux and stirred.
  • the lignite fly ash containing for the invention usable amounts of calcium oxide (CaO) before they are tipped or disposed of as waste material in the charred opencast mines, intensively, primarily in mixing units, with Was- treated and / or moistened (I.Stufe).
  • the moist to muddy material mixture is transported by open conveyor belts over long distances to the charred opencast mine.
  • the material on the conveyor belts dries quickly and dust.
  • the hydrated mixture to be disposed of is therefore again and extensively treated with water and / or water-containing sludges prior to dumping into the carburized opencast mine (sink) in order to be able to deposit a dust-free "waste.”
  • This form of treatment and Deposit of fly ash from lignite power plants is conventional technology.
  • the material stream to be disposed of is very abundantly treated with water from the tip / drop point (pit edge) (fine dust problem). Material and water collect together on the pit floor as hydrated material sludge.
  • the invention proposes:
  • a braid of plastic, rubber and / or steel tubes which are provided at regular or irregular intervals with as many openings as possible to position.
  • the pipe mesh is connected by one or more hose or pipe connections to the supply / line with compressed CO 2 -containing flue gas.
  • the perforated pipe system is constantly kept under pressure with CO 2 -containing flue gas, so that the CO 2 -containing flue gas can escape from the openings of the pipe / hose lines even when superimposed with mud.
  • the permanently released "CO 2 -GaS" permeates or diffuses extensively and sustainably the hydrated sludge mass to be treated, resulting in an (additional) recarbonation of the present mass.
  • the height difference between the position of the dumping point and the bottom of the opencast mine can amount to quite a few meters of height difference. Due to the impact of the sludge, it is again strongly moved / mixed and thus favors the desired reaction between CO 2 and hydrate molecules.
  • the perforations or perforations of the tubes are to be designed small in the region of the CO 2 connection and increase the further the perforation is removed from the CO 2 EMAB. With such a hole size distribution / perforation over the respective tube length, a uniform exit of the CO 2 gas can be achieved through the pipe installation.
  • a comparable "CO 2 injection system” could be used in formerly charred opencast mined refuse-derived coal mines, which have been flooded with mineral power plant residues. In the subsurface of such lakes - sedimentation layers - store large amounts of hydrate material, which would be treated with a targeted "CO 2 lance technique” and by their nature, could absorb / bind very large amounts of CO 2. Another potential CO 2 sink.
  • Bed ash coal-fired power plants have more or less chemically comparable substances as fly ashes, they are usually coarser (> 1mm), sintered or glazed. Bed pockets, however, because of their nature mentioned as a medium for the process routes, according to the invention, of secondary interest. Also large CO 2 emitters, in addition to the coal power plants, are areas of the Wilsone-, steel-, foundry- as well as the chemical and paper industry and waste incineration plants.
  • Waste from these production lines in the form of dust and / or sludge contains considerable amount of calcium oxide and / or calcium hydroxide, which can be used for charging, according to the proposed method, eg for lignite fly ash, for the binding of CO 2 .
  • Mono- and special landfills could also be considered as CO 2 sinks on which large quantities of specific waste from the metallurgical, steelworks and foundry industry have already been deposited.
  • the deposited mineral mixture would have to be absorbed and treated according to the proposal with CO 2 in suitable plants for a CO 2 binding.
  • waste incinerators waste incinerators
  • the material is stored for 3 to 6 months.
  • heat is generated which is intended to sterilize the waste incinerators. If the waste incinerators were treated with CO 2 after the metals had been removed and before being hulled in a treatment plant, rapid carbonation and a greater exothermal reaction would occur. The temperatures achieved would be above 70 ° C. By treatment with CO 2 , the carbonation of the hydrate would occur. Improvement of the material matrix. Integration of heavy metals.
  • the paper sludge is to be mixed with fly ash from the coal-fired power plant of the paper industry or with fly ash from brown coal power plants or slags and dusts from the metallurgical industry, which contain free CaO.
  • the recovered / produced organic-mineral mixture contains calcium hydroxide, which is supplied with CO 2 -containing exhaust gas from the power plant of the paper mill or another CO 2 -QUeIIe to achieve the reaction of the recarbonation and to bind CO 2 .
  • the treated "organic waste” is usable as "organic lime fertilizer".
  • the non-incineration of paper sludge would not cause larger quantities of CO 2 to be emitted annually.
  • the treatment of the paper sludge with CaO-containing ashes and / or quicklime (CaO) and recovery of calcium hydroxide with subsequent exposure of the hydroxide-containing mixture with CO 2 -halt ⁇ gem exhaust gas and incorporation of CO 2 would thus lead to the consumption of CO 2 .
  • Patent No. DE 195 06249 C1 proposes a process for the treatment and utilization of the waste "paper sludge.” With this process route, CO 2 -containing waste gases from power stations in the paper industry or from other CO 2 emission sites, as in the lignite fly ash method, permanently bind CO 2 to the recycled paper sludge.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung besonders von Hydraten aus technischen Prozessen, die mit CO<SUB>2</SUB> - Kohlenstoffdioxid - reagieren. Erreichung einer dauerhaften Bindung und Verbrauch von CO<SUB>2</SUB> als Beitrag zur Klimaverbesserung .

Description

Das Kyoto-Protokoll von 1997 verpflichtet besonders die Industriestaaten, den Ausstoß klimaschädlicher Gase - wie z.B. Kohlenstoffdioxid (CO2) - bis 2012 um 5 % gegenüber 1990 zu senken. Die Europäische Union muss hierfür die durchschnittlichen Emissionen während der Jahre 2008 bis 2012 um acht Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 verringern. Das Kyoto-Protokoll trat am 16.02.2005 in Kraft.
Die größten CO2-Emittenten sind fossil-befeuerte (Kohle, Gas, Öl) Kraftwerke. In Deutschland verursacht allein der Kraftwerkssektor ca. 40% der deutschen Treibhausgasemissionen. Vor dem Hintergrund zunehmenden Energiebedarfs werden die CO2-Emissionen in Zukunft weiter steigen, es sei denn, große Mengen CO2 werden gebunden und umweltfreundlich dauerhaft genutzt bzw. entsorgt.
Allgemein erkennt man, welche Bedrohungen für Mensch und Umwelt durch die sich beschleunigende Klimaerwärmung, hervorgerufen durch emittierte Treibhausgase, u.a. durch Kohlenstoffdioxid (CO2), bereits eingetreten und zu erwarten sind. Wissenschaftler und Politiker gleichermaßen bezeichnen den Klirnawandel als eine der größten Herausforderungen der Menschheit.
Im Kapitel 7 des Berichtes der Intergovernmental Panel on Climate Change, kurz IPCC- Bericht, herausgegeben von World Meteorological Organisation (WMO) und United Nations Environment Program (UNEP), vorgelegt 2005 / 2006, wird u.a. vorgeschlagen, umfangreiche bergbauliche Maßnahmen aufzulegen, geförderte Mineralgemenge aufzubereiten (zerkleinern / mahlen) und mit CO2 zu behandeln, um eine COa-Bήidung an spezifische Mineralien zu erreichen und die mit CO2 behandelten Stoffen dann dauerhaft und umweltfreundlich zu deponieren. Ein wirtschaftlich aufwendiges Unterfangen. Anstelle wertvolle Ressourcen für eine CO2-Nutzung zu missbrauchen, bieten sich in Massen anfallende mineralische Reststoffe / Abfalle, wie in der nachfolgend beschriebenen Erfindung, für eine CO2-Nutzung an. Vorteilhaft ist, dass solche mineralischen Abfalle vielfach und in umfangreichen Mengen in der Nähe von CO2-Quellen z.B. Kohlekraftwerken, Hüttenwerken, Müllverbrennungsanlagen anfallen. Reststoffe / Abfälle in Form von mineralischen Stäuben und mineral-wasserhaltigen Schlämmen sowie Schlacken aus dem Bereich Kohlekraftwerke, der Hütten-, Stahl-, Gießerei-, Zement- und Papierindustrie sowie aus Müllverbrennungsanlagen bieten sich sowohl national wie international für eine CO2-Bindung / Nutzung an. Diese Art von Abfallen ist in der Regel fein bis feinstkörning, weisen somit bereits eine große Oberfläche auf und bedürfen keiner besonderen Zerkleinerung / Mahlung.
Die nachfolgend näher beschriebene Erfindung betrifft Verfahren zur Nutzung, Einbindung und Verbrauch von Kohlenstoffdioxid besonders in Verbindung mit Hydraten, wie z.B. KaIk- und / oder Magnesiumhydrat, in Materialgemengen oder Gemischen, die Hydrate oder vergleichbare reaktionsfreudige Substanzen enthalten, die in Verbindung mit Kohlenstoffdioxid (CO2), reagieren. Am Beispiel Calziumhydroxid oder auch Kalkhydrat genannt - chemische Formel Ca(OH)2 - wird die Bindung / Nutzung von CO2 beschrieben. Kalkhydrat reagiert besonders in feuchter, schlammiger, wässriger Umgebung mit CO2 freudig bis heftig zu Ca- CO3 - Calziumkarbonat (Kalkstein) unter Abgabe von Wärme und Wasser. Der chemische Vorgang wird als Recarbonatisierung bezeichnet und ist als solcher bekannt (vereinfachte Formel)
Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O + (Wärme) (Mol) 74 + 44 = 100 + 18
Vor diesem Hintergrund wird auch auf das Verfahren unter DE 19924 472 Al vom selben Erfinder hingewiesen. Bei diesem Verfahren ging es primär um die Nutzung der exothermen Reaktion, der Verbindung zwischen Hydraten und Kohlenstoffdioxid, zur Trocknung eines vorliegenden Mineralgemenges mit dem Nebeneffekt einer Carbonatisierung.
Bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in Form von Braun- / Steinkohle, Gas, Öl, Biomassen, Holz in dafür jeweils geeigneten Anlagen entstehen Ab- bzw. Rauchgase ( CO2-QiIeIIe), die umfangreiche Mengen an CO2, in geringerem Maße CO (Kohlenstoffmo- noxid) enthalten. Besonders bei der Verbrennung von Braun- / Steinkohle werden neben den beiden genannten Gasen auch große Mengen an organischen und mineralischen Substanzen ( Aschebestandteile) produziert, die, bedingt durch ihre feine bis feinstkömige Struktur und geringen Gewichtes, im Ruchgasstrom mitgefühlt, allerdings zu einem überwiegenden Teil bei der Filterung des Rauchgases als „Flugasche" aus dem Rauchgas abgeschieden werden.
Der in den Kraftwerken eingesetzte Brennstoff (z.B.) „ Kohle" besteht nicht aus reinem Kohlenstoff allein, sondern ist mit anderen Mineralien vergesellschaftet, u.a. „Kalk" bzw. Kalkstein (CaCOs). Kohle wird in den Verbrermungsräumen des Kraftwerks bei Temperaturen um 80O0C verbrannt. Je nach chemischer Zusammensetzung der zu verströmenden Kohle kann auch zur Entschwefelung, Kalk dem Verbrennungsprozess zusätzlich zugeführt werden. Kalkstein (CaCOs) wandelt sich bei Temperaturen um 800° C zu Calziumoxid (CaO), Branntkalk, bei gleichzeitiger Freisetzung von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Kohlenstoffmonoxid (CO). Neben anderen bei der Verbrennung entstandenen Gasen (NOX) entweichen CO / CO2 normalerweise über den Kamin in die Umwelt. Der Cθ2-Äriteil im Rauchgas variiert zwischen 14 % und 24 Vol%. Er ist letztlich abhängig vom C-Gehalt der zu verbrennenden Kohle und vom Wirkungsgrad der Verbrennungstechnik.
Die in den Abgasreinigungs- / Filteranlagen absorbierten feinen bis feinsten Stoffieilchen (Flugasche) haben (z.B.) folgende chemische Elementzusammensetzung, gerechnet als Oxid. Nur die wichtigsten Elementoxide einer Flugasche eines Braunkohlekraftwerkes aus dem rheinischen Revier sind als Beispiel aufgeführt:
Quarz SiO2 6,0%
Freikalk CaO 40,4%
Periklas MgO 18,1%
Aluminiumoxid Al2O3 3,3%
Hämatitoxid Fe2O3 10,7%
Schwefeloxid-geb. SO3 16,2%
Natriumoxid Na2O 5,0%
( Angaben in Gew.%)
Korngrößen: 75 bis 90 % der Körnung unter 32μrnm Für die nachfolgend beschriebene Erfindung ist besonders der „Freikalk"- Anteil wichtig.
Allein in den west- / ostdeutschen Braunkohlekraftwerksrevieren fallen jährlich bis zu 12 Mio. Tonnen Flugaschen an. Tendenz steigend, bedingt durch höheren Energiebedarf in der Zukunft. Bei einem angenommenen Freikalkanteil von ca. 40% entspräche dies einem jährlichen Entfall von ca. 4,8 Mio. Tonnen CaO. Ein beachtliches Potential für die Herstellung von Kaϊkhydrat, Basisprodukt, gemäß Erfindung, für eine CO2 Nutzung bzw. Bindung. Die chemische Gleichung für Kalkhydrat:
CaO + H2O = Ca(OH)2 + Wärme ( exotherme Reaktion)
Rechnerische Annahme / Beispiel: der CaO-Anteil der deutschen Braunkohleflugaschen läge im Durchschnitt bei nur 25 Vol. % bei einer Gesamtmenge an Flugaschen von ca. 12 Mio.t jährlich, demnach ca. 3 Mio. t. CaO. Vor ihrer Entsorgung in ausgekohlte Tagebaue werden die Flugaschen u.a. wegen der Feinstaubproblematik intensiv mit Wasser und / oder wässri- gen Schlämmen vermischt und als Verfüllmaterial abgekippt / entsorgt. Diese Behandlung und das Vorgehen ist gängige Praxis. Durch eine derartige Behandlung der Flugaschen wird auch Calziumhydroxid (Ca(OH)2) in einer Menge ca. 4 Mio. t. p.a. produziert. Bisher wird jedoch ohne weitergehende Behandlung das feuchte bis schlammige Gemenge in die ausgekohlten Tagebaue als Verfüllmaterial entsorgt.
Gemäß Erfindung ist das hydrat-haltige Flugaschegemenge das bevorzugte Basisprodukt für eine wirtschaftlich günstige und ökologisch sinnvolle CO2-Bindung / Nutzung. Wie o.e. wird Braunkohlenflugasche vor ihrer Entsorgung in ausgekohlte Tagebaue in großen Mischanlagen intensiv mit Wasser und / oder wässrigen Schlämmen stark angefeuchtet, teilweise bis zur breiigen Konsistenz vermengt. Dieses hydrathaltige Mineralgemenge wird in der Mischanlage intensiv umgewälzt bzw. verwirbelt, dadurch Exponierung großer reaktionsbereiter hydrathal- tiger Oberflächen. Um eine CO2-Bindung an die vorliegenden Hydratpartikel zu erreichen, wird erfindungsgemäß CO2-haltiges Ab- / Rauchgas am Kamin (z.B.) eines Kohlekraftwerkes abgezogen / abgeleitet und in die Mischanlage eingeführt. Die Umluft in der Mischanlage ist CO2-haltig. Cθ2-Moleküle können sich, bedingt durch die intensive Verwirbεlung des Materialgemenges, Exponierung einer großen Oberfläche, großflächig und rasch an die vorliegenden Hydratmoleküle anlagern und entsprechend reagieren. Bei feuchter bis nasser Konsistenz des Materialgemenges im Mischaggregat, bei normaler Umgebungstemperatur, läuft die chemische Reaktion zwischen den CO2-Molekülen und den vorliegenden Hydrat-Molekülen sehr schnell ab. Daher ist es förderlich und wirtschaftlich sinnvoll, immer ausreichend große Mengen an CO2-haltigem Abgas als Medium im Mischaggregat anzubieten bzw. verfügbar zu halten, damit eine vollständige bzw. annähernd vollständige gesättigte Reaktion - Recarbona- tisierung des Materialgemenges - erreicht werden kann. Überschüssiges Luftgemisch / Brüden werden aus der Behandlungsanlage abgesogen, abgeleitet bzw. durch den Druck des eingeleiteten Rauchgases herausgedrückt. In nachgesehalteten Filteranlagen ist das überschüssige Rauchgas zu reinigen bevor es in die Umgebung emittiert.
Mit diesem Verfahren könnten so allein im rheinischen Braunkohlerevier ca. 2,4 Mio. Tonnen CO2 jährlich „genutzt" bzw. nach Behandlung / Recarbonatisierung gemeinsam mit der zu entsorgenden Flugasche (Abfall) in die ausgekohlten Tagebaue dauerhaft und ökologisch sinnvoll entsorgt werden.
Gemäß Erfindung ist neben der CO2-Nutzung ein zusätzlicher Vorteil zu erzielen. Durch die Behandlung des Flugaschegemenges mit CO2 erfolgt eine Carbonatisierung des Materialgemenges. Erreichung einer ganzen oder teilweisen Schwermetall-Immobilisierung, Unterbindung der Auswaschung von Schwermetallen aus dem abzulagernden Materialgemenge, dadurch Kontaminationsminderung des Grundwassers im Grabengebiet.
In der Praxis werden Braunkohleflugaschen vor ihrer Entsorgung als Verfüllmaterial in ausgekehlte Tagebaue in großen Mischanlagen mit Wasser und / oder wässrigen Schlämmen intensiv bis zur breiigen Konsistenz aufbereitet. Wirtschaftlich interessant ist es, da derartige Flugasche-Aufbereitungsanlagen innerhalb des Kraftwerks- / Grubengeländes betrieben werden, also in der Nähe einer CO2-QUeIIe (Rauchgaskanal /Kamin), diese für das vorgestellte Verfahren zu nutzen, indem, gemäß Erfindung, am Kamin des Kohlekraftwerkes eine Abzweigung zur Entnahme des CO2-haltigen Rauchgases eingerichtet wird. Das Rauchgas wird dann z.B. mittels eines Vacuumverdichters, -Ventilators bzw. einer Kompressoranlage oder einer anders gearteten Absaug-, Transport- und Einblasvorrichtung abgesogen / abgezogen / abgeleitet und mit Rohr- bzw. Schlauchverbindungen mit der Mischanlage für die Flugaschenaufbereitung verbunden. Das CO2-haltige Rauchgas wird in die Mischanlage mit Druck, kontinuierlich oder chargenweise, mit ausreichendem Volumen eingeleitet, um die gewünschte Reaktion der Recarbonatisierung zu erreichen.
Im Normalbetrieb wir die angefeuchtete Flugasche aus der Mischeinrichtung auf offene Transportbänder ausgetragen und über diese zur Grabe / Senke transportiert. Anstelle die angefeuchtete, nasse Flugasche aus der Mischanlage auf Transportbänder zu entleeren, böte sich erfindungsgemäß an, das feuchte / nasse Material für eine nachgeschaltete CO2- Behandlung in gekapselte Trogförderer, Paddelmischer, Trogmischer, Schneckenförderer, oder vergleichbare Aggregate, die das eingebrachte Material sowohl transportieren als auch intensiv während des Transportes umschichten, zu entleeren, das jeweils ausgewählte Aggregat reichlich mit Cθ2-haltigem Abgas zu beaufschlagen, um das hydrat-haltige Gemenge ausreichend mit dem Abgas im Verlauf der Förderung (Trog-, Schneckenförderer), bei gleichzeitiger intensiver Umwälzung / Verwirbelung des Mischgutes mit CO2 in Berührung zu bringen, um so die Reaktion zwischen CO2 und Hydrat zu beschleunigen, letztlich zu erreichen. Solche „Mischförderstrecken" könnten die Länge von wenigen Metern bis zu einer Länge von 50 bis 100m erreichen. Je länger das Cθ2-haltige Abgas/ Gas mit dem reaktiven Gemenge in Kontakt ist, je höher die CO2 Bindungsrate. Bekannt ist, dass bei Umgebungstemperatur das Kalkhydrat bei feuchter bis nasser Konsistenz und in Verbindung mit CO2 in 1 bis 3 Minuten zu Calziumkarbonat reagiert. Auch für diesen Behandlungsschritt gilt, analytische Bestimmung des CO2- Gehaltes im (z.B.) Abgas, Bestimmung des Hydratanteils im Gemenge sowie Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes.
Bekannt ist, dass trockenes Kalkhydrat nicht bzw. nur schwach mit CO2 reagiert. Besonders bei Feuchtigkeitsgehalten von 15 bis 50 % H2O im Gemenge kommt es bei normaler Umgebungstemperatur dagegen zu einer freudigen bis heftigen Reaktion. Bei wässrigen Gemengeschlämmen mit H2θ-Anteilen von über 50% sollten in jedem Fall Laborversuche zum Nach- weis einer Reaktionsfähigkeit gefahren werden, denn es kann vorkommen, je nach Materialzusammensetzung des zu behandelnden Gemenges, dass Wasserteilchen Hydratteilchen umschließen und so den Zugang von CO2 Molekülen zu den Hydratmolekülen „versperren" und damit die Reaktion behindern bzw. vereiteln.
Vorteilhaft wäre, jedoch wirtschaftlich aufwendig, CC>2-halitges Rauchgas aus dem Kamin abzuzweigen und über eine „Luftspaltanlage" aufzubereiten. Über diesen Weg ließe sich der Cθ2-Gehalt im zu verwendendem Rauchgas stark erhöhen, was sich letztlich vorteilhaft auf die Reaktion mit dem oder den Hydraten auswirkt. Denkbar, aber ebenfalls teuer, wäre auch der Einsatz von reinem CO2-Gas (Industriegas).
Um das Verfahren gemäß Erfindung erfolgreich durchzurühren, ist es zweckmäßig den CO2- Gehalt des Rauchgases, das Binde- / Aufnahmepotential des mit CO2 zu behandelnden Gemenges und den Feuchtigkeitsgehalt des Gemenges analytisch zu definieren. Die ermittelten Daten sind maßgebend für die einzusetzende Menge CO2-haltigen Rauchgases und die jeweils erforderlichen Aggregatkapazitäten / -dimensionen (Vacuumverdichter, -Ventilatoren, Kompressoranlage, Mischereinrichtungen, Trog-/Schneckenförderer, Filteranlagen).
CO2-haltiges Rauchgas wäre vor oder nach der Filterstufe am Kamin bzw. Rausgaskanal z.B. eines Kohlekraftwerkes zu entnehmen, mittels einer Kompressoranlage oder vergleichbarer Anlagen am Rauchgaskanal anzuschließen, das Rauchgas abzusaugen und zu verdichten. Das verdichtete Rauchgas ist in Lagertanks, wie Kompressorluft, vorzuhalten, aus denen es je nach Bedarf kontinuierlich / diskontinuierlich abgezogen werden kann. Das komprimierte CO2-haltige Rauchgas wird mittels Schlauch- und / oder Rohleitungen an das Mischaggregat, in dem Flugasche oder andere Mineralgemenge mit freiem CaO- / MgO-Gehalten mit Wasser und / oder Schlämmen vermengt wird und vorzugsweise mit Druck von 1 bis 10 bar an das Mischaggregat bzw. die Mischförderstrecke angeschlossen und eingerührt wird.
In der Regel werden besonders die Braunkohlenflugaschen, die för die Erfindung nutzbare Mengen an Calziumoxid (CaO) enthalten, bevor sie als Verfullmaterial in die ausgekohlten Tagebaue abgekippt bzw. entsorgt werden, intensiv, vorrangig in Mischaggregaten, mit Was- ser und / oder wasserhaltigen Schlämmen behandelt / befeuchtet (I.Stufe). Das feuchte bis schlammige Materialgemenge wird mittels offener Transportbänder über lange Strecken bis zum ausgekohlten Tagebau transportiert. Durch die Behandlung der Braunkohlenflugasche mit Wasser und / wässrigen Schlämmen kommt es zu einer exothermen Reaktion (CaO + H2O = Ca(OH)2 + Wärme), die durchaus 100 bis 120 0C erreichen kann. Das Material auf den Transportbändern trocknet schnell und staubt. Das zu entsorgende hydrathaltige Gemenge wird daher vor dem Abkippen in den ausgekohlten Tagebau (Senke) erneut und ausgiebig mit Wasser und / oder wasserhaltigen Schlämmen behandelt (2. Stufe), um einen möglichst staubarmen „Abfall" absetzen zu können. Diese Form der Behandlung und Ablagerung von Flugaschen aus Braunkohlekraftwerken ist herkömmliche Technik.
Sofern die Beaufschlagung des Materialgemenges mit CO2-GaS oder CO2-haltigem Rauchgas in der o.e. Behandlungsstufe nicht ausgeführt wurde bzw. nicht ausreichend und ergiebig genug war, böte sich erfindungsgemäß eine weitere CO2-Behandlungsstufe des zu entsorgenden Materials an:
Der zu entsorgende Stoffstrom wird ab Kipp-/ Abwurfpunkt (Grubenrand) sehr reichlich mit Wasser behandelt (Feinstaubproblem). Material und Wasser treffen gemeinsam auf dem Grubenboden als hydrathaltiger Materialschlamm auf. Um in diesem Bereich ebenfalls eine intensive Durchgasung des feuchten bis schlammigen Flugaschegemenges zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen:
Ein Geflecht aus Kunststoff-, Gummi- und / oder Stahlrohren, die in regel- bzw. in unregelmäßigen Abständen mit möglichst vielen Öffnungen versehen sind, zu positionieren. Das Rohrgeflecht wird durch eine oder mehrere Schlauch- oder Rohrverbindungen an die Zufuhr / Leitung mit komprimiertem Cθ2-haltigem Rauchgas angeschlossen. Das perforierte Rohrsystem wird ständig mit CO2-haltigem Rauchgas unter Druck gehalten, sodass das CO2-haltige Rauchgas selbst bei der Überlagerung mit Schlamm aus den Öffnungen der Rohr- /Schlauchleitungen entweichen kann. Das so dauerhaft austretende ,,CO2-GaS" durchdringt bzw. diffundiert weitflächig und nachhaltig die zu behandelnde hydrathaltige Schlammmasse. Es kommt zu einer (zusätzlichen) Recarbonatisierang der vorliegenden Masse. Der Höhenunterschied zwischen Position des Abkipppunktes und Sohle des Tagebaues kann durchaus etliche Meter Höhenunterschied betragen. Durch den Aufprall des Schlammes wird dieser erneut stark bewegt / vermengt und dadurch die gewünschte Reaktion zwischen CO2- und Hydratmolekülen begünstigt.
Die Perforationen bzw. Lochungen der Rohre sind im Bereich des CO2-Anschlußes klein auszugestalten und vergrößern sich, je weiter die Lochung vom CO2-EMaB entfernt ist Mit einer solchen Loch-Größenverteilung / Perforation über die jeweilige Rohrlänge soll ein gleichmäßiger Austritt des CO2-Gases über die Rohrinstallation erreicht werden.
Allerdings könnte erfindungsgemäß auch eine Recarbonatisierung der abgelagerten Schlammmassen mit einer oder mehrerer versetzbarer Lanzen, durch die CO2 -Gas oder CO2- haltiges Rauchgas mit Druck in die Schlammmasse injiziert wird, erreicht werden.
Ein vergleichbares ,,CO2-InJ ektionssystem" ließe sich in ehemaligen ausgekohlten mitBraun- kohlenkraftwerksreststoffen verfüillte Tagebaue nutzen. Vielfach sind solche „Deponien" nach ihrer Verfullung mit mineralischen Kraftwerksreststoffen geflutet worden. Im Untergrund solcher Seen - Sedimentationsschichten - lagern große Mengen an Hydratmaterial, die gezielt mit einer ,,CO2- Lanzentechnik" zu behandeln wären und aufgrund ihrer Beschaffenheit, durchaus große Mengen an CO2 aufnehmen / binden könnten. Eine weitere potentielle CO2 Senke.
hi Deutschland werden jährlich ca. 180 Mio. weltweit ca. 850 Mio. Tonnen Braunkohle verströmt. Ln Rahmen von Joint Implementation Projekten, wie im Kyoto Protokoll vorgesehen, könnten die entsprechend anfallenden Flugaschemengen für eine CO2 Bindung, gemäß Erfindung, sinnvoll genutzt werden und würden so zur Klimaverbesserung beitragen.
Bettaschen Kohle-befeuerter Kraftwerke weisen mehr oder weniger zwar chemisch vergleichbare Substanzen auf wie Flugaschen, sie sind in der Regel grober (> 1mm), gesintert bzw. verglast. Bettaschen sind jedoch wegen ihrer genannten Beschaffenheit als Medium für die Verfahrenswege, gemäß Erfindung, von sekundärem Interesse. Ebenfalls große CO2-Emittenten, neben den Kohlekraftwerken, sind Bereiche der Hüten-, Stahl-, Gießerei- sowie auch die Chemie- und Papierindustrie und Müllverbrennungsanlagen.
Bekannt ist auch, dass die spezifische Industrie in ihren jeweiligen Prozessen größere Mengen an Kalk einsetzt und verarbeitet. Abfalle aus diesen Produktionslinien in Form von Staub und / oder Schlamm enthalten beachtlich Menge an Calziumoxid und / oder Calziumhydroxid, die für eine Beaufschlagung, gemäß vorgeschlagenem Verfahren z.B. für Braunkohleflugaschen, für die Bindung von CO2 genutzt werden können.
Die genannten Industrien haben gemeinsam, dass sie seit Jahren beachtliche Mengen an Staub aus Trocken-, Schlämme aus Naßentstaubungsanlagen sowie Schlacken produzieren und zu entsorgen haben. Diese Abfalle enthalten (z.B.) sowohl Calciumoxid (CaO) als auch Hydrate (u.a. Kalkhydrat (Ca(OH)2)). In der Regel handelt es sich bei den Stäuben und Schlämmen um AbMIe. Sie werden in über- und / oder untertagigen Deponien / Monodeponien abgelagert. Vor ihrer Entsorgung wären, gemäß Erfindung, diese in Massen anfallenden Abfalle mit CO2, in geeigneten Aufbereitungsanlagen zu behandeln. CO2 könnte so gebunden und dauerhaft über den bisherigen Entsorgungsweg der anfallenden Abfälle sinnvoll und dauerhaft entsorgt werden. Ein beachtliches und zusätzliches CO2-Senkenpotential könnte über diesen Weg weltweit erschlossen / genutzt werden und so zum Klimawandel beitragen.
Ebenfalls als CO2-Senke kämen Mono- und Sonderdeponien in Betracht, auf denen bereits große Mengen von spezifischen Abfallen der Hütten-, Stahlwerks- und Gießereiindustrie abgelagert wurden. Die deponierten Mineralgemenge wären aufzunehmen und entsprechend des Erfmdungsvorschlages mit CO2 in geeigneten Anlagen für eine CO2 - Bindung zu behandeln.
Als weitere beachtliche CO2-Senken kämen die untertägig einzulagernden z.T. hoch kontaminierten Stäube und Schlämme aus Müll- bzw. Klärschlammverbrennungsanlagen in Betracht. Stäube und Schlämme (Trocken-/ Naßentstaubung) solcher Anlagen sind in der Regel kontaminiert und werden nach Behandlung in Aufbereitungsanlagen, als feuchte Masse (Staubminderung) als Versatzmaterial, als Stabüisierungsmasse in ausgeerzte / -gekohlte Bergwerke untertägig entsorgt. Neben dem Vorteil einer CO2-Bindung in solche „Mineralge- menge" und einer dauerhaften untertätigen Ablagerang bietet gemäß Erfindung, άi& vorgeschlagene Vorbehandlung solcher Abfälle mit CO2 den Vorteil, dass die mit CO2 behandelten Hydratmengen als ausreagiertes (z.B.) Calziumcarbonat (Kalkstein) zur Ablagerung kommen. Es wird eine verbesserte Matrialmatrix sowie die Stabilisierung der Auswaschung von Schwermetallen erreicht Ohne die, gemäß Erfindung, beschriebene Behandlung der hydrat- haltigen (z.B. MVA-) Abfälle mit CO2 würden die einzulagernden Materialmengen mangels Zutritt von CO2 als unvollständig ausreagierte Masse nur geringe Verfestigung bzw. Stabilisierung bringen.
Ein weiteres großes CO2-Nutzungs- / Bindepotemial liegt in der Behandlung von Müll- verbrermungsschlacken (MVA-Schlacken), die als Wege- und Straßenbaumaterial Verwendung finden. Nach Vorbehandlung der Schlacken (Magnetscheidung, Anfeuchtung) wird das Material für 3 bis 6 Monate aufgehaldet Durch bakterielle und exotherme Reaktionen wird Wärme erzeugt, die die MVA-Schlacken sterilisieren sollen. Würden die MVA-Schlacken nach dem Entfernen von Metallen und vor Aufhaidung in einer Aufbereitungsanlage mit CO2 behandelt, käme es zu einer raschen Carbonatisierung und größerer exothermer Reaktion. Die erzielten Temperaturen lägen über 70° C. Durch die Behandlung mit CO2 käme es zur Carbonatisierung der Hydratmengen. Verbesserung der Materialmatrix. Einbindung von Schwermetallen. Dadurch starke Verminderung der Auslaugungen von Schwermetallen und Minderung der Grundwasserkontamination. Somit eine Qualitätsverbesserung der MVA-Schlacken als Wege- und Straßenbaumaterial. Hinzu kommt, dass durch die vorgeschlagene Behandlung der MVA-Schlacken mit CO2 eine „künstliche" Alterung erreicht und dadurch die Lagerung / Aufhaidung zeitlich massiv auf 2 bis 5 Tage verkürzt werden kann.
Bei der Papier- / Zeϊlstoffindustrie fallen jährlich, weltweit beträchtliche Mengen Papierschlamm (organischer Abfall) an. Zur Entsorgung des Abfalls wird dieser auch in Deutschland hauptsächlich sowohl in Kraftwerken der Papierindustrie als auch in Braunkohlekraftwerken mit jährlich über 1,5 Mio. Tonnen „thermisch entsorgt". Papierschlamm enthält neben mineralischen und organischen Substanzen ca. 50 % Wasser. Vor der Verbrennung im Kraftwerk ist der Schlamm zu trocknen. Für die Verdunstung von einem Liter Wasser mit fossiler Energie, z.B. Braunkohle, mit einem „C"-Anteil von ca. 0,58kg/kg. Bei der Verbrennung dieser Braunkohle würden ca. 2,12 kg CO2 freigesetzt. Für die Verdampfung von einem Liter Wasser werden ca. 2,5 kg Braunkohle mit 9.000 kJ/ kg benötigt. Für die Verdampfung von 750.000 1 p.a. H2O werden demnach ca. 1.875.0001 Braunkohle benötigt, die wiederum ca. 3,9 Mio. Tonnen CO2 freisetzen. Anstelle diese organischen Abfalle zu verbrennen, wäre es in jedem Fall wirtschaftlich vorteilhafter, ökologisch sinnvoller und klimaschonender, würde dieser organische Abfall, gem. Erfindung, für eine CC>2-Bmdung und als Kalkdünger genutzt.
Der Papierschlamm ist erfindungsgemäß mit Flugaschen aus dem kohlebefeuerten Kraftwerk der Papierindustrie bzw. mit Flugaschen aus Braunkohlekraftwerken oder Schlacken und Stäube aus der Hüttenindustrie, die freies CaO enthalten, zu vermengen. Das gewonnene / hergestellte organisch-mineralische Gemenge enthält Calziumhydroxid, das mit CO2-haltigem Abgas aus dem Kraftwerk des Papierwerkes oder einer anderen CO2-QUeIIe beaufschlagt wird, um die Reaktion der Recarbonatisierung zu erreichen und CO2 zu binden. Der behandelte „organische Abfall" ist als „organischer Kalkdünger" verwertbar.
Erfϊndungsgemäß würden durch die Nicht- Verbrennung von Papierschlamm jährlich größere Mengen an CO2 nicht emittiert. Durch die Behandlung des Papierschlamms mit CaO-haltigen Aschen und / oder Branntkalk (CaO) und Gewinnung von Calziumhydroxid mit anschließender Beaufschlagung des hydroxidhaltigen Gemenges mit Cθ2-haltϊgem Abgas und Einbindung von CO2 käme es somit zum Verbrauch von CO2.
Im Patent Nr. DE 195 06249 Cl, vom gleichen Erfinder, wird ein Verfahren zur Aufbereitung und Nutzung des Abfalls ,,Papierschlamm" vorgestellt. Mit diesem Verfahrensweg ließen sich auch CO2-haltige Abgase aus Kraftwerken der Papierindustrie oder aus anderen CO2 Emissionsstellen, wie beim Verfahren für die Braunkohlenflugasche, CO2 Mengen an den aufbereiteten Papierschlamm dauerhaft binden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Einbindung, Nutzung und Verbrauch von Koblenstoffdioxid - CO2 - in Hydraten, besonders Kalk- / Magnesiumhydraten, und / oder in metall-oxidischen Substanzen dadurch gekennzeichnet, dass
a) die in Massen anfallenden Flug- und Bettaschen insbesondere aus Kohle-befeuerten Kraftwerken, bzw. aus Holz-befeuerten Kraftwerken oder Gemischen derselben, die nachgewiesen ausreichende Mengen an freiem Calzium- / Magnesiumoxid enthalten, , sofern diese Reststoffe / Abfalle trocken anfallen, sind sie in dafür geeigneten geschossenen Mischanlagen / Aggregaten mit Wasser und / oder wässrigen Schlämmen anzufeuchten, einzumaischen bzw. bis zur breiigen Konsistenz vorzubehandeln / aufzubereiten. Über Rohr- / Schlauchverbindungen wird das oder die Aggregate oder auch eine Mischförderstrecke, von wenigen bis mehreren Metern Länge, an eine CO2 - Quelle - Kamin, Rauchgaskanal, Lagertanks, in denen komprimiertes CO2-haltiges Medium gelagert wird, angeschlossen. CO2-haltiges Ab- / Rauchgas bzw. Luft wird kontinuierlich / diskontinuierlich während das hydrathaltige Gemenge im Mischaggregat intensiv umgewälzt bzw. verwirbelt wird, Exponierang großer reaktionsfreudiger Oberflächen, eingeleitet / beaufschlagt, um die Reaktion einer Recarbonatisierung und um so eine Bindung / Verbrauch von CO2 im zu behandelnden hydrathaltigem Gemenge (z.B.) zu erreichen. Das „carbonatisierte" Materialgemenge kann als Reststoffgemenge in ausgekohlte Tagebaue, ausgeerzte Gruben und / oder auf geeigneten Deponien dauerhaft entsorgt werden bzw. als Baumaterial oder Zuschlagsstoff in der Hütten-, Stahlwerks- Gießerei- und Zementindustrie Verwendung finden. b) mineralische und metall-oxidische Reststoffe / Abfälle in Form von Staub und Schlamm sowie Schlacken / Aschen, die in der Hütten-, Stahlwerks-, Gießerei-, Chemie- und Papierindustrie sowie in Müllverbrennungs-/ Klärschlammverbrennungsanlagen prozessbedingt anfallen und die für eine CO2 - Nutzung / Bindung / Verbrauch von CO2 geeignete Substanzen enthalten, sind sofern sie trocken anfallen, wie unter a) beschrieben aufzubereiten und sofern sie als Schlamm anfallen, ebenfalls in geeigneten geschlossenen Aggregaten mit CO2 - haltigen Medien zu beaufschlagen, um so eine Bindung von CO2 an verfügbare reaktive Substanzen zu erreichen. Das mit CO2 behandelte Gemenge ist wie unter a) zu verwenden. c) besonders CO2-haltige Abgase am Kamin / Abgaskanal von Installationen, wie fossilbefeuerte Kraftwerke, Hochöfen, Stahlwerks- Gießereikaminen oder petrochemischer Anlagen oder anderer CO2 - Quellen abzuzweigen und zu entnehmen ist. Mittels Rohrleitungen / Schlauchverbindungen ist das jeweilige COϊ-haltige Medium ggf. unter Ein- und Zwischenschaltung von Vacuumverdichtern / -Ventilatoren und / oder Kompressorinstallationen oder auch vergleichbare technische Installationen mit oder ohne Druck zu transportieren und an das Mischaggregat oder die Behandlungslinie anzuschließen / zu verbinden. Das CO2 - haltige Medium ist kontinuierlich / diskontinuierlich, je nach Behandlungsanforderung, in die jeweilige Behandlungsanlage zwecks Herleitung einer Reaktion dauerhaft oder in Intervallen einzuleiten / zu beaufschlagen. d) das oder die CO2-haltigen Abgase oder auch CO2-haltigen Medien über eine Luftspaltanlage behandelt und der CO2-Gehalt im hergestellten Medium bis zu 100% CO2 Gehalt aufkonzentriet wird. Dieses hergestellte Medium ist in die Behandlungsanlage zur Beaufschlagung des zu behandelnden Gemenges dauerhaft oder chargenweise einzuleiten, um die Reaktion einer Karbonatisierang zu erreichen.
2. Verfahren nach Ansprach 1 dadurch gekennzeichnet, dass
Müllverbrennungsschlacken, die als Wege- und Straßenbaumaterial Verwendung finden, nach Vorbehandlung / Magnetscheidung (Entfernung von Metallen) in Mischanlagen intensiv umgewälzt und mit CO2-haltigem Medium zwecks Recarbonatisierung beaufschlagt werden. Durch diese Behandlung und der damit einhergehenden exothermen Reaktion, mit Temperaturen von über 7Ö°C, und einer Karbonatisierung wird beschleunigte Sterilisation sowie eine Minderung bzw. bis zur völligen Unterbindung der Auslaugung von Schwertmetall und dadurch zumindest eine Minderung der Schwermetallkontamination des Grundwassers erreicht. Ferner kann durch die vorgeschlagene Behandlung der Müllverbrermungsschlacken die Auf- haldungsdauer (Lagerung / Reifeprozess) von normalerweise drei bis sechs Monaten auf wenige Tage verkürzt und ein schnellerer Umschlag des Wege- und Straßenbaumaterials erreicht werden.
3. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet , dass : die in großen Mengen anfallenden Papierschlämme (organisch / mineralischer Abfall) der weltweit operierenden Papierindustrien nicht in Kraftwerken der Papierindustrie oder anderen fossilbefeuerten Kraftwerken thermisch entsorgt / verbrannt werden. Dadurch werden CO2- Emissionen unterbunden und ein Beitrag zur Klimaverbesserung erreicht Anstelle der Verbrennung von Papierschlamm wird dieser erfindungsgemäß mit CaO-haltigen Aschen und / oder Branntkalk und / oder Schlacken und Stäube aus der Hütten-, Stahlindustrie vermischt, um ein Hydrat-halitges Gemenge zu erhalten. Dieses ist mit CO2- haltigem Rauchgas oder einem anderen CO2-haltigen Medium zu beaufschlagen, um eine Recarbonatisierung und so eine Bindung von CO2 zu erreichen. Das derart hergestellte / gewonnene Gemenge aus organischen und mineralischen Substanzen kann als Dünger oder Bodenverbesserer genutzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1;2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass: besonders Braunkohlenfiugaschen, die als Verfüllmaterial in ausgekohlte Tagebaue entsorgt werden, werden wegen der Feinstaubproblematik intensiv mit Wasser und oder wässrigen Schlämmen bis zur breiigen Konsistenz während des Abwurfes in den Tagebau behandelt. Das Material fällt als Schlamm auf den Grubengrund. An dieser Stelle wäre ein gelöchertes Rohr- Schlauchsystem zu installieren, das an einer CO2-Quelle angeschlossen ist und das System mit einem Cθ2-Medium mit Druck kontinuierlich beaufschlagt wird. Das durch die Perforation des Rohrsystems austretende Cθ2-Medium durchströmt / diffundiert die überlagernden hydrathaltigen Schlammmassen und durch Recarbonatisierung, Bindung von CO2 erreicht. Das perforierte Rohr-Schlauchsystem ist höhenverstellbar auszulegen, damit die überlagernden Schlammmassen das Ausströmen des CO2-haltigen Gases nicht „ersticken".
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: ein mit CO2 beaufschlagtes Lanzensystem für die Injektion von CO2 in die Ascheschlammmassen auf dem Deponie-/ Grubengrund zum Einsatz kommt. Femer könnte ein mit CO2haltigem Medium beaufschlagtes Lanzensystem für die Injektion von CO2 in den Untergrund von Seen ausgekohlter jedoch gefluteter Tagebaue, Braunkohletagebaue, in die besonders Kraftwerksreststoffe in Form von Flug- und Bettaschen, wie auch andere Reststoffe, als Verfüllmasse vor Flutung abgelagert wurden, eingesetzt werden, um mit den in der Sedimentsschicht lagernden Hydratmengen zu Carbonat zu reagieren und um so CO2 dauerhaft einzulagern.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass:
Mono- und Sonderdeponien, auf denen insbesondere CaO-haltige Aschen und Stäube bzw. hydrathaltige Gemenge sowie metall-oxidische Substanzen in Massen abgelagert wurden, diese für eine Nachbehandlung aufgenommen und in entsprechenden Behandlungsanlagen mit Wasser und / oder wässrigen Schlämmen, sofern das zu behandelnden Material nicht die nötige Feuchtigkeit für eine effektvolle Behandlung mit CO2 aufweist, behandelt wird und das in Mischanlagen und / oder Mischförderstrecken das hydrathaltige / metall-oxidische Material mit CO^-haltigem Medium beaufschlagt, eine Carbonatisierang und so eine Cθ2-Bindung erreicht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass: das CO2-haltiges Rauchgas / Abgas an der Emissionsstelle entnommen, mittels Verdichter komprimiert und in Vorratsbehältern gelagert, transportiert und nach Bedarf aus den Vorrats- behältem abgezogen, verarbeitet, genutzt werden kann.
7. Verfahren nach Ansprach 1; 2 ; 3; 5 dadurch gekennzeichnet, dass: dass das aufbereitete carbonatisierte Gemenge als Deponieabdeckmaterial, bei tolerierbarem Verunreinigungsgrad als Baumaterial bzw. Bauzuschlagsstoff bzw. als Wertstoff in der Zement-, Ziegel- Hüten- und Stahlwerksindustrie bzw. als Bodenverbesserer / Dünger Verwendung findet.
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