Was ist Autogen?
Sauerstoff ist die Verbrennung von Kraftstoff mit reinem Sauerstoff anstelle der Mischung von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid in Luft. Bei der Verbrennung von Kraftstoff mit reinem Sauerstoff kann jeglicher Kohlendioxidgehalt gespeichert werden, ohne dass Stickstoff entfernt werden muss. Dies ist ein entscheidender Schritt bei der Reinigung von Abfallprodukten in Kraftwerken. In Kraftwerken freigesetzte Gase bestehen zu 75% aus Stickstoff, der aus Kohlendioxiddampf entfernt werden muss. Die vielversprechendste Anwendung sind Kohlekraftwerke, aber auch Gasturbinen-, Sauerstoffproduktions- und Schweißanwendungen können davon profitieren.
Kohlekraftwerke können ohne Änderung der Kesselkonstruktion für die Verbrennung von Autogen umgerüstet werden, obwohl die Verbrennungstemperatur bei den meisten Kesseln hoch ist. Der Oxyfuel-Verbrennungsprozess führt zu Kohle mit einer viel höheren Verbrennungstemperatur, die jedoch durch Mischen von Sauerstoff mit Dampf oder Rauchgas aus anderen Anlagenprozessen gesteuert werden kann. Stickstoff ist im Kessel nur in geringen Mengen vorhanden, und es wird wenig Stickstoff oder Stickstoffmonoxid erzeugt, um die Luft zu verunreinigen.
Rauchgas, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe mit Autogen entsteht, ist stickstofffrei. Kohlendioxid und Wasser sind die Hauptkomponenten des Gases, die in Strömen von nahezu reinem Kohlendioxid konzentriert werden können. Der Vorteil besteht darin, dass das verbleibende Gas viel schneller und kostengünstiger als herkömmliche Verfahren komprimiert, getrocknet und gereinigt werden kann, bevor es in die Lagerung verbracht wird.
Der Gasturbinenkreislauf wird durch die Verwendung von Autogen verbessert. Da jedoch Gasturbinenschaufeln hohe Temperaturen nicht gut vertragen, müssen die Turbinen neu konstruiert werden, um mit sauerstoffhaltigem Kraftstoff zu arbeiten. Hochtemperatur-Rauchgas, das eine modifizierte Turbine verlässt, macht den Dampfkreislauf tatsächlich effizienter. Das Autogenschweißen und -schneiden bietet Schweißern auch eine bessere Kontrolle darüber, wie viel Wärme erzeugt wird, sodass die Temperatur einer Schweißzone auf einem sicheren Niveau gehalten werden kann. Größe und Form der Schweißraupen lassen sich leichter steuern, und die Änderungen, die für die Verwendung von Autogen beim Schweißen erforderlich sind, sind recht einfach.
Oxy-Fuel-Anwendungen werden derzeit noch vollständig entwickelt. Die Technologie wurde in den USA, Kanada, Europa und Japan getestet und die geringere Komplexität und Risiken der Technologie sind attraktiv. Die Forderung nach sauberer Verbrennung von Kohlekraftwerken und umweltfreundlicheren Stromerzeugungsanlagen könnte mit fortschreitender Technologie zu einem starken Anstieg sauerstoffbasierter Kraftstoffsysteme führen. Die Herstellung von Sauerstoff und die Abtrennung von Sauerstoff aus der Luft zu geringeren Kosten als bei Tieftemperaturverfahren könnte ebenfalls möglich sein.