www.konstruktion-industrie.com
09
'26
Written on Modified on
Inline-CO₂-Sonden validieren die Leistung von CO₂-Abscheidungssystemen
Vaisala-Messtechnik ermöglicht die kontinuierliche CO₂-Überwachung in membranbasierten Abscheidungssystemen zur Leistungsprüfung in industriellen Dekarbonisierungsanwendungen.
www.vaisala.com
Anlage von Cool Planet Technologies
Technologien zur CO₂-Abscheidung werden zunehmend in energieintensiven Industrien eingesetzt, in denen sich Treibhausgasemissionen nicht allein durch Elektrifizierung reduzieren lassen. Eine genaue Messung der CO₂-Konzentrationen während der Abscheidungsprozesse ist entscheidend, um die Systemleistung und die Betriebseffizienz zu überprüfen. In diesem Zusammenhang wurden Vaisala-Messsonden eingesetzt, um den Kohlendioxidgehalt während einer Pilotdemonstration einer membranbasierten CO₂-Abscheidungstechnologie zu überwachen, die von Cool Planet Technologies (CPT) entwickelt wurde.
CO₂-Abscheidung für schwer zu dekarbonisierende Industrien
Industrien wie Zement, Kalk, Stahl, Chemie und Waste-to-Energy erzeugen Prozessemissionen, die mit herkömmlichen Dekarbonisierungsstrategien nur schwer zu eliminieren sind. Daher werden Technologien zur CO₂-Abscheidung entwickelt, um CO₂ direkt aus industriellen Abgasen zu entfernen, bevor sie in die Atmosphäre gelangen.
Cool Planet Technologies konzentriert sich auf modulare CO₂-Abscheidungssysteme auf Membranbasis, die für industrielle Anwendungen konzipiert sind. Das Unternehmen vermarktet Membrantechnologie, die ursprünglich vom Helmholtz-Zentrum Hereon in Deutschland entwickelt wurde. CPT besitzt die exklusiven weltweiten Vermarktungsrechte für die neueste Generation der PolyActive™-Membrantechnologie von Hereon und hat gemeinsam eine Patentanmeldung für das Design eines CO₂-Abscheidemoduls eingereicht.
Die CO₂-Trennung auf Membranbasis bietet im Vergleich zu chemischen Absorptionsmethoden einen anderen Ansatz. Das System trennt Kohlendioxid durch selektive Permeabilität in Membranmaterialien anstelle chemischer Lösungsmittel. Die Technologie arbeitet ohne verbrauchbare Chemikalien, und die Membranen sind für eine Lebensdauer von etwa fünf Jahren ausgelegt.
Die im System verwendeten Flachmembranen ermöglichen eine anwendungsspezifische Materialauswahl und eine optimierte Gasströmungsdynamik über die Membranoberfläche. Diese Konfiguration unterstützt eine effiziente Nutzung der Trenneigenschaften der Membran und ermöglicht kompakte Moduldesigns.
Das abgeschiedene CO₂ kann anschließend in nachgeschalteten Anlagen zur Reinigung oder Verflüssigung weiterverarbeitet werden, sodass es für industrielle Anwendungen genutzt oder zur langfristigen Speicherung sequestriert werden kann.
Demonstration der Pilotanlage und Leistungsüberprüfung
Um die Technologie unter Betriebsbedingungen zu validieren, baute CPT eine Pilotanlage zur CO₂-Abscheidung in Grimsby im Vereinigten Königreich. Die Pilotanlage ermöglicht es den Betreibern, sowohl das Druckverhältnis über die Membranen als auch die CO₂-Konzentration des Eingangsgases zu steuern.
Das Demonstrationssystem verwendet derzeit zwei CO₂-Abscheidemodule, die in Reihe installiert sind, obwohl die Anlage vier Module aufnehmen kann. In der aktuellen Konfiguration bietet das System eine Abscheidekapazität von bis zu 37.000 Tonnen CO₂ pro Jahr.
Zwei Live-Demonstrationen der Pilotanlage wurden im Juni und Oktober 2025 für eingeladene Teilnehmer aus Branchen wie Zement-, Kalk- und Stahlproduktion durchgeführt. Die Veranstaltungen konzentrierten sich auf die Überprüfung der Abscheideleistung in Echtzeit und auf die Demonstration der Funktionsprinzipien des Membransystems.
Die Leistungsmodellierung in den frühen Entwicklungsphasen basierte auf Simulationstools, die auf Ein-Gas-Permeationsdaten beruhten. Die Ergebnisse der Pilotanlage in Grimsby bestätigten die Genauigkeit dieser Modelle, wobei die gemessenen CO₂-Abscheideergebnisse innerhalb von etwa 1 % mit den vorhergesagten Werten übereinstimmten.
Inline-CO₂-Sonde von Vaisala
Kontinuierliche Überwachung mit Inline-CO₂-Messung
Die Überprüfung der Effizienz der CO₂-Abscheidung während der Demonstrationen basierte auf einer kontinuierlichen Gasanalyse mithilfe von Vaisala MGP241 Inline-Sonden. Fünf Sonden überwachen die CO₂-Konzentrationen an verschiedenen Punkten im Prozess: im eingehenden Gasstrom, während der Trennung sowie in den Permeat- und Retentatströmen.
Die Messdaten werden einmal pro Sekunde aufgezeichnet, wodurch eine Echtzeitberechnung und Darstellung der Abscheideeffizienz möglich wird. Die kontinuierliche Überwachung ermöglicht es Ingenieuren, die Systemleistung unter variierenden Prozessbedingungen zu überprüfen und zu bestätigen, dass die Membranmodule wie erwartet arbeiten.
Die MGP241-Sonde wurde für Messumgebungen in der CO₂-Abscheidung entwickelt und nutzt die patentierte CARBOCAP®-Infrarottechnologie, um gleichzeitig die Kohlendioxidkonzentration und die Luftfeuchtigkeit zu messen. Die Sonden können CO₂-Konzentrationen im gesamten Bereich von 0–100 % messen, sodass sowohl verdünnte Abgase als auch hochkonzentrierte Prozessströme überwacht werden können.
Die Überwachung der Luftfeuchtigkeit ist auch in CO₂-Abscheidungssystemen wichtig, da Kondensation zur Bildung von Säuren führen kann, die Anlagen beschädigen können. Die Inline-Messung beider Parameter unterstützt daher die Prozessstabilität und den Schutz der Anlagen.
Skalierung des Einsatzes der CO₂-Abscheidung
Nach den Pilotdemonstrationen begann CPT mit dem Aufbau einer CO₂-Abscheideanlage mit einer Kapazität von 10.000 Tonnen pro Jahr im Zementwerk Höver in Deutschland. Vorgefertigte Abscheidemodule werden vor Ort installiert und verbunden, wobei die Installation voraussichtlich etwa zwei Monate dauern wird.
Die Anlage soll 2026 den Abscheidebetrieb aufnehmen, wo sie während eines zwölfmonatigen Evaluierungszeitraums die Leistung, Wirtschaftlichkeit und betrieblichen Eigenschaften der Membrantechnologie im industriellen Maßstab demonstrieren wird. Vaisala-Messsonden werden auch in der Anlage in Höver eingesetzt, um die Abscheideleistung zu überprüfen.
Das Projekt ist Teil einer umfassenderen Dekarbonisierungsstrategie in Zusammenarbeit mit Holcim. Langfristige Pläne sehen vor, das System so zu skalieren, dass etwa 90 % der CO₂-Emissionen der Anlage abgeschieden werden können, was etwa 800.000 Tonnen pro Jahr entspricht.
Eine zuverlässige Messung der Gaskonzentrationen bleibt ein zentraler Bestandteil dieser Anwendungen. Die kontinuierliche CO₂-Überwachung liefert Betriebsdaten, die erforderlich sind, um die Effizienz der CO₂-Abscheidung zu validieren und Vertrauen in großskalige industrielle Dekarbonisierungstechnologien aufzubauen.
www.vaisala.com
Edited by industrial journalist, Aishwarya Mambet.
Technologien zur CO₂-Abscheidung werden zunehmend in energieintensiven Industrien eingesetzt, in denen sich Treibhausgasemissionen nicht allein durch Elektrifizierung reduzieren lassen. Eine genaue Messung der CO₂-Konzentrationen während der Abscheidungsprozesse ist entscheidend, um die Systemleistung und die Betriebseffizienz zu überprüfen. In diesem Zusammenhang wurden Vaisala-Messsonden eingesetzt, um den Kohlendioxidgehalt während einer Pilotdemonstration einer membranbasierten CO₂-Abscheidungstechnologie zu überwachen, die von Cool Planet Technologies (CPT) entwickelt wurde.
CO₂-Abscheidung für schwer zu dekarbonisierende Industrien
Industrien wie Zement, Kalk, Stahl, Chemie und Waste-to-Energy erzeugen Prozessemissionen, die mit herkömmlichen Dekarbonisierungsstrategien nur schwer zu eliminieren sind. Daher werden Technologien zur CO₂-Abscheidung entwickelt, um CO₂ direkt aus industriellen Abgasen zu entfernen, bevor sie in die Atmosphäre gelangen.
Cool Planet Technologies konzentriert sich auf modulare CO₂-Abscheidungssysteme auf Membranbasis, die für industrielle Anwendungen konzipiert sind. Das Unternehmen vermarktet Membrantechnologie, die ursprünglich vom Helmholtz-Zentrum Hereon in Deutschland entwickelt wurde. CPT besitzt die exklusiven weltweiten Vermarktungsrechte für die neueste Generation der PolyActive™-Membrantechnologie von Hereon und hat gemeinsam eine Patentanmeldung für das Design eines CO₂-Abscheidemoduls eingereicht.
Die CO₂-Trennung auf Membranbasis bietet im Vergleich zu chemischen Absorptionsmethoden einen anderen Ansatz. Das System trennt Kohlendioxid durch selektive Permeabilität in Membranmaterialien anstelle chemischer Lösungsmittel. Die Technologie arbeitet ohne verbrauchbare Chemikalien, und die Membranen sind für eine Lebensdauer von etwa fünf Jahren ausgelegt.
Die im System verwendeten Flachmembranen ermöglichen eine anwendungsspezifische Materialauswahl und eine optimierte Gasströmungsdynamik über die Membranoberfläche. Diese Konfiguration unterstützt eine effiziente Nutzung der Trenneigenschaften der Membran und ermöglicht kompakte Moduldesigns.
Das abgeschiedene CO₂ kann anschließend in nachgeschalteten Anlagen zur Reinigung oder Verflüssigung weiterverarbeitet werden, sodass es für industrielle Anwendungen genutzt oder zur langfristigen Speicherung sequestriert werden kann.
Demonstration der Pilotanlage und Leistungsüberprüfung
Um die Technologie unter Betriebsbedingungen zu validieren, baute CPT eine Pilotanlage zur CO₂-Abscheidung in Grimsby im Vereinigten Königreich. Die Pilotanlage ermöglicht es den Betreibern, sowohl das Druckverhältnis über die Membranen als auch die CO₂-Konzentration des Eingangsgases zu steuern.
Das Demonstrationssystem verwendet derzeit zwei CO₂-Abscheidemodule, die in Reihe installiert sind, obwohl die Anlage vier Module aufnehmen kann. In der aktuellen Konfiguration bietet das System eine Abscheidekapazität von bis zu 37.000 Tonnen CO₂ pro Jahr.
Zwei Live-Demonstrationen der Pilotanlage wurden im Juni und Oktober 2025 für eingeladene Teilnehmer aus Branchen wie Zement-, Kalk- und Stahlproduktion durchgeführt. Die Veranstaltungen konzentrierten sich auf die Überprüfung der Abscheideleistung in Echtzeit und auf die Demonstration der Funktionsprinzipien des Membransystems.
Die Leistungsmodellierung in den frühen Entwicklungsphasen basierte auf Simulationstools, die auf Ein-Gas-Permeationsdaten beruhten. Die Ergebnisse der Pilotanlage in Grimsby bestätigten die Genauigkeit dieser Modelle, wobei die gemessenen CO₂-Abscheideergebnisse innerhalb von etwa 1 % mit den vorhergesagten Werten übereinstimmten.
Inline-CO₂-Sonde von Vaisala
Kontinuierliche Überwachung mit Inline-CO₂-Messung
Die Überprüfung der Effizienz der CO₂-Abscheidung während der Demonstrationen basierte auf einer kontinuierlichen Gasanalyse mithilfe von Vaisala MGP241 Inline-Sonden. Fünf Sonden überwachen die CO₂-Konzentrationen an verschiedenen Punkten im Prozess: im eingehenden Gasstrom, während der Trennung sowie in den Permeat- und Retentatströmen.
Die Messdaten werden einmal pro Sekunde aufgezeichnet, wodurch eine Echtzeitberechnung und Darstellung der Abscheideeffizienz möglich wird. Die kontinuierliche Überwachung ermöglicht es Ingenieuren, die Systemleistung unter variierenden Prozessbedingungen zu überprüfen und zu bestätigen, dass die Membranmodule wie erwartet arbeiten.
Die MGP241-Sonde wurde für Messumgebungen in der CO₂-Abscheidung entwickelt und nutzt die patentierte CARBOCAP®-Infrarottechnologie, um gleichzeitig die Kohlendioxidkonzentration und die Luftfeuchtigkeit zu messen. Die Sonden können CO₂-Konzentrationen im gesamten Bereich von 0–100 % messen, sodass sowohl verdünnte Abgase als auch hochkonzentrierte Prozessströme überwacht werden können.
Die Überwachung der Luftfeuchtigkeit ist auch in CO₂-Abscheidungssystemen wichtig, da Kondensation zur Bildung von Säuren führen kann, die Anlagen beschädigen können. Die Inline-Messung beider Parameter unterstützt daher die Prozessstabilität und den Schutz der Anlagen.
Skalierung des Einsatzes der CO₂-Abscheidung
Nach den Pilotdemonstrationen begann CPT mit dem Aufbau einer CO₂-Abscheideanlage mit einer Kapazität von 10.000 Tonnen pro Jahr im Zementwerk Höver in Deutschland. Vorgefertigte Abscheidemodule werden vor Ort installiert und verbunden, wobei die Installation voraussichtlich etwa zwei Monate dauern wird.
Die Anlage soll 2026 den Abscheidebetrieb aufnehmen, wo sie während eines zwölfmonatigen Evaluierungszeitraums die Leistung, Wirtschaftlichkeit und betrieblichen Eigenschaften der Membrantechnologie im industriellen Maßstab demonstrieren wird. Vaisala-Messsonden werden auch in der Anlage in Höver eingesetzt, um die Abscheideleistung zu überprüfen.
Das Projekt ist Teil einer umfassenderen Dekarbonisierungsstrategie in Zusammenarbeit mit Holcim. Langfristige Pläne sehen vor, das System so zu skalieren, dass etwa 90 % der CO₂-Emissionen der Anlage abgeschieden werden können, was etwa 800.000 Tonnen pro Jahr entspricht.
Eine zuverlässige Messung der Gaskonzentrationen bleibt ein zentraler Bestandteil dieser Anwendungen. Die kontinuierliche CO₂-Überwachung liefert Betriebsdaten, die erforderlich sind, um die Effizienz der CO₂-Abscheidung zu validieren und Vertrauen in großskalige industrielle Dekarbonisierungstechnologien aufzubauen.
www.vaisala.com
Edited by industrial journalist, Aishwarya Mambet.
Fordern Sie weitere Informationen an…
