Kohlenstoffdioxid
Sichere Absperrung für CCS- & CCU-Prozesse
Metallisch dichtende Kugelhähne und Wellheads von Hartmann Valves ermöglichen den sicheren Transport, die Speicherung und die Verarbeitung von CO₂ – auch unter anspruchsvollen Druck- und Temperaturbedingungen.
Mit dem Hochlauf von Carbon Capture and Storage (CCS) und Carbon Capture and Utilization (CCU) entstehen europaweit neue CO₂-Infrastrukturen wie Pipeline-Netze, Verdichterstationen und Speicher. Diese stellen hohe Anforderungen an Material, Dichtheit und die konstruktive Auslegung von Armaturen. Auf Basis langjähriger Erfahrung in Hochdruck- und Energietechnikanwendungen entwickelt Hartmann speziell ausgelegte Spezialkugelhähne und Wellheads, die eine zuverlässige und effiziente Prozessführung in CO₂-Anwendungen gewährleisten, insbesondere auch in der „dense phase“.
Dank robuster Konstruktion, zertifizierter Sicherheit und langer Standzeiten sind unsere Spezialarmaturen eine verlässliche Lösung für Ihre Anlage.
Kundenindividuelle Konstruktion
Zuverlässigkeit für CO₂-Prozesse
CO₂ unterscheidet sich grundlegend von Erdgas oder Wasserstoff. Dichte, Phasenverhalten und thermodynamische Effekte führen zu besonderen Belastungen, etwa durch starke Temperaturabfälle (Joule-Thomson-Effekt), Phasenwechsel bis hin zu Eis- und Trockeneisbildung sowie hohe Energie bei Druckentlastung. Metallisch dichtende Kugelhähne bieten hier entscheidende Vorteile: Sie verhindern CO₂-Diffusion in Dichtwerkstoffe, minimieren Risiken wie Explosive Dekompression und gewährleisten eine dauerhaft stabile Dichtheit auch unter dynamischen Betriebsbedingungen.
Temperatur
-110°C bis 550 °C
Druck
bis 1030 bar
Schalthäufigkeit
für hohe Schaltzyklen und dynamische Lastfälle ausgelegt
Einsatzbereiche
CO₂-Pipelines und Transportnetze, Verdichter- und Kompressorstationen, CO₂-Speicherung (CCS) und Wellheads, CO₂-Verarbeitung und industrielle Kreisläufe (CCU), Großwärmepumpen mit CO₂ (R744), geeignet auch für die „dense phase“ (flüssiges und überkritisches CO₂)
Wellhead & Kugelhahn
Design für CO₂
Maximale Dichtheit und Betriebssicherheit für CO₂
CO₂ stellt besondere Anforderungen an die Dichttechnik, da Elastomere häufig den limitierenden Faktor darstellen. Unsere Kugelhähne sind daher wahlweise ausgeführt als:
- Elastomerbasierte Ausführung mit nach NORSOK M-710 qualifizierten Dichtwerkstoffen
- Rein metallisch dichtende Ausführung vollständig ohne Elastomere im Druckraum
Der Kugelhahn ist für CO₂-typische Betriebszustände ausgelegt. Die rotierende Kugel im eigenen Volumen verhindert Blockaden durch Eis oder Trockeneis und bietet gegenüber Schieber- oder Klappenarmaturen eine höhere Betriebssicherheit, auch bei dynamischen Lastfällen. Optional ist eine Twin Ball Valve Ausführung für erhöhte funktionale Sicherheit verfügbar.
Die Kugelhähne sind auch für den Einsatz in der „dense phase“ (flüssiges und überkritisches CO₂) geeignet.
Ein zentrales Sicherheitsmerkmal unserer CO₂-Kugelhähne ist das Schalten gegen den vollen Auslegungsdruck im Standard, ohne Umfahrung. Die Armaturen lassen sich auch bei vollem Differenzdruck sicher betätigen und ermöglichen eine schnelle Reaktionsfähigkeit im Havarie- oder Notfall, ohne dass ein Vorentlasten oder „Bespannen“ erforderlich ist.
Kugelhähne sind in Nennweiten von ½“ – 40“ und Druckstufen je nach Nennweiten von PN16 bis PN750 verfügbar, größere Nennweiten auf Anfrage. Die Werkstoffauswahl erfolgt auf Basis von CO₂-Worst-Case-Szenarien und je nach Kundenanforderungen. API-6A-konforme Wellheads sind CO₂- und CCS konform lieferbar.
Zertifizierte Sicherheit für CO₂-Prozesse
Unsere Hochleistungs-Armaturen erfüllen nationale wie internationale Normen, darunter:
- DVGW C 491
- PED / DGRL
- AD 2000
- API 6A
- API 6D
- TA Luft
- ISO 15848
- NORSOK M-710 (für Elastomere, falls eingesetzt)
Kontaktieren Sie uns
Benötigen Sie Unterstützung bei der Auslegung von Kugelhähnen oder Bohrlochkopf-Armaturen (Wellhead) für CO₂-Anwendungen? Unser Team berät Sie auch zu Lösungen für CCS- und CCU-Projekte sowie zur Auslegung bestehender Systeme – schnell und unkompliziert.
FAQ
Warum benötigt CO₂ spezielle Armaturen?
CO₂ weist ein komplexes thermodynamisches Verhalten auf und unterscheidet sich deutlich von Erdgas oder Wasserstoff. Temperaturabfälle durch Joule-Thomson-Effekte, Phasenwechsel sowie die Bildung von Eis oder Trockeneis stellen hohe Anforderungen an die Konstruktion von Armaturen. Zusätzlich kann CO₂ in Elastomerdichtungen diffundieren und dort zu Schäden führen. Speziell ausgelegte, metallisch dichtende Kugelhähne vermeiden diese Risiken und gewährleisten eine zuverlässige Absperrung auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Warum sind metallisch dichtende Kugelhähne für CO₂ besonders geeignet?
Metallisch dichtende Kugelhähne verhindern die Diffusion von CO₂ in Dichtwerkstoffe und eliminieren damit typische Schwachstellen elastomerbasierter Systeme. Dadurch werden Risiken wie Explosive Decompression oder Materialalterung vermieden. Gleichzeitig ermöglichen sie eine stabile Leckrate A über die gesamte Lebensdauer hinweg und bieten eine hohe Betriebssicherheit auch bei wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen.
Welche Rolle spielen Wellheads bei der CO₂-Speicherung?
Wellheads bilden die Schnittstelle zwischen unterirdischem CO₂-Speicher und obertägiger Infrastruktur. Sie müssen hohen Drücken, Temperaturschwankungen und den spezifischen Eigenschaften von CO₂ standhalten. API-6A-konforme Wellheads gewährleisten eine sichere Ein- und Ausspeicherung von CO₂ und tragen maßgeblich zur Integrität des gesamten Speichersystems bei.
Was sind typische Anwendungen für CO₂-Kugelhähne?
CO₂-Kugelhähne werden in Pipeline-Systemen, Kompressorstationen, Speicheranlagen sowie in industriellen Prozessen eingesetzt. Dazu zählen CCS-Projekte zur dauerhaften Speicherung von CO₂ sowie CCU-Anwendungen, bei denen CO₂ als Rohstoff beispielsweise für Methanol, E-Fuels oder chemische Produkte genutzt wird.
Welche Vorteile bietet das Schalten ohne Umfahrung?
Hartmann CO₂-Kugelhähne können im Standard gegen den vollen Auslegungsdruck geschaltet werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Umfahrung (Bypass), was das Risiko von Vereisung und zusätzlichen Leckstellen reduziert. Gleichzeitig erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit im Notfall, da keine Vorentlastung erforderlich ist.