Kao dobavljač CO2 Capture, imao sam veliko iskustvo u oblasti tehnologija za hvatanje ugljika. Dvije istaknute metode u ovoj domeni su hvatanje CO2 prije izgaranja i nakon sagorijevanja. Razumijevanje razlika između ove dvije tehnike ključno je za industrije koje imaju za cilj smanjenje ugljičnog otiska i za one koji žele ulagati u rješenja za hvatanje ugljika.
Zahvatanje CO2 prije sagorijevanja
Zahvatanje CO2 prije sagorijevanja događa se prije samog procesa sagorijevanja. U ovoj metodi, gorivo se prvo gasifikuje u okruženju visoke temperature i visokog pritiska sa parom i kiseonikom. Ovaj proces gasifikacije proizvodi sintetski plin (syngas) koji se uglavnom sastoji od vodonika (H2) i ugljičnog monoksida (CO). Singas zatim prolazi kroz reakciju pomaka voda-gas, gdje ugljični monoksid reagira s parom kako bi se proizveo ugljični dioksid (CO2) i dodatni vodik.
Uključene hemijske reakcije su sljedeće:
Gorivo + O2 + H2O → CO + H2 (Gasifikacija)
CO + H2O → CO2 + H2 (voda - reakcija pomaka gasa)
Nakon reakcije pomaka voda-gas, CO2 se može odvojiti od struje plina bogatog vodonikom. Ovo odvajanje se obično postiže fizičkim ili hemijskim procesima apsorpcije. Fizički rastvarači kao što su Selexol ili Rectisol mogu selektivno apsorbirati CO2 pod visokim pritiskom i otpustiti ga pod niskim pritiskom. Hemijski rastvarači poput amina reaguju sa CO2 i formiraju spojeve koji se kasnije mogu razgraditi da bi se oslobodio zarobljeni CO2.
Jedna od značajnih prednosti hvatanja CO2 prije izgaranja je visoka koncentracija CO2 u struji plina nakon reakcije pomaka voda-gas. Ova visoka koncentracija čini proces odvajanja efikasnijim i isplativijim u poređenju sa hvatanjem nakon sagorevanja. Osim toga, proizvedeni plin bogat vodonikom može se koristiti kao čisto gorivo u proizvodnji električne energije ili drugim industrijskim procesima, pružajući priliku za povrat energije.
Međutim, zahvatanje prije sagorijevanja zahtijeva značajne modifikacije postojećih elektrana ili industrijskih objekata. Proces gasifikacije je složen i kapitalno intenzivan, uključuje opremu visokih temperatura i visokog pritiska. Takođe zahteva pouzdano snabdevanje kiseonikom, što obično zahteva jedinicu za odvajanje vazduha, što povećava ukupne troškove i potrošnju energije sistema.
Za industrije uključene u procese gasifikacije, kao što su elektrane sa kombinovanim ciklusom gasifikacije (IGCC) ili hemijske industrije koje proizvode sin-gas, hvatanje CO2 pre sagorevanja može biti prikladna opcija. Omogućava im da uhvate CO2 u ranoj fazi i potencijalno koriste plin bogat vodonikom za druge primjene. Više o srodnim tehnologijama možete saznati na našoj straniciRecikliranje uljne parestranica, koja također prikazuje naše sposobnosti u rukovanju tokovima plina i srodnim procesima.
Zahvatanje CO2 nakon sagorevanja
Zahvatanje CO2 nakon sagorevanja vrši se nakon što je gorivo sagorelo. U ovoj metodi, dimni plin koji nastaje izgaranjem, koji sadrži CO2 zajedno s drugim plinovima kao što su dušik (N2), kisik (O2) i vodena para (H2O), se tretira kako bi se odvojio CO2.
Najčešći pristup za hvatanje nakon sagorevanja je hemijska apsorpcija korišćenjem rastvarača na bazi amina. Amini reaguju sa CO2 u dimnom gasu i formiraju karbamate ili bikarbonate. Dimni gas se propušta kroz apsorbersku kolonu gde dolazi u kontakt sa rastvorom amina. CO2 apsorbira amin, a obrađeni dimni plin, sa smanjenim sadržajem CO2, ispušta se u atmosferu.
Napunjena otopina amina se zatim šalje u striper kolonu, gdje se zagrijava kako bi se oslobodio zarobljeni CO2. Regenerisani rastvor amina može se reciklirati nazad u apsorbersku kolonu za dalje hvatanje CO2.
Jedna od glavnih prednosti hvatanja CO2 nakon sagorijevanja je njegova kompatibilnost sa postojećim elektranama i industrijskim objektima. Može se naknadno ugraditi u postojeće kotlove ili peći bez značajnih modifikacija u procesu sagorijevanja. To ga čini održivom opcijom za industrije koje žele smanjiti svoje emisije ugljika bez zamjene cijele infrastrukture.
Međutim, hvatanje nakon sagorijevanja suočava se s nekoliko izazova. Koncentracija CO2 u dimnom gasu je relativno niska, obično oko 3 - 15% u zavisnosti od vrste goriva i uslova sagorevanja. Ova niska koncentracija čini proces odvajanja energetski intenzivnijim i manje efikasnim u poređenju sa hvatanjem prije sagorijevanja. Proces apsorpcije na bazi amina također zahtijeva veliku količinu energije za regeneraciju rastvarača, što može smanjiti ukupnu efikasnost elektrane ili industrijskog objekta.
Štaviše, aminski rastvarači se mogu vremenom razgraditi, što dovodi do korozije u opremi i potrebe za redovnom zamjenom rastvarača. Također postoji zabrinutost oko emisija proizvoda razgradnje amina u okoliš.
Za industrije koje već imaju uspostavljene procese zasnovane na sagorijevanju i žele brzo implementirati hvatanje CO2, hvatanje nakon sagorijevanja može biti praktičan izbor. NašTretman otpadnih gasovastranica pruža više informacija o našim rješenjima za tretman dimnih plinova i drugih otpadnih plinova, koji mogu biti relevantni za hvatanje CO2 nakon sagorijevanja.
Poređenje hvatanja CO2 prije i poslije sagorijevanja
Što se tiče koncentracije CO2 u struji plina, hvatanje prije sagorijevanja ima jasnu prednost. Visoka koncentracija CO2 nakon reakcije pomaka voda-gas pojednostavljuje proces odvajanja i smanjuje potrebe za energijom za hvatanje. Zahvatanje nakon sagorevanja, s druge strane, mora da se nosi sa strujom CO2 niske koncentracije, što razdvajanje čini izazovnijim.
Kada je u pitanju mogućnost naknadne ugradnje, zahvat nakon sagorijevanja je povoljniji. Može se dodati postojećim objektima bez većih promjena u procesu sagorijevanja. Zahvatanje prije sagorijevanja, međutim, zahtijeva značajne modifikacije i novu opremu, što ga čini manje pogodnim za naknadnu ugradnju postojećih postrojenja.
Potrošnja energije je još jedan ključni faktor. Zahvatanje prije sagorijevanja ima relativno visoku potrošnju energije za proces gasifikacije i jedinicu za odvajanje zraka. Zahvatanje nakon sagorevanja, iako se lako može naknadno ugraditi, ima visoku energetsku potrebu za regeneraciju rastvarača u procesu apsorpcije zasnovane na aminima.
Trošak je takođe značajan faktor. Kapitalni trošak zahvatanja pre sagorevanja je visok zbog složene opreme za gasifikaciju i jedinice za odvajanje vazduha. Zahvatanje nakon sagorevanja ima niži kapitalni trošak za naknadne aplikacije, ali može imati veće operativne troškove zbog energetski intenzivnog procesa regeneracije rastvarača.
Zaključak
I hvatanje CO2 prije i nakon sagorijevanja ima svoje prednosti i nedostatke. Izbor između njih zavisi od različitih faktora kao što su vrsta industrije, postojeća infrastruktura i ekonomski faktori.
Kao dobavljač CO2 Capture, nudimo sveobuhvatna rješenja za hvatanje CO2 prije i nakon sagorijevanja. NašCO2 Capturestranica pruža detaljne informacije o našim tehnologijama i uslugama. Imamo tim stručnjaka koji može procijeniti vaše specifične potrebe i preporučiti najprikladnije rješenje za hvatanje CO2 za vaš objekat.
Ako ste zainteresirani za smanjenje emisije ugljika i istraživanje tehnologija za hvatanje CO2, preporučujemo vam da nas kontaktirate radi detaljne rasprave. Naš tim će blisko sarađivati s vama kako bi razumjeli vaše zahtjeve i razvili prilagođeno rješenje koje ispunjava vaše ciljeve. Bilo da razmišljate o hvatanju prije ili nakon sagorijevanja, imamo stručnost i iskustvo da vas podržimo tokom cijelog procesa.
Reference
- Herzog, HJ, i Golomb, D. (2004). Tehnologija i troškovi hvatanja CO2 za ublažavanje stakleničkih plinova. Godišnji pregled energetike i životne sredine, 29(1), 145 - 176.
-/NETL. (2010). Tehnologije hvatanja i sekvestracije ugljika: Izvještaj o stanju. National Energy Technology Laboratory. - Rubin, ES, Davison, CC, & Herzog, HJ (2015). Pregled studija troškova hvatanja CO2: Trendovi, praznine i buduće potrebe istraživanja. Energy Procedia, 63, 1802 - 1816.
