Kao dobavljač CO2 Capture, imam veliko iskustvo u području tehnologija za hvatanje ugljika. Dvije istaknute metode u ovoj domeni su hvatanje CO2 prije izgaranja i nakon izgaranja. Razumijevanje razlika između ove dvije tehnike ključno je za industrije koje žele smanjiti svoj ugljični otisak i za one koji žele ulagati u rješenja za hvatanje ugljika.
Hvatanje CO2 prije izgaranja
Hvatanje CO2 prije izgaranja događa se prije samog procesa izgaranja. U ovoj metodi, gorivo se prvo rasplinjava u okruženju visoke temperature i visokog tlaka s parom i kisikom. Ovaj proces rasplinjavanja proizvodi sintezni plin (syngas) koji se uglavnom sastoji od vodika (H2) i ugljikovog monoksida (CO). Sintetični plin tada prolazi kroz reakciju promjene vode i plina, gdje ugljični monoksid reagira s parom i proizvodi ugljični dioksid (CO2) i dodatni vodik.
Uključene kemijske reakcije su sljedeće:
Gorivo + O2 + H2O → CO + H2 (rasplinjavanje)
CO + H2O → CO2 + H2 (reakcija promjene vode i plina)
Nakon reakcije promjene vode i plina, CO2 se može odvojiti od struje plina bogate vodikom. To se odvajanje obično postiže fizičkim ili kemijskim procesima apsorpcije. Fizička otapala kao što su Selexol ili Rectisol mogu selektivno apsorbirati CO2 pod visokim tlakom i otpustiti ga pod niskim tlakom. Kemijska otapala poput amina reagiraju s CO2 stvarajući spojeve koji se kasnije mogu razgraditi kako bi se oslobodio zarobljeni CO2.
Jedna od značajnih prednosti hvatanja CO2 prije izgaranja je visoka koncentracija CO2 u struji plina nakon reakcije promjene vode i plina. Ova visoka koncentracija čini proces odvajanja učinkovitijim i isplativijim u usporedbi sa hvatanjem nakon izgaranja. Dodatno, proizvedeni plin bogat vodikom može se koristiti kao čisto gorivo u proizvodnji električne energije ili drugim industrijskim procesima, pružajući priliku za oporabu energije.
Međutim, sakupljanje prije izgaranja zahtijeva značajne izmjene postojećih elektrana ili industrijskih postrojenja. Proces rasplinjavanja je složen i kapitalno intenzivan, uključuje opremu za visoke temperature i visoki tlak. Također zahtijeva pouzdanu opskrbu kisikom, što obično zahtijeva jedinicu za odvajanje zraka, povećavajući ukupne troškove i potrošnju energije sustava.
Za industrije uključene u procese rasplinjavanja, kao što su elektrane s kombiniranim ciklusom integrirane rasplinjavanja (IGCC) ili kemijske industrije koje proizvode sintetički plin, hvatanje CO2 prije izgaranja može biti prikladna opcija. Omogućuje im hvatanje CO2 u ranoj fazi i potencijalno korištenje plina bogatog vodikom za druge primjene. Možete saznati više o srodnim tehnologijama na našemRecikliranje uljnih parastranicu, koja također prikazuje naše sposobnosti u rukovanju strujama plina i povezanim procesima.
Hvatanje CO2 nakon izgaranja
Hvatanje CO2 nakon izgaranja provodi se nakon što je gorivo izgorjelo. U ovoj metodi, dimni plin proizveden izgaranjem, koji sadrži CO2 zajedno s drugim plinovima kao što su dušik (N2), kisik (O2) i vodena para (H2O), tretira se kako bi se odvojio CO2.
Najčešći pristup za hvatanje nakon izgaranja je kemijska apsorpcija pomoću otapala na bazi amina. Amini reagiraju s CO2 u dimnom plinu stvarajući karbamate ili bikarbonate. Dimni plin prolazi kroz stupac apsorbera gdje dolazi u kontakt s otopinom amina. CO2 apsorbira amin, a pročišćeni dimni plin sa smanjenim sadržajem CO2 ispušta se u atmosferu.
Napunjena otopina amina se zatim šalje u kolonu za odstranjivanje, gdje se zagrijava kako bi se oslobodio zarobljeni CO2. Regenerirana otopina amina može se reciklirati natrag u apsorbersku kolonu za daljnje hvatanje CO2.
Jedna od glavnih prednosti hvatanja CO2 nakon izgaranja je njegova kompatibilnost s postojećim elektranama i industrijskim objektima. Može se naknadno ugraditi u postojeće kotlove ili peći bez značajnih izmjena u procesu izgaranja. To ga čini održivom opcijom za industrije koje žele smanjiti svoje emisije ugljika bez potrebe za zamjenom cijele infrastrukture.
Međutim, hvatanje nakon izgaranja suočava se s nekoliko izazova. Koncentracija CO2 u dimnom plinu je relativno niska, obično oko 3 - 15 %, ovisno o vrsti goriva i uvjetima izgaranja. Ova niska koncentracija čini proces odvajanja energetski intenzivnijim i manje učinkovitim u usporedbi s hvatanjem prije izgaranja. Proces apsorpcije na bazi amina također zahtijeva veliku količinu energije za regeneraciju otapala, što može smanjiti ukupnu učinkovitost elektrane ili industrijskog postrojenja.
Štoviše, aminska otapala mogu se razgraditi tijekom vremena, što dovodi do korozije opreme i potrebe za redovitom zamjenom otapala. Također postoji zabrinutost zbog emisija produkata razgradnje amina u okoliš.
Za industrije koje već imaju uspostavljene procese temeljene na izgaranju i žele brzo implementirati hvatanje CO2, hvatanje nakon izgaranja može biti praktičan izbor. NašeObrada otpadnog plinastranica pruža više informacija o našim rješenjima za obradu dimnih plinova i drugih otpadnih plinova, koji mogu biti relevantni za hvatanje CO2 nakon izgaranja.
Usporedba hvatanja CO2 prije i nakon izgaranja
U smislu koncentracije CO2 u struji plina, hvatanje prije izgaranja ima jasnu prednost. Visoka koncentracija CO2 nakon reakcije promjene vode i plina pojednostavljuje proces odvajanja i smanjuje energetske potrebe za hvatanje. Hvatanje nakon izgaranja, s druge strane, mora se nositi s strujom CO2 niske koncentracije, što čini odvajanje većim izazovom.
Što se tiče retrofitabilnosti, naknadno izgaranje je povoljnije. Može se dodati postojećim objektima bez većih promjena u procesu izgaranja. Zahvatanje prije izgaranja, međutim, zahtijeva značajne izmjene i novu opremu, što ga čini manje prikladnim za naknadno opremanje postojećih postrojenja.
Potrošnja energije još je jedan ključni čimbenik. Hvatanje prije izgaranja ima relativno visoku energetsku potražnju za proces rasplinjavanja i jedinicu za odvajanje zraka. Hvatanje nakon izgaranja, iako se može lako naknadno opremiti, zahtijeva visoku energetsku potrebu za regeneraciju otapala u procesu apsorpcije na bazi amina.
Trošak je također značajan faktor za razmatranje. Kapitalni trošak kaptaže prije izgaranja je visok zbog složene opreme za rasplinjavanje i jedinice za odvajanje zraka. Sakupljanje nakon izgaranja ima niže kapitalne troškove za naknadne primjene, ali može imati veće operativne troškove zbog energetski intenzivnog procesa regeneracije otapala.
Zaključak
I hvatanje CO2 prije i nakon izgaranja ima svoje prednosti i nedostatke. Izbor između ta dva ovisi o različitim čimbenicima kao što su vrsta industrije, postojeća infrastruktura i ekonomski razlozi.
Kao dobavljač CO2 Capture, nudimo sveobuhvatna rješenja za prikupljanje CO2 prije izgaranja i nakon izgaranja. NašeHvatanje CO2stranica 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 objekt.
Ako ste zainteresirani za smanjenje svoje emisije ugljika i istraživanje tehnologija za hvatanje CO2, potičemo vas da nas kontaktirate radi detaljne rasprave. Naš tim će blisko surađivati s vama kako bi razumio vaše zahtjeve i razvio prilagođeno rješenje koje ispunjava vaše ciljeve. Bilo da razmišljate o hvatanju prije ili nakon izgaranja, mi imamo stručnost i iskustvo da vam pružimo podršku tijekom cijelog procesa.
Reference
- Herzog, HJ i Golomb, D. (2004). Tehnologija i troškovi hvatanja CO2 za smanjenje stakleničkih plinova. Annual Review of Energy and the Environment, 29(1), 145 - 176.
-/NETL. (2010). Tehnologije hvatanja i sekvestracije ugljika: Izvješće o stanju. Nacionalni energetski tehnološki laboratorij. - Rubin, ES, Davison, CC i Herzog, HJ (2015). Pregled studija troškova zahvata CO2: Trendovi, praznine i buduće potrebe istraživanja. Energy Procedia, 63, 1802. - 1816.
