Islak CO2 giderme yöntemi: etkili mi? 

Özellikle CO2 yakalama bağlamında ıslak baca gazı temizleme söz konusu olduğunda, birçok kişinin aklına hemen bir nozul ve alkalin solüsyonu olan standart bir yıkayıcı resmi gelir. Ancak verimlilik sadece ?%90+? kurulum pasaportunda. Bu, teorinin sıklıkla işletme pratiğinden farklılaştığı ve ana karar vericilerin, reaktiflerin ve çamur bertarafının maliyetlerini hesaplayan operatörler ve muhasebe departmanı olduğu karmaşık bir hikayedir.

“Yüksek verimliliğin” arkasında ne gizli? pasaportunda mı?

Teknoloji sunan hemen hemen her üretici veya mühendislik enstitüsü, emme verimliliğine ilişkin verileri% 95-99 düzeyinde sağlar. Ancak bu rakamlar neredeyse her zaman laboratuvar koşullarına veya ideal, stabil gaz akışına sahip bir pilot tesise atıfta bulunur. Gerçekte, büyük bir termik santralde veya çimento fabrikasında, gazın bileşimi “dans ediyor mu?” — SO2 konsantrasyonu, toz, sıcaklık değişiklikleri. Ve nüansların başladığı yer burasıdır.

Örneğin, klasikıslak yöntemBir yıkayıcıdaki amin bazlı (MEA) gerçekten de teorik olana yakın verimlilik gösterebilir. Ancak yalnızca temiz, soğutulmuş ve kurutulmuş bir dereden bahsediyorsak. Gerçek safsızlıklar, özellikle de oksijen eklenirse, aminin kontrolsüz oksidasyonu ve bozunması başlar. Verimlilik hemen düşmez, ancak kademeli olarak düşer ve operatör bunu yalnızca aynı saflaştırma derecesini korumak için reaktif tüketiminin artmasıyla görür. Bu bir kaza değil, ?sessiz? bütçeyi yiyor.

Bu nedenle, CO2 yakalama projesi talebiyle enstitümüze geldiklerinde ilk soru “hangi verimliliği istiyorsunuz?” değil, “eser yabancı maddeler de dahil olmak üzere giriş gazının tam ve en kötü durum bileşimi nedir?” sorusudur. ve “harcanan çözeltiyi veya çamuru nereye koymalı?”. Bu soruların cevapları olmadan, beyan edilen herhangi bir etkililik sadece güzel bir rakamdır.

Broşürlerde yazılmayan sorunlar

En önemli sorunlardan biri korozyondur. Alkali ortamlar, karbonatların veya aminlerin sıcak çözeltileri ve eser miktarda klorürün varlığı, sıradan karbon çeliğinin imhası için ideal bir reçetedir. Projelerde, altı aylık çalışmanın ardından sıçrama bölgesindeki korozyon çukurları nedeniyle yıkayıcının plansız onarımlar nedeniyle durdurulması gereken durumlarla karşılaştık. Şu anda verimlilik doğal olarak sıfırdı. Tüm projenin ekonomisini önemli ölçüde değiştiren pahalı alaşımların veya özel kaplamaların döşenmesi gereklidir.

Başka bir baş ağrısı, kalıcı birikintilerin ve tuz tıkaçlarının oluşmasıdır. Özellikle kireç bulamaçları kullanıldığında. Teorik olarak her şey basittir: Ca(OH)2, CO2 ile reaksiyona girerek CaCO3'ü oluşturur. Pratikte kalsiyum karbonat nozüle, nozüllere ve ısı eşanjör tüplerine yapışır. Yıkama yardımcı olur, ancak durdurulması gerekir. Peki ya durmak imkansızsa? Daha sonra gaz ve sıvının temas alanının azalması nedeniyle verim giderek azalır.

Ve elbette enerji maliyetleri. Emilim sürecinin kendisi en fazla enerji tüketen süreç değildir. Ancak CO2'nin çözeltiden desorpsiyonu (rejenerasyon) çok büyük ısıtma maliyetleri gerektirir. Genellikle tüm işletme giderlerinin %70'ine kadar. % 99 verimliliğe sahip bir yıkayıcı inşa etmek mümkündür, ancak termik santralden çıkan buharın yarısı rejenerasyona harcanıyorsa, işletmenin ne tür bir genel verimliliğinden bahsedebiliriz? Bu bir çıkmaz sokak.

Gerçek projelerden elde edilen deneyim: uzlaşmanın arandığı yer

Bir amonyak tesisine yönelik projelerden biri, dönüşüm akışından CO2'nin yakalanmasıydı. Konsantrasyon yüksekti ama sıcaklık da öyle. Klasikıslak yöntemMEA ile gazın derinlemesine soğutulması gerekiyordu ve bu da buzdolapları için büyük sermaye maliyetlerine yol açıyordu. Bunun yerine sıcak potas yıkama (K2CO3) seçeneğini önerdiler ve üzerinde çalıştılar. Kağıt üzerindeki emme verimliliği daha düşüktü - yaklaşık %85-90. Ancak devasa bir soğutma ünitesinden ve yoğuşma toplayıcılarından kaçındık ve rejenerasyon daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleşti, bu da başka bir proses akışından gelen atık ısının kullanılmasını mümkün kıldı. Tesis için bunun nihai ekonomik verimliliği ?daha az verimli? yöntemin kimyası açısından daha yüksek olduğu ortaya çıktı.

Diğer bir örnek ise Avrupalı ​​bir tedarikçinin geliştirilmiş amin solüsyonunu küçük bir kazan dairesinde kullanma girişimiydi. Çözüm oksidasyona karşı yüksek direnç vaat ediyordu. Ancak Rusya'nın özelliklerini - yakıttaki daha yüksek kükürt içeriği - dikkate almadılar. SO2, eser miktarlarda dahi olsa, bir önceki adımda tamamen yakalanmamış, amin ile geri dönülemez şekilde bağlanarak ısıya dayanıklı tuzlar oluşturmuştur. Reaktif geri dönüşü olmayan bir şekilde etkinliğini kaybetti. Ne yazık ki proje spesifikasyonlarına ulaşamadı. Ön arıtma sisteminin değiştirilmesi gerekti ve bu da yine ekonomiye darbe vurdu.

Alternatifler ve hibrit çözümler

Günümüzde “kuru” yöntemler, membranlar, adsorbanlar hakkında çok fazla konuşma yapılıyor. Ancak enerji veya metalurji gibi büyük ölçekli endüstrilerdeıslak yöntemölçeklenebilirlik ve gelişmişlik açısından şu ana kadar rakipsiz. Başka bir şey de, saf haliyle değil, hibrit bir devrenin parçası olarak giderek daha fazla kullanılmasıdır.

Örneğin, ilk aşama kaba temizleme ve soğutma için kuru veya yarı kuru bir yöntemdir, ikinci aşama ise yıkayıcıda ince temizlemedir. Veya tam tersi, bir ıslak yıkayıcı ilk önce büyük miktardaki yabancı maddeleri ve CO2'yi uzaklaştırır ve ardından bir adsorbanla cilalama gelir. Bu tür tasarımlarda, her şeyi aynı anda yapmaya çalışan bir "süper temizleyici"ye kıyasla genel sistem verimliliği daha yüksek ve işletme maliyetleri daha düşük olabilir.

Teknolojilerini aktif olarak tanıtan Çinli meslektaşların ilginç deneyimleri var. Örneğin bir tasarım enstitüsüChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(Huaxi Technology tarafından kurulmuştur) endüstriye yönelik çözümlerinde genellikle klasik yıkayıcıları ısı geri kazanım sistemleri ve gelişmiş otomasyonla birleştirerek, yüke bağlı olarak reaktif tüketimini gerçek zamanlı olarak optimize eder. Web sitelerindeyzkjhx.ruBu tür karmaşık projelerin açıklamalarını bulabilirsiniz. Yaklaşımları ne pahasına olursa olsun maksimum emilim verimliliğinin peşinde koşmak değil, geri kazanım oranı ile genel maliyetler arasında en uygun denge noktasını aramaktır. Bu daha olgun ve pratik bir görünüm.

Peki ıslak yöntem etkili midir? Son Hususlar

Verimlilik çok yönlü bir kavramdır. Kütle aktarımı için gaz-sıvı temas teknolojisi olarak ıslak CO2 giderme yöntemi son derece etkilidir ve onlarca yıldır kanıtlanmıştır. Bitmiş ürün nasıl kutulanır? herhangi bir kuruluş için teknoloji değildir. Bu, belirli koşullar için çok hassas bir şekilde seçilmesi ve yapılandırılması gereken bir araçtır.

Ana avantajları yüksek ünite gücü, güvenilirlik (uygun tasarım ve malzemelerle) ve sürecin öngörülebilirliğidir. Ana dezavantajlar, korozyona dayanıklı malzemeler için yüksek sermaye maliyetleri, yenileme için yüksek işletme maliyetleri ve atık (sıvı veya çamur) sorunlarıdır.

Yani başlıktaki sorunun cevabı şu: evet, ıslak yöntem teknik olarak etkilidir. Ancak bunun sizin özel tesisiniz için ekonomik ve operasyonel açıdan etkili olup olmayacağı, derinlemesine denetim, modelleme ve uzlaşma meselesidir. Katalogdaki hiçbir hazır figür burada çalışmaz. Yıkayıcı için paslanmaz çeliğin maliyetinden karbonat çamurunun giderilmesi lojistiğine kadar tüm yaşam döngüsü dikkate alınmalıdır. Yalnızca böyle bir hesaplama gerçek etkinliği gösterecektir.