Baca gazından CO'nun geri dönüşümü için ucuz teknolojiler? 

“Ucuz” kelimesini duyduğunuzda? CO yakalama yöntemleri, hemen sormak istiyorum: Ne ucuz sayılır? Sıfır maliyet mi? Yoksa metanole dönüştürmekten daha mı ucuz? Endüstri genellikle daha düşük işletme maliyetlerini daha düşük sermaye yatırım maliyetleriyle karıştırıyor. Deneyimlerime göre, özellikle CO konsantrasyonunun yüzde birkaç ila yüzde on arasında dalgalanabildiği ve yakınlarda çok fazla nitrojen ve nemin bulunduğu baca gazlarından bahsediyorsak, o zaman "ucuzluk" mu? Isı için doğrudan yanmaya yönelik seçenekler dışında çoğu zaman bir efsane olduğu ortaya çıkar. Ancak burada bile her şey basit değil.

Temel yanılgı: ?Ucuz? "basit" anlamına mı geliyor?

Özellikle küçük sanayilerde faaliyet gösteren pek çok müşteri şu taleple geliyor: "Egzoz gazlarından CO2'yi geri kazanmamız gerekiyor, bütçe sınırlı mı?". Kural olarak, katalitik bir art yakıcının kurulması anlamına gelir. Evet, ekipman açısından nispeten ucuzdur. Ama saymaya başlayınca detaylar ortaya çıkıyor. İlk olarak, eğer karışımdaki CO %0,5-1'den azsa, onu yakıt beslemesiyle yakmak genellikle artık karlı değildir - enerji maliyetleri tüm tasarrufları tüketir. İkincisi, gazın bileşimi. Kükürt, toz ve fosfor, metalurjiden veya atıkların yakılmasından kaynaklanan baca gazlarının yaygın yoldaşlarıdır. Öldürüyorlarucuz katalizöraylarca, hatta haftalarca. Pahalı, çok aşamalı temizliğe olan ihtiyaçtan bahsediyorsunuz ve ilginin nasıl azaldığını görüyorsunuz. Ucuz teknolojinin pahalı eğitim pahasına geldiği ortaya çıktı. Bu ilk engeldir.

Ferroalyaj fırınından çıkan gazla ilgili bir projemiz vardı. Yaklaşık %12'lik CO, bertaraf için mükemmel bir konsantrasyon gibi görünmektedir. Ancak çinko ve alkali metaller içeren tozlar vardı. Standart zeolit ​​bazlı adsorbanlar ve hatta bakır-çinko katalizörleri hızla aktivitelerini kaybetti. Kurulum maliyetini bir buçuk kat artıran bir elektrikli çöktürücü ve ıslak yıkayıcı tasarlamak gerekliydi. Müşteri bunu reddetti ve onu uzun bir boru aracılığıyla dağıtmaya karar verdi. Kaydediliyor mu? Sadece kağıt üzerinde ve kısa vadede.

Bu yüzden ilk kuralım: Ucuz teknoloji, uzun bir süre boyunca doğru ve dürüst gaz analizi ile başlar. Tek seferlik bir ölçüm değil, izleme. Aksi takdirde tüm hesaplamalar cehenneme gider.

Adsorpsiyon yöntemleri: gerçek maliyet nerede gizli?

PSA (basınç salınımlı adsorpsiyon) genellikle şu şekilde tanıtılır:etkili çözümCO serbest bırakmak için. Teknoloji prensip olarak kanıtlanmıştır. Ancak baca gazları için "ucuzluğu" tartışmalı bir konudur. Ana maliyet kalemi adsorberlerin kendisi değil, ön kurutmadır. CO2 ve su buharı, adsorbanın aktif bölgeleri için CO ile rekabet ederek verimliliğini önemli ölçüde azaltır. Bu, genellikle derin soğutmalı ciddi bir kurutma ünitesine ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Enerji yoğundur.

Çin kimya tesislerinden birinde bir kurulumda çalıştık; proje Chengdu Yizhi Technology Co. tarafından denetlendi. Uzmanları birleşik bir plan önerdi: CO2'nin büyük bir kısmını uzaklaştırmak için monoetanolamin ile absorpsiyon, ardından adsorbsiyonla kurutma ve ancak bundan sonra karbon moleküler eleklerde PSA. Hesaplamalarına göre bu, ayrılan CO2'nin kabul edilebilir bir maliyetini veriyordu. Önemli olan adsorbanları yeniden üretmek için diğer tesis süreçlerinden ısı geri kazanımını kullanmaktı. Bu "serbest" olmadan ısı ekonomisi sallantılı hale geliyordu.

'dan ilginç noktaYizhi Teknolojisi: adsorpsiyon döngülerini belirli, "kirli" bir döngü için özelleştirmeye odaklandılar. gaz profili. Katalogdan hazır çözümler almadık, süreci modelledik. Tasarım işini ekipman satışından ayıran detay tam olarak budur. Vakaları yzkjhx.ru web sitesinde bulabilirsiniz, ancak orada elbette her şey sonsuz devreye alma özelliğiyle gerçekte olduğundan daha sorunsuz bir şekilde sunuluyor.

Katalitik dönüşümler: yalnızca art yanma değil

Neden herkes sadece CO2'ye oksidasyonu düşünüyor? Metana hidrojenasyon (metanasyon) veya Fischer-Tropsch sentezi gibi reaksiyonlar da vardır. Ancak hidrojene ihtiyaç duyarlar. Ucuza nereden alabilirim? Yakınlarda alkalin elektroliz gibi bir kaynak varsa, o zaman düşünülebilir. Ancak yine karmaşık lojistik ve H2'nin maliyetiyle karşı karşıyayız.

Seçeneği değerlendirmeye çalıştıkkatalitik oksidasyonatık ısı kazanı için ısı geri kazanımlı. Teknik olarak - bir çalışma şeması. Ancak ekonomi büyük ölçüde gaz basıncının ve tüketiminin istikrarına bağlıdır. Çimento fabrikalarından birinde fırının çalışmasındaki dalgalanmalar, kazanın ya tasarlanan kapasitede çalışmasına ya da sadece hava sirkülasyonu yapmasına neden oldu. Isı dengesiz bir şekilde uzaklaştırıldı, buhar döngüsü aralıklı olarak çalıştı. Görünüşte ucuz bir ısı geri kazanım yöntemi, operatörler için baş ağrısına dönüştü.

Bir diğer ince nokta ise katalizör seçimidir. Ucuz bir bakır-krom katalizörü dar bir sıcaklık aralığında çalışır ve "fazlalık"tan korkar. oksijen. Pahalı platin daha stabildir ancak bazı sitelerde hırsızlığı gerçek bir risk haline gelir. Bu, makalelerde yazılmayan pratik bir saçmalıktır.

Biyoteknolojik yaklaşımlar: gelecek mi yoksa niş çözüm mü?

CO2'yi emen karboksidotrofik bakterilerin kullanıldığı deneyimi duydum. Kulağa fütüristik ve "ucuz" geliyor çünkü bakterilerin sözde kendilerini yeniden ürettiği düşünülüyor. Ancak hayatta sıcaklığın, pH'ın ve besin kaynağının sıkı kontrolünü gerektiren devasa biyoreaktörler var. Ve en önemlisi biyokütle ile ne yapmalı? Ayrıca bertaraf edilmesi gerekiyor.

Bir kereste işleme tesisinde bir pilot tesis gördüm. Odun atık kazanından gaz aldık. Sorun inhibitörlerdeydi; reçineler ve fenoller bakteri kültürünü inhibe ediyordu. Biyoreaktör öncesi temizleme sisteminin maliyeti reaktörün maliyetine eşittir. Proje pilot test aşamasında durdu. Sonuç: Bu tür yöntemler şu ana kadar gerçek endüstride neredeyse hiç gerçekleşmeyen, çok temiz ve istikrarlı gaz akışları için kullanılmaktadır.

Sürece Entegrasyon: Ucuzluğa ulaşmanın tek yolu?

Derin inancımda,ucuz CO geri kazanımı— bu ayrı bir kurulum değil, işletmenin teknolojik döngüsüne yerleştirilmiş bir seçenektir. Gördüğüm en iyi örnek, CO'nun metalurjide indirgeyici madde olarak veya kimyasal sentezde karbonilasyon için kullanılmasıdır. Yani geri dönüşüm değil, akışta radikal bir değişiklik olmadan faydalı kullanım.

Örneğin, bir asetik asit tesisinde, saflaştırmanın ardından yüksek CO içeriğine sahip bir baca gazı akışı, ana ham sentez gazıyla karıştırıldı. Bu, katalizörün ince ayarını ve ek izlemeyi gerektirdi, ancak ham maddelerden tasarruf edilmesine olanak sağladı. Değişiklikler, Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. tarafından kurulmuş bir tasarım enstitüsü olan Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd.'den mühendislerin katılımı da dahil olmak üzere proje ekibi tarafından başlatıldı. Görevleri, "kutulu" bir ürün satmak değil, teknolojiyi tam olarak mevcut altyapıya uyarlamaktı. çözümler.

Benim özetle söylemek istediğim şu: sihirli "ucuz teknolojiyi" mi arıyorsunuz? anlamsız. Belirli bir gaza, belirli bir tesise, onun enerji ve madde dengesine bakmanız gerekir. Bazen en ucuz yol, daha az CO üretilecek şekilde ana prosesi daha verimli hale getirmektir. Bazen de arıtmaya yatırım yapın ve CO2'yi ticari bir ürün olarak satabilirsiniz. Her şey yalnızca sorunun içine dalıldığında görülebilen ayrıntılara bağlıdır. Gerisi konferanslarda konuşuluyor.