Çin: Adsorpsiyon yoluyla CO2 giderme verimliliği? 

Bu soruyu duyduğunuzda aklınıza ilk gelen zeolitli veya aktif karbonlu tesisatlar ve teknolojinin tepeler kadar eski olduğu hissi. Birçoğu hala verimliliğin sorbent veri sayfasındaki %90 veya %99 gibi yalnızca bir sayı olduğuna inanıyor. Ancak gerçekte, özellikle son on yılın Çin gerçeklerinde, her şey bu adsorpsiyonun belirli bir teknolojik döngüye nasıl, hangi baskılar, sıcaklıklar ve en önemlisi hangi ekonomi altında inşa edildiğine bağlıdır. Yatırım getirisi olmadan verimlilik yalnızca akademik bir alıştırmadır.

Laboratuvar sütunundan endüstriyel reaktöre: verimliliğin kaybolduğu yer

Klasik ayrılıkla başlayacağım. Laboratuvarda, Chengdu Yizhi Technology Co. gibi bir tesiste belirli bir gaz karışımı için mükemmel adsorpsiyon eğrileri elde edilebiliyor. Sorbent gram başına 200 mg CO2 alır. Herkes mutlu. Daha sonra bu sorbent, doğal gazdan hidrojen üretimi için bazı tesislerde endüstriyel bir adsorbe ediciye dökülür. Ve işte burada başlıyor: dikkate alınmayan bir basınç farkı, gözenekleri tıkayan ham maddelerden kaynaklanan mikro toz, aktif merkezler için CO2 ile rekabet eden nem. Laboratuvar verimliliği en iyi ihtimalle %15-20 oranında düşer. Bu teknolojideki bir kusur değil, ölçeklendirmenin maliyeti.

Biyogazın arıtılmasıyla ilgili bir projemiz vardı. Müşteri CO2'yi uzaklaştırarak saf metan elde etmek istiyordu. Kanıtlanmış bir zeolit ​​gibi görünen şeyi aldılar. Ancak biyogazda CO2'ye ek olarak eser miktarlarda da olsa hidrojen sülfür de vardı. Sorbenti tahmini bir buçuk yıl yerine üç ayda geri dönülemez şekilde zehirledi. CO2 giderme verimliliği neredeyse sıfıra düştü. CAPEX'in maliyetini artıran, H2S'den anında arındırmak için bir ön aşama oluşturmak zorunda kaldık. Basit adsorpsiyon için bu kadar.

Bu nedenle artık Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. gibi yetkin mühendislik şirketleri yalnızca bir sorbent veya standart bir kurulum satmıyor. Adsorbe edicinin yalnızca bir bağlantı olduğu teknolojik bir zincir satıyorlar. Rejenerasyon aşamasında ön kurutma, ince filtreleme ve hassas sıcaklık kontrolü önemlidir. Bu olmadan verimlilikten bahsetmek yersizdir. Web sitesiyzkjhx.rubu yaklaşımı iyi yansıtıyor; işin hammadde analizinden devreye almaya kadar gittiği açıktır.

Döngüsel ekonomi: kilit faktör olarak yenilenme

Aslında asıl soru “ne kadar alacak?” değil, “nasıl geri verecek?” Desorpsiyon için enerji tüketimi, süreçten elde edilen tüm kârın tüketildiği yerdir. Vakum rejenerasyonu, sıcaklık, inert gazla temizleme - her yöntemin kendi fiyatı vardır. Enerji maliyetlerinin kritik bir parametre olduğu Çin'de hibrit çözümler sıklıkla kullanılıyor.

Adsorbanı yeniden üretmek için diğer alanlardan gelen düşük dereceli ısının kullanıldığı kok fabrikalarında kurulumlar gördüm. Enerji verimliliği yüksektir ancak rejenerasyon sürecinin kendisi daha yavaştır, döngü uzar ve büyük sorbent kapasitelerine ihtiyaç duyulur. Bu bir uzlaşmadır. Bazen daha küçük cihazlara sahip olmak daha karlı olabilir, ancak ucuz bir gece tarifesine erişiminiz varsa bunları elektrikle ısıtmak daha karlı olabilir. Evrensel bir tarif yoktur.

Hafızadan başarısız bir vaka: Küçük bir metalurji tesisinde hızlı termal rejenerasyona (300°C'ye kadar) sahip bir sistem uygulamaya çalıştılar. Sorbent elbette mükemmel bir şekilde CO2 saldı. Ancak 500 döngüden sonra sinterleme başladı ve gözeneklilik kaybı başladı. Mekanik başarısız oldu - sık sık termal şoklar granülleri yok etti ve akış tarafından taşınan toz ortaya çıktı. Verimlilik düştü ve sorbenti değiştirme maliyeti tüm tasarrufları tüketti. Sonuç: bazen yumuşak ama daha az "etkili" Hız açısından yöntem uzun vadede daha karlıdır.

Yeni nesil sorbentler: MOF'lar ve daha fazlası

Bugünlerde metal-organik çerçeveler (MOF'ler) hakkında çok fazla söylenti var. Evet, özel kapasiteleri inanılmaz. Ancak endüstride şu ana kadar bunlardan yalnızca birkaçını ve yalnızca pilot kurulumlarda gördüm. Neden? Fiyat. Ve kırılganlık. İdeal koşullar altında etkinlikleri tartışılmaz ancak en ufak bir organik buhar varlığı veya yüksek rejenerasyon sıcaklıkları, yapıyı geri dönülemez şekilde değiştirebilir.

Daha gerçek hikaye ise modifiye edilmiş aktif karbonlar ve emdirilmiş aminlerle zeolitler. Bu bir beygir. Örneğin, genellikle termik santrallerin baca gazlarından (yanma sonrası) CO2'yi yakalamak için kullanılırlar. Döngü başına verimlilik MOF'tan daha düşük olabilir, ancak sorbent daha uzun süre dayanır, sert yöntemler kullanılarak yeniden üretilebilir ve gaz bileşimindeki bazı değişiklikleri affeder. Açıkyzkjhx.ruProje açıklamalarında genellikle bu tür çözümleri görürsünüz: güvenilir, öngörülebilir ve hesaplanmış geri ödeme süresine sahip.

İlginç bir trend hibrit sistemlerdir: adsorpsiyon + membranlar. İlk önce ucuz bir sorbent kullanarak kaba temizlik yapılır, ardından membran üzerinde son işlem yapılır. Veya tam tersi. Bu, sermaye maliyetlerini optimize etmenize olanak tanır. CO2'nin giderilmesinde tüm sistemin verimliliği, her yöntemin ayrı ayrı verimliliğinden daha yüksektir çünkü her biri kendi optimum konsantrasyon ve basınç aralığında çalışır.

?Çift karbon? Çin döviz kuru

2020 yılından bu yana karbon nötrlük hedeflerinin açıklanmasıyla her şey değişti. CO2 giderme verimliliği artık yalnızca teknik ve ekonomik bir kategori değildir. Buna siyasi ve itibari ağırlık da eklendi. Birçok işletme için, bir yakalama sistemi kurmak artık bir hayatta kalma ve kotaları koruma meselesidir.

Bu aynı zamanda bir miktar aceleye ve dolayısıyla hatalara da yol açtı. Gaz akışının ayrıntılı bir analizi yapılmadan adsorpsiyon ünitelerinin "komşudan" satın alındığı projeler gördüm. Sonuç olarak ya pasaport parametrelerini karşılayamadılar ya da operasyonları berbattı. Verimlilik kağıt üzerindeydi ama gerçekte değildi. Artık bu aşama geçiyor gibi görünüyor. Müşteriler daha bilgili hale geldi ve hammaddeleri üzerinde ayrıntılı fizibilite çalışmalarına ve pilot testlere ihtiyaç duyuyor.

Chengdu Yizhi Technology Co. (bu, Huaxi Technology tarafından kurulan bir tasarım enstitüsüdür) gibi kurumların rolü burada büyüdü. 120 milyon yuan'lık sermayeleri sadece bir rakam değil, ciddi bir Ar-Ge yapma fırsatıdır ve bir şablon değil, bireysel bir hesaplama sunar. Sıkı düzenleme koşullarında sadece ekipman satıcılarına değil, lansman aşamasında riskleri paylaşacak teknoloji ortaklarına da ihtiyacımız var.

Uygulamadan sonuçlar: değerlendirirken nelere dikkat edilmeli

Yani kısaca özetlemek gerekirse. Çin'de adsorpsiyon yoluyla CO2 gideriminin verimliliği sorulduğunda hemen şunu açıklamanız gerekir: Verimlilik nedir? Arınma açısından mı? Sorbentin spesifik kapasitesinde mi? Yakalanan CO2 tonu başına enerji maliyetlerinde mi? Yoksa projenin 5 yıllık genel ekonomisinde mi?

Deneyimlerime göre üç temel parametre vardır: 1) Emici madde kapasitesinin ideal değil, gerçek koşullar altında en az 1000 döngü boyunca stabilitesi. 2) Yenileme maliyeti (genellikle işletme maliyetlerinin %60-70'i). 3) Mevcut süreç akışını ciddi şekilde aksatmadan entegrasyon.

Güzel laboratuvar grafikleri konuşmanın sadece başlangıcıdır. Gerçek verimlilik sahada, sahada, borular, vanalar ve sensör okumaları arasında doğar. Ve çoğu zaman beklenenden daha düşük, ancak en azından ulaşılabilir ve daha da önemlisi sürdürülebilir olduğu ortaya çıkıyor. Şu anda Çin genelindeki akıllı projelerde bahis konusu olan da tam olarak budur. Adsorpsiyon teknolojisi her derde deva değildir, ancak doğru ellerde ve doğru hesaplamalarla son derece güçlü ve esnek bir araçtır.