Technologia wychwytywania dwutlenku węgla

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) to proces usuwania dwutlenku węgla z atmosfery (usuwanie dwutlenku węgla lub bezpośrednie wychwytywanie dwutlenku węgla z powietrza) lub zapobiegania jego przedostawaniu się do atmosfery (wychwytywanie dwutlenku węgla u źródła). Węgiel jest produktem ubocznym wielu procesów przemysłowych, a wielu producentów szuka sposobów na osiągnięcie celów zerowej emisji dwutlenku węgla netto. Wychwytywanie dwutlenku węgla może pomóc w ograniczeniu emisji dwutlenku węgla, który jest bezpośrednią przyczyną globalnego ocieplenia. Wychwytywanie dwutlenku węgla jest ważną bronią w naszym arsenale w walce ze zmianami klimatu.

Direct Air Capture and Storage (DAC+S) to rozwiązanie do usuwania dwutlenku węgla: wychwytuje CO₂ bezpośrednio z powietrza, który jest następnie trwale przechowywany lub wykorzystywany jako składnik przemysłowy. Wychwytywanie dwutlenku węgla po spalaniu jest najpopularniejszą formą wychwytywania dwutlenku węgla, ponieważ elektrownie na paliwa kopalne mogą być retrospektywnie wyposażone w technologię CCS.

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) to podejście, które może pomóc w ograniczeniu emisji, ponieważ wychwytuje kopalny CO₂ ze źródeł punktowych, zapobiegając jego przedostawaniu się do atmosfery. Technologie wychwytywania obejmują spalanie wtórne, spalanie wstępne i spalanie tlenowe.

Technologia bezpośredniego wychwytywania powietrza wykorzystuje urządzenia obrotowe, takie jak pompy próżniowe, do zasysania powietrza z atmosfery, aby umożliwić wiązanie węgla w powietrzu z substancjami chemicznymi znanymi jako sorbenty. Sorbent jest następnie podgrzewany w celu uwolnienia wychwyconego dwutlenku węgla.

Direct Air Capture and Storage (DAC+S) to rozwiązanie do usuwania dwutlenku węgla: wychwytuje CO₂ bezpośrednio z powietrza, który jest następnie trwale przechowywany lub wykorzystywany jako składnik przemysłowy. Wychwytywanie dwutlenku węgla po spalaniu jest najpopularniejszą formą wychwytywania dwutlenku węgla, ponieważ elektrownie na paliwa kopalne mogą być retrospektywnie wyposażone w technologię CCS.

Direct Air Capture (DAC) to proces wychwytywania dwutlenku węgla (CO2) bezpośrednio z atmosfery i generowania strumienia dwutlenku węgla (CO2) do sekwestracji lub wykorzystania do produkcji neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla paliwa i gazu wiatrowego.

Dwutlenek węgla jest usuwany, gdy otaczające powietrze wchodzi w kontakt z mediami chemicznymi, zwykle sorbentami lub wodnym rozpuszczalnikiem alkalicznym. Media chemiczne są następnie pozbawiane dwutlenku węgla poprzez zastosowanie ciepła, co skutkuje odwodnieniem i kompresją.

Wychwytywanie przed spalaniem to proces usuwania węgla przed zakończeniem spalania. Proces ten jest często stosowany w elektrowniach zasilanych paliwami kopalnymi lub w procesach, które są silnymi producentami CO2, takich jak produkcja nawozów i chemikaliów lub spalanie odpadów.

CO2 jest wychwytywany z gazów spalinowych lub innych źródeł punktowych. Przemysłowe wychwytywanie dwutlenku węgla przed spalaniem jest bardziej rozpowszechnione i obecnie stosowane w mniejszych elektrowniach.

W przypadku wychwytywania dwutlenku węgla przed spalaniem, gdy paliwo kopalne jest częściowo utleniane, na przykład w gazyfikatorze, CO z powstałego gazu syntezowego (CO i H2) reaguje z dodaną parą wodną (H2O) i jest przekształcany w CO2 i H2. CO2 może być następnie wychwytywany ze stosunkowo czystego strumienia spalin. H2 można wykorzystać jako paliwo; CO2 jest usuwany przed spaleniem.

Istnieją zalety i wady wychwytywania przed spalaniem w porównaniu z wychwytywaniem po spalaniu. CO2 jest usuwany po spaleniu, ale zanim spaliny osiągną ciśnienie atmosferyczne. Proces ten jest standardowy i odbywa się na taką samą skalę, jaka jest wymagana w elektrowniach w większości procesów wychwytywania CO2 w zastosowaniach przemysłowych.

Jak sama nazwa wskazuje, wychwytywanie po spalaniu polega na usuwaniu CO2 z paliw kopalnych po ich spaleniu. Węgiel jest wychwytywany z punktu źródła w gazach spalinowych; zazwyczaj w elektrowniach na paliwa kopalne. Ta dojrzała technologia jest wykorzystywana w różnych zastosowaniach przemysłowych na małą i średnią skalę. Ogromną zaletą tej technologii jest możliwość doposażenia istniejących systemów produkujących węgiel. Znacząco zmniejszając emisję CO2.

Wychwytywanie dwutlenku węgla po spalaniu usuwa CO2 poprzez aminy (związki organiczne zawierające atomy azotu z samotną parą). Istnieje wiele rodzajów amin o różnych właściwościach istotnych dla wychwytywania CO2. Jednym z takich przykładów jest monoetanoloamina (MEA), która bardzo silnie reaguje z kwaśnymi gazami, takimi jak CO2. Monoetanoloamina ma szybki czas reakcji, co umożliwia jej usuwanie stosunkowo dużej ilości CO2, nawet w przepływach, które mogą mieć niższe stężenie CO2, co czyni ją wysoce skuteczną opcją usuwania CO2.

Spalanie tlenowe spala paliwo w czystym tlenie. W celu ograniczenia temperatury płomienia do poziomów obserwowanych podczas bardziej konwencjonalnego spalania, schłodzone spaliny są recyrkulowane i wtryskiwane do komory spalania. Większość gazów spalinowych z kotłów tlenowych składa się z pary wodnej i CO2. Para wodna jest skraplana poprzez chłodzenie. Skutkuje to niemal czystym strumieniem CO2.

Spalanie tlenowo-paliwowe w procesach elektrowni może być określane jako cykle "zeroemisyjne". Wynika to z faktu, że zmagazynowany CO2 nie jest ułamkiem ilości usuniętej ze strumieni gazów spalinowych przed i po spalaniu. Niewielka część CO2 nieuchronnie trafia do skondensowanej wody. Które z nich będą musiały zostać poddane odpowiedniej obróbce lub utylizacji, aby zagwarantować etykietę "zero emisji".

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) to podejście, które może pomóc w ograniczeniu emisji, ponieważ wychwytuje kopalny CO₂ ze źródeł punktowych, zapobiegając jego przedostawaniu się do atmosfery. Technologie wychwytywania obejmują spalanie wtórne, spalanie wstępne i spalanie tlenowe.

Bezpośrednie wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (DAC+S) to rozwiązanie polegające na wychwytywaniu CO₂ bezpośrednio z powietrza, który jest następnie trwale składowany lub wykorzystywany jako składnik przemysłowy.