Түтін газынан СО2 қайта өңдеудің арзан технологиясы? 

Арзан ба? Бұл сөзді көмірқышқыл газын ұстау контекстінде естігенде, сіз әңгімелесушінің нақты не туралы айтып жатқанын бірден тексергіңіз келеді. Көбінесе «арзандық» жағдайында операциялық шығындарды ұмытып, күрделі шығындардың төмендігін түсінеді немесе керісінше. Немесе олар әдетте салыстырмалы түрде қымбат амин скрубберлерінің құнын төмендетуді білдіреді. Елессіз түсінейік.

«Арзандық» қайда жатыр? Оны бөлшектеп алу

Маркетингті былай қойғанда, экономиканың кілті – газ көзі.Түтін газыжылу электр станциясынан немесе цемент зауытынан - бұл таза СО2 емес. 10-25% көмірқышқыл газы, қалғаны азот, оттегі, ылғал, ең бастысы – қоспалар: SOx, NOx, шаң. Бірінші және ең қымбат кезең кез келген ?арзан? технология алдын ала тазалау болып табылады. Егер сіз оны елемейтін болсаңыз, одан әрі қарай жүрмеуіңіз мүмкін: катализаторлар уланады, абсорбенттер нашарлайды. Мен тазалауға ақша үнемдеу әрекеттері алты айдан кейін адсорберлердің пайдасыз массаға айналуына әкелген қондырғыларды көрдім. Күрделі салымдар нөлге жетті.

Сондықтан олар төмен баға туралы айтқанда, мен әрқашан: «Бағаға не кіреді?» Деп сұраймын. Көбінесе пилоттық жобаларда кәдеге жарату құны тек сіңіру/адсорбция сатысында ғана қарастырылады, «ұмыту?» газды дайындау, сығымдау, сақтау және алынған өнімді логистика туралы. Толық тізбек негізгі шығындардың орны. Төмен шығынды технология - бұл бір буынға емес, бүкіл тізбектегі шығындарды азайтатын технология.

Тағы бір мәселе - энергияны тұтыну. Аминді тазарту ерітіндіні қалпына келтіру үшін қажет үлкен жылуға байланысты қымбатқа түседі. Сонымен, «арзан?» балама бұл энергияны түбегейлі азайтуы немесе сол зауыттың қалдық жылуын пайдалануы керек. Мысалы, абсорбенттердің жаңа түрлерін қалпына келтіру үшін төмен температуралы жылуды пайдаланыңыз немесе қысымның өзгермелі адсорбциясы (PSA/VSA) принциптерімен жұмыс істеңіз, бірақ бұл да «ашқақ?» қысу үшін.

Минерализация: көп шу және тастың нәтижесі

Көбінесе панацея ретінде ұсынылатын өте сәнді тренд. Идея қарапайым: қалдықтарды (шлак, күл) немесе табиғи силикаттарды пайдаланып, СО2-ны карбонаттарға байланыстырады. Шикізат жатқанда, технологияны пайдалану арзан болуы мүмкін. Бірақ бұл жерде біз кинетикаға тап боламыз. Геологиялық карбонданудың табиғи процесі мыңдаған жылдарға созылады. Оны өнеркәсіптік масштабқа дейін жеделдету үшін сізге жоғары қысым мен температура (қайтадан энергия!), немесе қымбат катализаторлар/активаторлар қажет.

Біз болат қожын пайдаланып СО2-ны қайта өңдеу жобасына қатыстық. Зертханалық зерттеулер жігерлендірді. Бірақ масштабтау кезінде проблемалар туындады: қож құрамының партиядан партияға біркелкі еместігі, оны ең жақсы ұнтақтау қажеттілігі (энергияны тұтыну), ең бастысы, реактордағы газдың қатты материалмен үздіксіз байланысын ұйымдастырудың қиындығы. Нәтижесі төмен өнім немесе үлкен, «қымбат» болды. реактор. Өнім - карбонаттар - теориялық түрде сатылуы мүмкін, бірақ аймақтағы мұндай көлемдердің нарығы елес болып шықты. Жоба пилоттық орнату кезеңінде тоқтап қалды. Бағалы тәжірибе, бірақ технологиялық серпіліс емес.

Минералдану туралы қорытынды: Бұл кәдеге жаратудың ықтимал арзан әдісі, бірақ ұстау емес. Ол жақын жерде CO2 көзі, силикат көзі және карбонат тұтынушысы бар нүктелік қолдану үшін жақсы. Жылу электр станциясынан шығатын әдеттегі түтін газы үшін бұл әлі де қиын және әрқашан тиімді емес.

Биологиялық жолдар: балдырлар және т.б

Бұл, бәлкім, ең табиғи? және медиа тартымды тәсілі. СО2 көмегімен балдырларды өсіріңіз, содан кейін оны биоотын, жем, тыңайтқыш үшін пайдаланыңыз. Керемет цикл сияқты. Шындық одан да қатал. Негізгі шығын бабы биореактордың өзі емес, газды дайындау. Балдырлар қоспаларға, әсіресе күкірт пен азот оксидтеріне өте сезімтал. Оларға тікелей қызмет етіңізтүтін газы- мәдениетті өлтіру дегенді білдіреді. Химиялық әдістермен бірдей дерлік терең тазалау қажет.

Келесі - жарық. Жоғары өнімділік үшін сізге үлкен аумақ пен жақсы жарықтандыру қажет (жасанды жарық бүкіл экономиканы жейді). Сонымен қатар температура, рН, қоректік заттардың бақылауы. Нәтижесінде, қоңыржай климаттық аймақтарда балдырлар арқылы бір тонна СО2 ұстау құны өте жоғары. Экономиканы тек соңғы биоөнімнің жоғары құны (мысалы, фармацевтика үшін) үнемдеуге болады. Жылу электр станцияларынан көміртекті жаппай кәдеге жарату үшін бұл әлі нұсқа емес.

Өсімдіктердің өсуін күшейту үшін жылыжайларда СО2 пайдалану сияқты қарапайым биологиялық әдістер бар. Бұл шын мәнінде жұмыс істейтін және салыстырмалы түрде арзан тәжірибе, бірақ қайта өңдеу ауқымы жылыжайлардың ауданымен және маусымдықпен шектеледі.

Мембраналар мен адсорбенттер: материалдардың тыныш жарысы

Дәл осы жерде қазіргі уақытта арнайы шығындарды азайтуға бағытталған негізгі зерттеу жұмыстары жүргізілуде. Идея - энергияны көп қажет ететін аминді қалпына келтіруді жаңа материалдарды пайдалану арқылы оңай бөлумен ауыстыру. Керамикалық және полимерлі мембраналар, MOFs (металл-органикалық қаңқалар), кеуекті көміртекті материалдар - тізім ұзақ.

Гибридті жүйелер практикалық қызығушылық тудырады. Мысалы, түтін газынан таза СО2 бөлуге тырыспаңыз, бірақ бай қоспаны (айталық 50-70% СО2) алу үшін мембраналарды қолданыңыз, оны кейіннен жоғары тазалықты қажет етпейтін технологиялық процестерде қолдануға болады. Бұл әрлеу және қысу шығындарын азайтады. Мен қытайлық әріптестердің жұмысымен таныспын, мысалы, бастапChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыhttps://www.yzkjhx.ru). Huaxi Technology базасында құрылған бұл жобалау институты газды бөлу және ресурстарды қалпына келтіру технологиялары бойынша белсенді жұмыс жасауда. Олардың портфолиосында мембрананы алдын ала байыту кейінгі өңдеудің соңғы кезеңімен біріктірілетін шешімдер кіреді, нәтижесінде жалпы энергия пайда болады. Олар ?арзанды? сиқырлы сөз сияқты, бірақ олар белгілі бір тұтынушы үшін меншіктің жалпы құнын оңтайландыру туралы айтады. Бұл адал көзқарас.

Жаңа адсорбенттер мен мембраналардың проблемасы - қартаю және масштабтау. Грамдардағы зертханалық тиімділік пен сағатына мыңдаған текше метрді өңдейтін тәжірибелік зауыт екі түрлі нәрсе. Нағыз, тазартылмаған газ ағынында 10 000 адсорбция-десорбция циклінен кейін материал қалай әрекет етеді? Көбінесе жауап ұзақ өндірістік сынақтар арқылы ғана келеді. Ал бұл инвестор үшін тәуекел аймағы.

Сонымен, қорытынды қандай? Шеберханадан көрініс

Әмбебап ?арзан? кез келген адамға арналған технологиятүтін газыжоқ және мүмкін болмайды. Мұның бәрі орынға байланысты. Арзан шешім - бұл белгілі бір құбырға арналған арнайы шешім. Бір жерде регенерация үшін арзан жылуға қол жетімділік бар - сіз озық сұйықтықтар туралы ойлай аласыз. Жақын жерде карьер мен қиыршық тас базары бар - минералдануды қарастырған жөн. Бір жерде газ құбырларының желісі бар - коммерциялық CO2 өндіруге арналған мембраналарды қарастыруға болады.

Мен үйренген ең үлкен практикалық сабақ: технологияны таңдаудан бастамаңыз. Газды мұқият талдаудан бастаңыз (төлқұжат бойынша емес, қазандықтың әртүрлі жұмыс режимдеріндегі нақты өлшемдерге негізделген) және нәтижесінде алынған СО2-мен не істейтіндігіңізді нақты түсіну. Жергілікті жерде сату, жүктеп алу, сақтау немесе пайдалану керек пе? Экономика бұл жауапқа 80% тәуелді.

Және тағы бір нәрсе. Жиі ?арзан? серпінді технологияда емес, сауатты интеграцияда табуға болады. Төмен сапалы жылуды пайдалану, бар инфрақұрылымды пайдалану, басқа зауыт процестерімен синергетика. Кейде жылу алмастырғыштарды қарапайым модернизациялау және жану режимін оңтайландыру күрделі ұстау жүйесіне қарағанда бір рубльге шығарындыларды азайтуға үлкен әсер етеді. Бірақ қандай да бір себептермен олар бұл туралы аз айтады.

Сондықтан тақырыптағы сұраққа былай жауап берер едім: арзан технологиялар бар, бірақ олар сөреде жатқан жоқ. Оларды инженерлер мен технологтар нақты тапсырма үшін, белгілі шешімдерді біріктіріп, жергілікті жағдайлар мен қағаз емес, нақты экономиканы ескере отырып жасайды. Және бұл процесте аталған қолданбалы институттардың тәжірибесі барChengdu Yizhi Technology Co., 2013 жылдан бері жұмыс істеп келе жатқан және елеулі жарғылық капиталы бар, көбінесе жоғары профильді зертханалық жаңалықтардан гөрі құнды. Олар мәселені соңынан қарайды - өнім мен оның құнына қарай, бұл «арзандыққа» апаратын дұрыс жол.