Onderzoeksvoortgang van drukzwaaiadsorptie CO2-afvangtechnologie

Onderzoeksvoortgang van CO2-afvangtechnologie met drukwisseladsorptie

De afgelopen jaren heeft de kwestie van de CO2-uitstoot de aandacht getrokken. Als belangrijk broeikasgas heeft de grootschalige uitstoot van CO2 ervoor gezorgd dat de temperatuur op aarde is gestegen, wat een enorme impact heeft op het mondiale klimaat. Omdat fossiele energie nog steeds de belangrijkste energiebron is die wereldwijd wordt gebruikt, is de CO2-uitstoot enorm. Om te reageren op de klimaatverandering en de CO2-uitstoot terug te dringen, hebben landen relevant beleid ingevoerd, zoals koolstofbelastingen en groene energiesubsidies, om de uitstoot onder controle te houden. Technologie voor het afvangen, gebruiken en opslaan van koolstof (CCUS) is voorgesteld als een efficiënte technologie voor koolstofreductie. CCUS is hoofdzakelijk verdeeld in drie delen: opvang, transport, opslag of gebruik. CO2 wordt eerst verrijkt uit emissiebronnen met een lage concentratie en vervolgens naar de opslaglocatie getransporteerd voor opslag of naar de gebruiksfabriek gestuurd voor verwerking en gebruik via pijpleidingtransport. Het opvangproces is de belangrijkste bron van energieverbruik in de CCUS-technologie. Kolenenergie, staal, cement, olieraffinage en petrochemische productie zijn de belangrijkste stationaire emissiebronnen. Het staartgas dat door de petrochemische industrie wordt uitgestoten, heeft de kenmerken van een hoge CO2-concentratie en geconcentreerde emissies in vergelijking met andere industrieën. Daarom heeft het afvangen van CO2-emissies de voorkeur.

Momenteel omvat de CO2-afvangtechnologie voornamelijk absorptiemethode, adsorptiemethode, membraanscheidingsmethode en scheidingsmethode bij lage temperatuur. Absorptiemethode en adsorptiemethode zijn economisch haalbaarder bij het afvangen van CO2 in rookgassen. Oplosmiddelabsorptiemethode is de meest gebruikte. Momenteel is de op de absorptiemethode gebaseerde CO2-scheidingstechnologie relatief volwassen en wordt deze op grote schaal commercieel gebruikt. Het heeft een sterke selectiviteit, een hoge zuiverheid van het productgas en lage investeringen in technologie en apparatuur. Chemische absorptietechnologie wordt op grote schaal gebruikt in binnen- en buitenland. Schelp
Cansolv uit Canada heeft een commercieel CO2-afvangproject na verbranding opgezet in het 2013-Boundary Dam Project, waarbij een speciaal Cansolv DC-103-absorptiemiddel wordt gebruikt om rookgas CO2 uit kolencentrales op te vangen.

Het project kan bij feitelijk gebruik 170 ton CO2 per dag afvangen, met een gemiddelde CO2-concentratie van 9,1 VOL% in het rookgas, een afvangpercentage van ongeveer 91% en een gemiddeld afvangenergieverbruik van 2,33 MJ/kg. Bij het CO2 SEPPL-proefproject in Oostenrijk werd de Dürnrohr-elektriciteitscentrale gebouwd, die de absorptiemethode gebruikte om CO2 in rookgas op te vangen en stoom gebruikte om de herverdamper te verwarmen om warmte te leveren om het absorbens te regenereren. Het gemiddelde energieverbruik voor het afvangen van CO2 bedroeg 3,1 MJ/kg. Het Canadian International Carbon Capture Experimental Centre gebruikte een gemengde MEA/MDEA-oplossing om het UR-project te verbeteren, waardoor het energieverbruik aanzienlijk werd verminderd. Het Tarong-proefproject in Queensland, Australië, maakte gebruik van tussentijdse koeling in de absorptietoren. Uit daadwerkelijke tests bleek dat de warmtebelasting van de reboiler met 10% was verminderd. Het UNO MK3-proefproject bij de Hazelwood Power Station in Australië gebruikte kaliumcarbonaat als absorbeermiddel. Na gebruik van een diffusiepromotor kan het energieverbruik voor regeneratie worden teruggebracht tot 2-3 MJ/kg CO2.