Pressure Swing Adsorption CO2 Capture -teknologian tutkimuksen edistyminen

Painevaihtelu-adsorptio-CO2-sieppausteknologian tutkimuksen edistyminen

Viime vuosina kysymys CO2-päästöistä on herättänyt ihmisten huomion. Suuret hiilidioksidipäästöt ovat merkittävä kasvihuonekaasu, ja ne ovat nostaneet maapallon lämpötiloja ja vaikuttavat valtavasti maailman ilmastoon. Koska fossiilinen energia on edelleen tärkein käytetty energialähde maailmanlaajuisesti, hiilidioksidipäästöt ovat valtavat. Ilmastonmuutokseen vastaamiseksi ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi maat ovat ottaneet käyttöön asiaankuuluvia politiikkoja, kuten hiiliveroja ja vihreän energian tukia päästöjen hallitsemiseksi. Hiilen talteenotto-, hyödyntämis- ja varastointiteknologiaa (CCUS) on ehdotettu tehokkaaksi hiilidioksidin vähentämisteknologiaksi. CCUS on jaettu pääasiassa kolmeen osaan: talteenotto, kuljetus, varastointi tai hyödyntäminen. Hiilidioksidi rikastetaan ensin pienipitoisista päästölähteistä ja kuljetetaan sitten varastopaikalle varastointia varten tai lähetetään hyötykäyttötehtaalle prosessoitavaksi ja käytettäväksi putkikuljetusten kautta. Talteenottoprosessi on tärkein energiankulutuksen lähde CCUS-teknologiassa. Tärkeimmät kiinteät päästölähteet ovat hiilivoima, teräs, sementti, öljynjalostus ja petrokemian tuotanto. Niistä petrokemian teollisuuden päästöillä on muihin teollisuudenaloihin verrattuna korkea CO2-pitoisuus ja keskittyneet päästöt. Siksi sen CO2-päästöjen hiilidioksidin talteenotto on suositeltava valinta.

Tällä hetkellä hiilidioksidin talteenottotekniikka sisältää pääasiassa absorptiomenetelmän, adsorptiomenetelmän, kalvoerotusmenetelmän ja matalan lämpötilan erotusmenetelmän. Absorptiomenetelmä ja adsorptiomenetelmä ovat taloudellisesti kannattavampia savukaasujen CO2:n talteenotossa. Liuottimen absorptiomenetelmä on yleisimmin käytetty. Tällä hetkellä absorptiomenetelmään perustuva CO2-erotusteknologia on suhteellisen kypsä ja sitä on käytetty laajasti kaupallisesti. Sillä on vahva selektiivisyys, korkea tuotekaasun puhtaus ja vähäiset investoinnit teknologiaan ja laitteisiin. Kemiallista absorptiotekniikkaa on käytetty laajasti kotimaassa ja ulkomailla. Kuori
Kanadalainen Cansolv perusti kaupallisen CO2-polton jälkeisen talteenottoprojektin 2013-Boundary Dam Projectissa, jossa käytetään erityistä Cansolv DC-103 -absorbenttia hiilivoimaloiden savukaasujen hiilidioksidin talteenottamiseen.

Hankkeella voidaan ottaa talteen 170 tonnia hiilidioksidia vuorokaudessa varsinaisessa käytössä, jolloin savukaasujen keskimääräinen CO2-pitoisuus on 9,1 VOL %, talteenottoaste noin 91 % ja keskimääräinen talteenottoenergian kulutus 2,33 MJ/kg. CO2 SEPPL -pilottiprojekti Itävallassa rakensi Dürnrohrin voimalaitoksen, joka käytti absorptiomenetelmää savukaasujen hiilidioksidin talteenottamiseksi ja käytti höyryä lämmittämään keittimen lämmön tuottamiseksi absorboivan aineen regeneroimiseksi. Keskimääräinen hiilidioksidin talteenottoenergiankulutus oli 3,1 MJ/kg. Canadian International Carbon Capture Experimental Center käytti sekoitettua MEA/MDEA-ratkaisua parantaakseen UR-projektia, mikä vähentää merkittävästi energiankulutusta. Tarong-pilottiprojekti Queenslandissa, Australiassa, käytti välijäähdytystä absorptiotornin sisällä. Todellisissa testeissä havaittiin, että keittimen lämpökuorma pieneni 10 %. UNO MK3 -pilottiprojektissa Hazelwoodin voimalaitoksella Australiassa käytettiin kaliumkarbonaattia imuaineena. Diffuusiopromoottorin käytön jälkeen sen regenerointienergian kulutus voidaan vähentää arvoon 2-3 MJ/kg CO2.