Kimyasal Yakalama Teknolojilerine Genel Bakış

Kimyasal 1: karbon yakalama, kimyasal reaksiyonları kullanan veya stabil ürünlere dönüştürebilecek süreçlere işaret eder.Geçmiş veya metal oksit gibi fiziksel ayrımlar mevcut olsa da, CO2 azaltımı için CO2 azaltımının düşük olduğu durumlarda, CO2 azaltımının düşük olması gerekir.

Büyük Kimyasal Yakalama Teknikleri

Sıvı Şerfırları Kullanan Atıflar

En olgun ve yaygın olarak kullanılan kimyasal yakalama yöntemi, sıvı çözücüleri kullanarak absorbe edilir, özellikle de bir maden bazlı çözümler. Tipik bir post-combustion yakalama sisteminde, flue gazı, bir mayınlı bir sıvı çözücü ile temasa geçtiğinde, en yaygın monotanol moleküllerin reaksiyona tepki vermesi ve iki karbonat türü yeniden üretebilmesi için CO2 ile geri dönüştürüldüğü bir sıvı katır.

Amine scov büyük ölçekli kanıtlandı - Boundary Dam CCS tesisi Saskatchewan, Kanada, bu süreci 2014 yılından bu yana - 1 milyon ton CO2 yakalamak için kömür yakıt santralini ele almak için kullandı. Ancak, dezavantajlar, 2-4 GJ per tonne of CO2 captured), oksijen ve diğer flora gazı kirliliğini azaltmak için, ekipmanlarını azaltmak için, ve bir mayın emisyonunu azaltmak için yüksek enerji tüketimini engelledi.

Katı büyücülerin kullanımı

Katı büyücüler CO2’yi fiziksel fizor veya kimyasal kromatoksit yüzeylerde sıvı çözücüler ile elde ederek sıvı çözücülere alternatif bir alternatif sunar. Anahtar malzemeler zeolitler, metal-organik çerçeveler (MOF), amine-fonksiyonel siler ve aktif karbon. Süreç genellikle ısı salakları veya basınçlı adsorpsiyon (TSA) veya basınçlı adsorpsiyon (PSA) TSA'da, flue gazı daha düşük bir basınçta yüksek basınçta yüksek basınçta yüksek basınçta sabitlenir.

Katı büyücüler sıvı aminen üzerinde birkaç avantaj sunar: Mg2 (dobpdc) düşük kısmi basınçlarda sıvılaşarak ve yüksek seçicilik ve kapasite için moleküler düzeyde yeniden oluşturulabilir; ve daha geniş bir sıcaklık aralığına sahip olan bir mayınlar üzerinde çalışabilirler. Örneğin, Mg2 (dobpdc) olağanüstü CO2 düşük ısıtılmış ısıtılırken diğer ısıtılır.

Kimyasal Dönüşüm

Kimyasal döngü yanma (CLC), CO2'nin doğrudan yanma sürecine dahil edilmesi gereken temel bir farklı yaklaşımdır.Sürekli yakıt yerine, CLC, oksijen taşıyıcısı ile bir metal oksit kullanır ve oksijen üretmek için oksijen üretmek için daha düşük maliyetli bir durumdur (muhtemelen CO2 ve su için yakıtın CO2'ye düşürülmesi için azaltılır).

CLC, enerji yoğun bir şekilde ayrıştırılması ihtiyacını ortadan kaldırır çünkü CO2, yakıt reaktöründe doğal olarak izole edilir.O halde, NOx formasyondan kaçınır, çünkü yakıt reaktörü birkaç megawatta kadar oksijen taşıyıcıları olmadan çalışır, yüksek sıcaklıklar (örneğin, 3-800 °C), bu su geçirmez malzemeler ve ABD'nin finanse edilen enerji tesislerinin yakınındaki güçlü ulaşım ihtiyacı vardır.

Karbonasyon ve Mineralizasyon

Karbonasyon süreçleri CO2'yi sağlam karbonatlarla metal oksit veya siliklerle reaksiyon yoluyla dönüştürür. Bu, ekserin (Mg2SiO4) veya yılanin (Mg3Si2O5 (OH) olarak döndürür ve onları CO2 ile yüksek sıcaklık ve basınç altında magnezyum veya kalsiyum karbonatları oluşturmak için reaksiyon verir. Alternatif olarak, çelik çamur gibi endüstriyel atıklar veya kiln tozları yemleme olarak hizmet edebilir.

Mineralizasyon jeolojik depolamanın enjeksiyon zorluklarından kaçınır ve inşaat malzemeleri ile entegre edilebilir (örneğin, karbonCure enjekte edilen beton), hem CO2 mineralizasyon hem de daha iyileştirici güç elde etmek için gerekli olan enerji.Mevcut araştırma, 400'den fazla betonun yüksek basınç katkısını hızlandırmayı hedefliyor, ancak toplam CO2'yi karıştıran betonun yüksek oranda karbonatması için ele alınmasından daha mütevazi bir miktara sahip olmak için.

Kimyasal Yakalama Yöntemlerinin Avantajları ve Sınırları

Kimyasal yakalama yöntemleri kolektif olarak yüksek CO2 kaldırma efficiencies (genellikle% 90) endüstriyel akışlardan, CO2 konsantrasyonların düşük olduğu zaman bile kullanılabilir. Mevcut enerji santrallerine, çimento kilnlere, rafinerilere ve çelik değirmenlere geri dönebilirler, yenilenebilir enerji ölçeklerine bir köprü sağlar.

Ancak, her teknik sınırlamaları taşır. Amine scovma önemli bir enerji cezasından muzdariptir - genellikle bitki buharının buharı çıktısının% 20-30'unu azaltır, net elektrik çıktısını 15-30'u, sağlam çevresel etkiler, yüzeysel stabilite ve yatak ısı yönetimi açısından hala ölçeklendirme zorluklarını azaltır.

Enerji Cezası ve Maliyetleri

Enerji cezası, kimyasal CO2 yakalamaya en kritik ekonomik bariyerdir. Posta için amine ovuşturma, yenileme için gereken buhar, yaklaşık 8-12 puan (örneğin,% 40 ila 28-32 LHV) arasında bir enerji santralinin net verimliliğini azaltır.Bu, uluslararası enerji ajansına göre% 80 ila 120 litreye kadar yakıt tüketimine dönüşür.

Katı büyücü teknolojileri, düşük yenileme enerjisi (1.5-3 GJ/tonne) atık ısı veya düşük sıcaklık buharı kullanarak, potansiyel olarak maliyetleri azaltmak için 30-50 $ 'a kadar gider. Kimyasal döngü yanma, teorik olarak dışsal yanmaya karşılaştırılabilir net elektrik verimliliği elde edebilir ([Dönetici:0)

Mevcut Deployment and Large-Scale Projects

2024'ten fazla, 40'ın üzerinde büyük ölçekli karbon yakalama tesisi küresel olarak faaliyet göstermektedir veya inşaat altında, yılda yaklaşık 50 milyon ton CO2'yi ele alıyor - küresel emisyonların küçük bir kısmı (~37 milyar ton). çoğunluk, amines ile kimyasal absorpsiyon kullanır: Anahtar projeler şunlardır:

  • [FONT:0]Boundary Dam (Kanada): Kömür-firli güç bitkisi, amine ovma, ~1 Mt CO2/year, 2014 yılından beri faaliyet gösteren.
  • [FONT:0)Petra Nova (USA): [Dönemli bitki (şimdi ekonomi nedeniyle para kazanılmış), gelişmiş petrol kurtarması için 1,6 Mt CO2/ yıl.
  • [FONT:0]Sleipner (Norveç): [Dönetici: Doğal gaz işleme, bir mayın ovma, ~1 Mt CO2/year 1996 yılından beri aquifer'e enjekte edildi.
  • [Uygun:0)Gorgon (Australia): [DÜDÜ: Doğal gaz işleme, 4 Mt CO2/ yıla kadar, enjeksiyon zorluklarıyla karşı karşıya kaldı.
  • [FONT=0)Fortum Oslo Varme (Norveç): Atık-enerji tesisi, amine scov, ~0.4 Mt CO2/year (prodüstriyel ölçek için geliştirme altında proje).

Yeni çözücüler veya sağlam büyücüler kullanarak yapılan projeler, Hindistan'da bir çimento fabrikasına yerleştirilen bir onarım sistemidir.(PACC)) Belçika'daki tesisler, çoklu teknolojileri test eder ve ►FLT:3Carbon Clean[D][D][D][D][FONT][FONT][FONT][FONT][FONT][FONT][/FONT][/TRNT=TR][/FONT=TR][/FONT=FONT=FONT=TR][/FONT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=FONT=FONT=FONT=TR][/TR][/FONT=STRNT=S][/FONT=S))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

Innovations and Future

Yeni Yemeler ve büyücüler

Araştırma, daha düşük yenilenme ısısı ile çözücüler üzerinde hızlanıyor ve ısıtılması için sağlam ısı yükü azaltılabilir.Enzymecatalyzchange çözücüleri (örneğin CO2 hidrasyonunu biyokarbonat için hızlandıracak, hafif koşullarda çalışır ve enerji kullanımında kullanılabilir.Bu arada gelişmiş MOF ve kovalent organik çerçevelerin (COF) yüksek çözünürlükte milyonlarca karbonik anhydrase kullanarak CO2 hidrasyonunu kullanarak, yüksek çözünürlükte kullanılabilir.

Elektrokimyasal Yakalama

Radikal bir şekilde farklı bir yaklaşım CO2 ayrılıkını sürmek için elektrik akımı kullanır, ya da bir elektroliz hücresinde pH'ı modüle ederek (örneğin, PH-swing süreci) veya elektrokimyasal olarak CO2'yi ele alır ve DAC'yi alır.Eğer maliyetler 50 / 50, elektrokimyasal yakalama, elektrokimyasal yakalama ekonomisi boyunca ısı ve basınçta çalışabilir, potansiyel olarak sürekli olarak ısıtılabilir, modüler işletmeleri.

Utilization ile entegrasyon

CO2'yi tek başına depolamak yerine, birçok gelecekteki bitki doğrudan değerli ürünlere dönüştürme ile yakalayacaktır. Yüksek hacimli CO2 akışı üreten CO2 akışı, karbonatlı içecekler için veya hidrojen yoluyla sentetik yakıtlar için yemleme için iyi bir şekilde uygundur. Ancak, CO2 hacminden çok daha küçük bir miktar iklim hedeflerine ulaşmak için kaldırılmalıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Endüstriyel emisyonlardan karbondioksit yakalamanın kimyasal yöntemleri, derin dekarbonizasyon için henüz gelişen bir araçtabanı temsil ediyor. yaygın olarak kullanılan amine ovma işlemine, her teknik dengeler verimliliği, maliyet ve operasyonel karmaşıklık sağlar.Tek bir yöntem gümüş bir mermidir - cezalar, malzeme dayanıklılık ve ölçeklendirme maliyetleri kullanılabilir - endüstri maliyetlerinin düşük maliyetli, daha düşük enerji yakalamaya doğru ilerlemesine yol açıyor.