습식 CO2 제거 방법: 효과적인가요? 

특히 CO2 포집과 관련하여 습식 연도 가스 세정과 관련하여 많은 사람들은 노즐과 알칼리성 용액을 갖춘 표준 세정기의 그림을 즉시 떠올립니다. 그러나 효율성은 단순히 ?90%+의 수치가 아닙니다. 설치 여권에. 이것은 이론이 운영 실무와 종종 다른 복잡한 이야기이며, 시약 및 슬러지 처리 비용을 계산하는 운영자와 회계 부서가 주요 심사관입니다.

'고효율' 뒤에는 무엇이 숨겨져 있을까? 여권에?

기술을 제공하는 거의 모든 제조업체 또는 엔지니어링 기관은 95-99% 수준의 흡수 효율에 대한 데이터를 제공합니다. 그러나 이러한 수치는 거의 항상 이상적이고 안정적인 가스 흐름을 갖춘 실험실 조건이나 파일럿 플랜트를 나타냅니다. 실제로 대형 화력발전소나 시멘트 공장에서는 가스의 성분이 '춤추는 것'? - SO2 농도, 먼지, 온도 변화. 그리고 이것이 뉘앙스가 시작되는 곳입니다.

예를 들어, 클래식습식법스크러버의 아민 기반(MEA)은 실제로 이론에 가까운 효율성을 보여줄 수 있습니다. 그러나 깨끗하고 냉각되고 건조한 흐름에 대해서만 이야기하는 경우에만 가능합니다. 실제 불순물, 특히 산소를 추가하면 아민의 통제되지 않은 산화 및 분해가 시작됩니다. 효율성은 즉시 떨어지지 않고 점차적으로 떨어지며, 작업자는 동일한 정제 수준을 유지하기 위해 시약 소비가 증가하는 것만으로 이를 알 수 있습니다. 사고가 아니고 조용한가? 예산을 먹어치운다.

그래서 우리 연구소에 CO2 포집 프로젝트 의뢰를 했을 때 가장 먼저 묻는 질문은 “어떤 효율을 원하시나요?”가 아니라 “미량 불순물을 포함한 유입가스의 정확한 구성과 최악의 경우 구성은 무엇입니까?”입니다. 그리고 “사용된 용액이나 슬러지를 어디에 둘 것인가?”. 이러한 질문에 대한 답이 없으면 선언된 효율성은 단지 숫자에 불과합니다.

브로셔에 기재되지 않은 문제

주요 문제 중 하나는 부식입니다. 알칼리성 환경, 탄산염 또는 아민의 뜨거운 용액, 미량의 염화물 존재는 일반 탄소강을 파괴하는 이상적인 방법입니다. 프로젝트에서 우리는 6개월 동안 작동한 후 스플래시 구역의 부식 구멍으로 인해 예정에 없던 수리를 위해 스크러버를 중지해야 하는 상황에 직면했습니다. 당연히 이 순간의 효율성은 0이었습니다. 전체 프로젝트의 경제성을 극적으로 변화시키는 값비싼 합금이나 특수 코팅을 배치할 필요가 있습니다.

또 다른 골칫거리는 지속적인 퇴적물과 염전이 형성되는 것입니다. 특히 석회 슬러리를 사용할 때. 이론적으로 모든 것은 간단합니다. Ca(OH)2는 CO2와 반응하여 CaCO3를 생성합니다. 실제로 탄산칼슘은 노즐, 노즐, 열교환기 튜브에 달라붙습니다. 씻어내는 것이 도움이 되지만 중단해야 합니다. 정지가 불가능하다면? 그러면 기체와 액체의 접촉 면적이 감소하여 효율이 점차 감소합니다.

물론 에너지 비용도 발생합니다. 흡수 과정 자체는 에너지 집약적이지 않습니다. 그러나 용액에서 CO2를 탈착(재생)하려면 막대한 난방 비용이 필요합니다. 전체 운영 비용의 최대 70%까지 차지하는 경우가 많습니다. 효율 99%의 스크러버를 만드는 것이 가능하지만 화력발전소 자체에서 나오는 증기의 절반이 재생에 소비된다면 기업의 전반적인 효율성은 어느 정도라고 말할 수 있을까요? 이것은 막 다른 골목입니다.

실제 프로젝트 경험: 타협을 모색한 곳

암모니아 공장의 한 프로젝트는 전환 흐름에서 CO2를 포집하는 것이었습니다. 농도도 높았지만 온도도 높았습니다. 클래식습식법MEA를 사용하려면 가스를 깊게 냉각해야 했고, 이로 인해 냉장고에 막대한 자본 비용이 발생했습니다. 대신 그들은 뜨거운 칼륨 세척(K2CO3) 옵션을 제안하고 작업했습니다. 종이의 흡수 효율은 약 85-90%로 낮았습니다. 그러나 우리는 거대한 냉각 장치와 응축수 수집기를 피했고 더 높은 온도에서 재생이 이루어졌기 때문에 다른 공정 흐름에서 발생하는 폐열을 사용할 수 있었습니다. 공장의 경우, 이의 최종 경제적 효율성은? 덜 효율적입니까? 방법의 화학적 관점에서 볼 때 더 높은 것으로 나타났습니다.

또 다른 사례는 소규모 보일러실에서 유럽 공급업체의 개선된 아민 용액을 사용하려는 시도였습니다. 이 용액은 산화에 대한 높은 저항성을 보장했습니다. 그러나 그들은 러시아의 특성, 즉 연료의 황 함량이 더 높은 것을 고려하지 않았습니다. 이전 단계에서 완전히 포집되지 않은 미량의 SO2도 아민과 비가역적으로 결합하여 열에 안정한 염을 형성합니다. 시약은 복구할 수 없을 정도로 활성을 잃었습니다. 아쉽게도 프로젝트는 사양에 도달하지 못했습니다. 전처리 시스템을 수정해야 했고, 이는 다시 경제에 타격을 입혔습니다.

대안 및 하이브리드 솔루션

요즘에는 "건식" 방법, 멤브레인, 흡착제에 관해 많은 이야기가 있습니다. 하지만 에너지나 야금 같은 대규모 산업에서는습식법확장성과 정교함 측면에서 지금까지 타의 추종을 불허합니다. 또 다른 점은 순수한 형태가 아닌 하이브리드 회로의 일부로 점점 더 많이 사용되고 있다는 것입니다.

예를 들어 1단계는 거친 세척과 냉각을 위한 건식 또는 반건식 방식이고, 2단계는 스크러버에서의 정밀 세척이다. 또는 그 반대의 경우 먼저 습식 스크러버를 사용하여 대량의 불순물과 CO2를 제거한 다음 흡착제로 연마합니다. 이러한 설계에서는 모든 것을 동시에 수행하려는 하나의 "수퍼 스크러버"보다 전체 시스템 효율성이 더 높고 운영 비용이 더 낮을 수 있습니다.

자신의 기술을 적극적으로 홍보하는 중국 동료들은 흥미로운 경험을 갖고 있다. 예를 들어, 디자인 연구소청두 Yizhi 기술 유한 회사(Huaxi Technology에서 설립)은 산업용 솔루션에 기존 스크러버와 열 회수 시스템 및 정교한 자동화를 결합하여 부하에 따라 시약 소비를 실시간으로 최적화하는 경우가 많습니다. 웹사이트에서yzkjhx.ru이러한 복잡한 프로젝트에 대한 설명을 찾을 수 있습니다. 그들의 접근 방식은 어떤 비용을 치르더라도 최대 흡수 효율을 추구하는 것이 아니라 회수율과 전체 비용 간의 최적의 균형점을 찾는 것입니다. 좀 더 성숙하고 실용적인 룩이에요.

그렇다면 습식법이 효과적인가? 최종 고려 사항

효율성은 다면적인 개념입니다. 물질 전달을 위한 기액 접촉 기술로서 습식 CO2 제거 방법은 매우 효과적이며 수십 년 동안 입증되었습니다. 완성된 제품은 어떻게 되나요? 박스형인가요? 모든 기업을 위한 기술은 그렇지 않습니다. 이는 특정 조건에 맞게 매우 정확하게 선택하고 구성해야 하는 도구입니다.

주요 장점은 높은 단위 전력, 신뢰성(적절한 설계 및 재료 포함) 및 공정 예측 가능성입니다. 주요 단점은 부식 방지 재료에 대한 높은 자본 비용, 재생을 위한 높은 운영 비용 및 폐기물(액체 또는 슬러지) 문제입니다.

따라서 제목의 질문에 대한 대답은 다음과 같습니다. 그렇습니다. 습식 방법은 기술적으로 효과적입니다. 그러나 특정 시설에 대한 경제적 및 운영적 관점에서 이것이 효과적인지 여부는 심층적인 감사, 모델링 및 타협점을 찾는 문제입니다. 카탈로그의 기성품 그림은 여기서 작동하지 않습니다. 스크러버용 스테인레스 스틸 비용부터 탄산슬러지 제거 물류까지 전체 수명주기를 고려해야 합니다. 그러한 계산만이 진정한 효과를 보여줄 것입니다.