습식 CO2 포집 방식: 제품은? 

사람들이 습식법에 대해 이야기할 때 많은 사람들은 즉시 아민 스크러버를 떠올립니다. 그러나 이는 빙산의 일각에 불과하며 종종 혼란을 야기하기도 합니다. 우리는 흡수 과정 자체뿐만 아니라 입구의 가스 구성부터 판매 또는 폐기할 수 있는 최종 제품까지 전체 체인에 대해 이야기하고 있습니다. 그리고 이것이 재미가 시작되는 곳이며 종종 가장 문제가 되는 곳이기도 합니다.

제품 뒤에 무엇이 있습니까? CO2뿐만 아니라

물론 첫 번째이자 확실한 생성물은 농축된 이산화탄소입니다. 그러나 그 순수성은 다른 이야기입니다. 화력 발전소의 배가스에 대해 이야기하고 있다면 일반적인 후습식 포집 방식MEA(모노에탄올아민)를 사용하면 예비 정제가 불완전한 경우 미량의 아민 자체, 황 및 질소 산화물과 함께 수증기로 포화된 스트림을 얻습니다. 이 CO2는 베이킹 소다나 드라이아이스를 만드는데 적합하지 않습니다. 추가적인, 종종 매우 에너지 집약적인 청소 및 건조가 필요합니다. 따라서 이 단계의 제품은 반제품에 가깝습니다.

흡수체 자체는 어떻습니까? 폐수는 단지 더러운 물이 아닙니다. 흡수-탈착 주기 후에 아민, 카르밤산 염 및 고체 입자의 열 및 산화 분해 생성물이 축적됩니다. 그 재생은 저하에 대한 끊임없는 투쟁입니다. 우리는 한때 여과 및 용액 정화 시스템을 절약하려고 노력했습니다. 그 결과 6개월 동안 비가역적 반응으로 인해 활성 MEA의 약 15%가 손실되었으며 열 교환기의 부식이 크게 증가했습니다. 긴급하게 추가 정류 단계를 설치해야 했습니다. 따라서 이 재생 폐기물은 공정의 부산물 중 하나로 간주될 수 있으며, 이 역시 어떻게든 처리해야 합니다.

세 번째 측면은 따뜻함입니다. 풍부한 용액 자체에서 CO2를 탈착하는 과정에는 상당한 열, 일반적으로 증기가 필요합니다. 여기의 제품은 낮은 등급의 열로 간주될 수 있으며 이는 종종 단순히 소멸됩니다. 중국의 한 시설에서는 이를 인근 작업장의 난방 시스템에 통합하려고 시도했지만 파이프라인 길이로 인해 비용이 많이 드는 것으로 나타났습니다. 이 열을 활용하는 문제는 공정의 전반적인 경제성을 개선하기 위한 끊임없는 골칫거리입니다.

탄산염, 중탄산염 및 기타 광물화

이 방향은 견고하게 들리기 때문에 많은 사람들의 관심을 끌고 있습니다. 즉, CO2를 견고한 제품으로 결합시키는 것입니다. 실제로 모든 것은 원자재와 에너지로 귀결됩니다. 고전적인 방법은 Solvay 방법을 사용하여 소다회(Na2CO3)를 생산하는 것입니다. 그들은 CO2를 사용하지만 그 과정은 저렴하지 않습니다. 보다 현대적인 변형은 중탄산나트륨의 생산 또는 탄산칼슘의 침전입니다.

우리는 결합을 시도한 파일럿 프로젝트에 참여했습니다.습식 포획침강성 탄산칼슘(PCC)을 생산합니다. 아이디어는 정제된 CO2를 수산화칼슘 슬러리가 들어 있는 반응기에 공급하는 것이었습니다. 기술적으로는 효과가 있었지만 경제 상황이 나를 죽이고 있었습니다. 종이나 플라스틱 산업에 필요한 순도와 섬도의 PCC를 얻으려면 석회(CaO)의 품질이 매우 높아야 합니다. 석회유를 준비하고 제품을 필터링하는 비용으로 인해 PCC 판매의 잠재적 이점이 모두 사라졌습니다. 이 프로젝트는 근처에서 값싸고 고품질의 칼슘 공급원을 찾는 문제로 인해 중단되었습니다.

마그네슘 시멘트를 생산하거나 알칼리성 폐기물을 중화하는 옵션도 있습니다. 그러나 이는 일반적으로 특정 생산과 관련된 틈새 솔루션입니다. 여기에는 범용 제품이 없습니다. 각 사례에는 별도의 기술 감사가 필요합니다. 즉, 가스 종류, 불순물, 탄산염의 최종 시장은 무엇입니까?

실제 프로젝트 경험: 파일럿부터 하드웨어까지

구현은 항상 타협입니다. 한 화학공장의 시스템 현대화 프로젝트가 기억납니다. 거기에는 요소를 만들기 위해 전환 가스에서 CO2를 포집하는 오래된 스크러버가 있었습니다. 효율성을 높이는 것이 목표였습니다. 흡수재 패킹을 교체하는 것 외에도 린 솔루션과 리치 솔루션 사이에서 열을 회수하기 위한 다단식 열교환기를 설치한 것이 주요 변경 사항이었습니다. 이를 통해 재생을 위한 에너지 비용이 거의 20% 감소했습니다. 하지만 이 이야기의 산물은 합성을 위한 더 저렴한 CO2뿐 아니라 새로운 열교환기를 별도의 장소로 옮겨야 했기 때문에 파이프 교체를 위한 물류 거리도 수 킬로미터에 달했습니다.

또 다른 사건은 회사와 관련이 있습니다.청두 Yizhi 기술 유한 회사. 그들은 야금 공장 중 하나에 가스 정화용 장비를 공급하기 위해 협력하여 설계 연구소 역할을 했습니다. 문서와 협상에 따르면 그들의 접근 방식은 항상 매우 현실적이었습니다. 초신기술을 추구하는 것이 아니라 입증된 계획을 적용하는 것입니다.습식 포획압력, 가스 조성, 요구되는 순도 등 고객의 특정 조건에 맞춰 조정됩니다. 웹사이트에서yzkjhx.ru설계부터 설치까지 전체 사이클 엔지니어링에 중점을 두고 있음을 알 수 있습니다. 우리 지역에서는 아름다운 실험실 설정과 작업 현장에서 작업하는 것이 두 가지 큰 차이점이기 때문에 이것은 가치가 있습니다. 탄탄한 등록 자본을 보유한 Huaxi Technology의 자회사로서의 경험은 가스 분리 및 정화 부문에 대한 그들의 의도가 진지함을 나타냅니다.

실패 중에는 MEA를 흡수제로 사용하려는 시도가 없었지만 한 독일 공급업체의 부식 억제제 첨가제와 아민의 혼합물을 사용하려는 시도가 있었습니다. 이론적으로는 재생을 위한 에너지 소비가 적고 분해도 적습니다. 실제로, 탈착기의 온도가 변동하고, 침전되고, 노즐이 막힐 때 첨가제는 제대로 작동하지 않았습니다. 매개변수를 더욱 세심하게 제어하면서 고전적인 방식으로 돌아가야 했습니다. 결론: 모든 새로운 시약은 한 달이 아니라 적어도 스트레스가 많은 상황이 발생할 수 있는 전체 생산 주기 동안 파일럿 테스트를 거쳐야 합니다.

경제와 미래: 시장은 어디로 향하고 있는가?

이제 추세는 단지 잡는 것이 아니라 적용을 찾는 것입니다. CCS(포집 및 저장)는 물류와 지질학으로 귀결됩니다. CCU(캡처 및 사용) - 수익성 향상. 제 생각에는 가장 유망한 제품은 메탄올이나 합성 연료입니다. 하지만 여기서습식법- 첫 번째 단계입니다. 우리는 또한 수소(가급적 녹색)와 촉매 합성이 필요합니다. 기술 체인이 길어지고 자본 비용이 상승하고 있습니다.

따라서 가까운 장래에 주요 제품은 1) 식품 산업 및 용접(가격이 높은 곳)을 위한 상업용 CO2, 2) 석유 저장소(EOR)에 주입하기 위한 CO2로 유지되며, 이는 지금까지 특정 지역에서 최소한 어느 정도 경제성을 제공하고, 3) 기성 인프라가 있는 화학 합성(동일한 요소 생산에서와 같이)에 사용됩니다.

폐기물을 기반으로 한 해수나 알칼리 용액을 활용한 기술 개발이 흥미롭다. 그러나 이는 여전히 매우 비싸거나 위치에 묶여 있습니다(예: 시멘트 공장 및 바다 옆). 보편적인 해결책은 없으며 아마 앞으로도 없을 것입니다.

최종 생각: 제품으로서의 프로세스

결과적으로 "제품?"이라는 질문에 답하면 현대의 주요 제품이 다음과 같다는 결론에 도달합니다.습식 CO2 포집 방식실체는 아니지만 특정 기업의 요구에 맞는 서비스 또는 기술 프로세스입니다. 신뢰성, 운영 비용 예측 가능성, 낭비 최소화 등이 바로 판매되는 것입니다. 그리고 이 과정의 틀 내에서 정제된 가스, 열, 때로는 탄산염과 같은 동일한 상품 흐름이 탄생합니다.

기술 선택은 항상 CAPEX와 OPEX, 제품 순도와 에너지 소비 간의 균형을 찾는 것입니다. 그리고 여기서 언급된 Chengdu Yizhi Technology Co.와 같은 회사가 수행하는 것과 동일한 심층 엔지니어링 없이는 할 수 없습니다. 그들의 역할은 이론적 개념을 실제 파이프라인, 탱크 및 제어 시스템으로 바꾸는 것입니다. 이 단계가 없으면 습식 포집 제품에 대한 모든 논의는 학문적 논의로 남을 것입니다.

요약하자면, 그렇습니다. 제품이 있고 그 범위는 생각보다 넓습니다. 그러나 스크러버를 설치한다고 해서 자동으로 그런 결과가 나오는 것은 아닙니다. 이는 화학, 열공학, 경제학이 함께 어우러지는 복잡한 작업입니다. 그리고 성공은 실험실이 아니라 산업 현장, 현실과의 일상적인 투쟁에서 결정됩니다.