배가스에서 CO2를 재활용하는 저렴한 기술? 

싸다? 이산화탄소 포집과 관련하여 이 단어를 들으면 대담자가 정확히 무엇을 말하는지 즉시 확인하고 싶을 것입니다. 종종 "저렴함"에서는 낮은 자본 비용을 이해하고 운영 비용을 잊어버리거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 또는 일반적으로 상대적으로 비싼 아민 스크러버의 비용을 줄이는 것을 의미합니다. 착각 없이 이해하자.

"저렴함"은 어디에 있습니까? 한조각씩 분해해서

마케팅은 제쳐두고, 경제의 핵심은 가스 공급원입니다.연소가스화력 발전소나 시멘트 공장에서 발생하는 것은 순수한 CO2가 아닙니다. 10-25%의 이산화탄소가 있으며 나머지는 질소, 산소, 수분이며 가장 중요한 불순물은 SOx, NOx, 먼지입니다. 어떤 '저렴한' 단계의 첫 번째이자 가장 비싼 단계입니다. 기술은 사전 청소입니다. 이를 무시하면 더 이상 진행할 수 없습니다. 촉매가 중독되고 흡수제가 저하됩니다. 나는 청소 비용을 절약하려는 시도로 인해 6개월 후에 흡착제가 쓸모없는 덩어리로 변하는 설치를 본 적이 있습니다. 자본 투자가 0이되었습니다.

그래서 저렴한 가격에 대해 이야기할 때 저는 항상 “가격에는 무엇이 포함되어 있나요?”라고 묻습니다. 파일럿 프로젝트에서는 종종 흡수/흡착 단계에서만 폐기 비용을 고려하는 경우가 있습니다. “잊고 계십니까?” 결과 제품의 가스 준비, 압축, 보관 및 물류에 대해 설명합니다. 전체 체인에는 주요 비용이 발생합니다. 저비용 기술은 하나의 링크가 아닌 체인 전체에서 비용을 최소화하는 기술입니다.

또 다른 요점은 에너지 소비입니다. 아민 세정은 용액을 재생하는데 필요한 막대한 열로 인해 비용이 많이 듭니다. 그래서 "싸요?" 대안은 이 에너지를 근본적으로 줄이거나 동일한 공장에서 발생하는 폐열을 사용해야 합니다. 예를 들어, 새로운 유형의 흡수제를 재생하기 위해 저급 열을 사용하거나 압력 변동 흡착(PSA/VSA) 원리를 연구합니다. 그러나 이 역시 "탐식적"입니다. 압축을 위해.

광물화: 많은 소음과 돌 결과

만병 통치약으로 종종 제시되는 매우 세련된 트렌드입니다. 아이디어는 간단합니다. 폐기물(슬래그, 재) 또는 천연 규산염을 사용하여 CO2를 탄산염에 결합시키는 것입니다. 원자재가 주변에 있다면 실제로 이 기술을 작동하는 데 비용이 적게 들 수 있습니다. 하지만 여기서 우리는 동역학에 부딪히게 됩니다. 지질학적 탄산화의 자연적인 과정은 수천년 동안 지속됩니다. 산업 규모로 가속화하려면 높은 압력과 온도(다시 에너지!) 또는 값비싼 촉매/활성제가 필요합니다.

철강슬래그를 활용한 CO2 재활용 프로젝트에 참여했습니다. 실험실 테스트는 고무적이었습니다. 그러나 규모를 확대할 때 배치마다 슬래그 구성의 이질성, 최고의 분쇄(에너지 소비)에 대한 필요성, 그리고 가장 중요한 것은 반응기에서 가스와 고체 물질의 지속적인 접촉을 구성하는 데 어려움이 있다는 문제가 나타났습니다. 그 결과는 출력이 낮거나 거대하고 "비싼" 출력이었습니다. 원자로. 제품인 탄산염은 이론적으로 판매될 수 있지만 해당 지역의 그러한 양에 대한 시장은 환상적이었습니다. 프로젝트는 파일럿 설치 단계에서 중단되었습니다. 귀중한 경험이지만 기술적 혁신은 아닙니다.

광물화에 대한 결론: 이는 잠재적으로 저비용 처리 방법이지만 포집은 아닙니다. 근처에 CO2 발생원, 규산염 발생원, 탄산염 소비자가 있는 점 적용에 적합합니다. 화력 발전소의 일반적인 연도 가스의 경우 여전히 어렵고 항상 수익성이 있는 것은 아닙니다.

생물학적 경로: 조류 등

이것은 아마도 가장 자연스러운 것일까요? 그리고 미디어의 매력적인 방식. CO2를 사용하여 조류를 재배한 다음 이를 바이오 연료, 사료, 비료로 사용합니다. 완벽한 사이클인 것 같습니다. 현실은 더 가혹합니다. 주요 비용 항목은 생물반응기 자체가 아니라 가스 준비입니다. 조류는 불순물, 특히 황과 질소산화물에 매우 민감합니다. 바로 서빙하세요배가스-문화를 죽이는 것을 의미합니다. 화학적 방법과 거의 동일한 심층 청소가 필요합니다.

다음은 빛입니다. 높은 생산성을 위해서는 넓은 면적과 좋은 조명이 필요합니다(인공 조명은 전체 경제를 소모합니다). 온도, pH, 영양분도 제어합니다. 결과적으로 온대 기후에서 조류를 통해 1톤의 CO2를 포집하는 데 드는 비용은 엄청납니다. 경제는 최종 바이오제품(예: 의약품)의 높은 비용을 통해서만 절약될 수 있습니다. 화력 발전소의 대량 탄소 활용을 위해 이는 아직 선택 사항이 아닙니다.

식물 성장을 강화하기 위해 온실에서 CO2를 사용하는 것과 같은 보다 평범한 생물학적 방법이 있습니다. 이것은 실제로 효과가 있고 상대적으로 저렴한 방법이지만 재활용 규모는 온실 면적과 계절에 따라 제한됩니다.

막과 흡착제: 조용한 재료종

특히 비용 절감을 목표로 하는 주요 연구가 현재 진행되고 있는 곳입니다. 아이디어는 에너지 집약적인 아민 회수를 새로운 재료를 사용하여 더 쉬운 분리로 대체하는 것입니다. 세라믹 및 폴리머 멤브레인, MOF(금속-유기 프레임워크), 다공성 탄소 재료 등 목록이 많습니다.

하이브리드 시스템은 실질적인 관심을 끌고 있습니다. 예를 들어, 연도 가스에서 순수한 CO2를 분리하려고 시도하지 말고 멤브레인을 사용하여 풍부한 혼합물(예: 50-70% CO2)을 얻은 다음 고순도를 요구하지 않는 기술 공정에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 마무리 및 압축 비용이 절감됩니다. 예를 들어 나는 중국 동료들의 작업에 대해 잘 알고 있습니다.청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는https://www.yzkjhx.ru). 화시기술(Huaxi Technology)을 기반으로 설립된 설계연구소에서는 가스분리 및 자원회수 기술을 활발히 연구하고 있습니다. 그들의 포트폴리오에는 막 사전 농축이 최종 후처리 단계와 결합되어 총 에너지 이득을 얻는 솔루션이 포함되어 있습니다. 그들은 약속하지 않는다? 싸다? 마법의 단어처럼 보이지만 특정 고객의 총 소유 비용을 최적화하는 것에 대해 이야기합니다. 이것은 정직한 접근 방식입니다.

새로운 흡착제와 막의 문제는 노화와 스케일링입니다. 그램 단위의 실험실 효율성과 시간당 수천 입방미터를 처리하는 파일럿 플랜트는 매우 다른 두 가지입니다. 실제 비정제 가스 흐름에서 10,000회 흡착-탈착 주기 후에 물질이 어떻게 거동할까요? 오랜 기간의 산업 테스트를 통해서만 답을 얻을 수 있는 경우가 많습니다. 그리고 이것은 투자자에게 위험 영역입니다.

그렇다면 결론은 무엇입니까? 워크샵에서보기

보편적인? 싼? 누구에게나 기술배가스아니요, 아마 그렇지 않을 것입니다. 그것은 모두 위치에 달려 있습니다. 저렴한 솔루션은 특정 파이프에 맞게 맞춤화된 맞춤형 솔루션입니다. 재생을 위해 값싼 열을 이용할 수 있는 곳이라면 고급 유체에 대해 생각해 볼 수 있습니다. 근처 어딘가에 채석장과 쇄석 시장이 있습니다. 광물화를 고려해 볼 가치가 있습니다. 가스 파이프라인 네트워크가 있는 곳에서는 상업용 CO2 생산용 멤브레인을 고려할 수 있습니다.

제가 배운 가장 큰 실제적인 교훈은 기술을 선택하는 것부터 시작하지 말라는 것입니다. 가스에 대한 철저한 분석(여권에 따른 것이 아니라 보일러의 다양한 작동 모드에서의 실제 측정을 기반으로 함)으로 시작하고 결과적인 CO2로 무엇을 할 것인지에 대한 명확한 이해를 가지고 시작하십시오. 로컬에서 판매, 다운로드, 저장 또는 사용하시겠습니까? 경제는 이 대답에 80% 의존합니다.

그리고 한 가지 더. 종종? 싸다? 획기적인 기술이 아니라 유능한 통합에서 찾을 수 있습니다. 저등급 열 활용, 기존 인프라 활용, 다른 플랜트 프로세스와의 시너지 효과. 때로는 열 교환기의 단순한 현대화와 연소 모드의 최적화가 복잡한 포집 시스템보다 비용 루블당 배출량을 줄이는 데 더 큰 효과를 제공합니다. 그러나 어떤 이유로 그들은 이것에 대해 덜 이야기합니다.

따라서 나는 제목의 질문에 이렇게 답할 것입니다. 값싼 기술이 있지만 선반에 놓여 있지는 않습니다. 이는 엔지니어와 기술자가 특정 작업을 위해 알려진 솔루션을 결합하고 지역 조건과 종이가 아닌 실제 경제를 고려하여 만들어졌습니다. 그리고 이 과정에서 언급한 바와 같은 응용연구소의 경험이청두 Yizhi 기술 유한 회사2013년부터 운영되어 왔으며 막대한 승인 자본을 보유하고 있는 는 종종 세간의 이목을 끄는 실험실 발견보다 더 가치가 있습니다. 그들은 제품과 비용 등 결국 문제를 바라보며 이것이 바로 "저렴함"을 향한 올바른 길입니다.