Ccus Carbon catch Integrated Tower unité production de pièces internes

Méthode d'absorption chimique

• Équipement et processus: les fumées sont d'abord désulfurées, dénitrifiées, introduites par le ventilateur d'aspiration du fond de la colonne d'absorption, le liquide absorbant est pulvérisé du Haut de la colonne d'absorption vers le bas, les fumées et le liquide absorbant réagissent au contact de la colonne, le liquide absorbant absorbe le co₂ des fumées en liquide riche. Le liquide riche est pompé par le liquide riche à la colonne de désorption, le rebouilleur chauffe le liquide riche à 100 ℃ - 120 ℃, la décomposition du liquide riche libère du co₂, réalise la séparation et la récupération du co₂, le liquide absorbant est recyclé pour la régénération.
• Tour d'absorption: est l'un des équipements de base de la méthode d'absorption chimique, fournissant un espace de transfert de masse de contact suffisant pour les deux phases gaz - liquide, de sorte que l'absorbant peut absorber efficacement le co₂ des fumées. La structure et les conditions de fonctionnement de la tour d'absorption, telles que le diamètre de la tour, la hauteur de la tour, le type de remplissage ou de plaque, etc., peuvent affecter l'efficacité d'absorption et la perte de charge. On choisit généralement des liquides absorbants chimiques basiques tels que les alcoolamines, la potasse et l'ammoniaque, etc.
• Tour de résolution: aussi appelée colonne de régénération, son rôle est de décomposer le co₂ dans le liquide riche pour permettre la régénération et le recyclage de l'absorbant. Les conditions telles que la température, la pression et le rapport gaz / liquide à l'intérieur de la tour d'analyse ont un impact important sur l'efficacité de l'analyse et la consommation d'énergie.

Méthode d'absorption physique

• Principes et processus: le co₂ du gaz acide est absorbé par un solvant organique sous pression, la régénération du solvant est alors réalisée par abaissement de pression, l'énergie de régénération requise étant relativement faible. Son processus est similaire à celui de la méthode d'absorption chimique, c'est - à - dire que l'absorption est effectuée d'abord dans la colonne d'absorption, puis dans la colonne d'analyse, mais les absorbants utilisés et les conditions opératoires diffèrent.
• Tour d'absorption et de résolution: les colonnes d'absorption et de résolution de la méthode d'absorption physique sont similaires à celles de la méthode d'absorption chimique, mais leurs processus d'absorption et de résolution sont principalement basés sur des actions physiques plutôt que sur des réactions chimiques. La solubilité du co₂ par l'absorbant physique varie beaucoup avec la variation de la pression, de sorte qu'une pression plus élevée est nécessaire à l'intérieur de la colonne d'absorption pour augmenter la solubilité du co₂, tandis qu'à l'intérieur de la colonne de résolution, le co₂ est libéré de la solution par abaissement de la pression.- Oui.

Méthode d'adsorption

• Processus: la méthode d'adsorption utilise généralement un adsorbant solide pour adsorber le co₂. Le gaz contenant du co₂ traverse la colonne d'adsorption, le co₂ est adsorbé par l'adsorbant et le gaz épuré est évacué. Après la saturation de l'adsorption de l'adsorbant, la capacité d'adsorption de l'adsorbant est restaurée par des méthodes telles que la décompression, le chauffage ou le déplacement du co₂, et le co₂ adsorbé peut être comprimé, stocké ou utilisé davantage.
• Tour d'adsorption: est un équipement clé de la méthode d'adsorption, dont la structure et les conditions de fonctionnement ont un impact important sur l'effet d'adsorption et la durée de vie de l'adsorbant. La Tour d'adsorption contient un adsorbant solide, les adsorbants courants sont le charbon actif, le tamis moléculaire, les fibres de charbon actif, etc.

Méthode de séparation par membrane

• Processus: le co₂ est séparé des autres gaz par l'action de perméation sélective de la membrane en utilisant les différences de solubilité et de vitesse de diffusion des différents composants gazeux dans la membrane. Le gaz mélangé traverse la colonne de séparation membranaire sous une certaine pression, le co₂ traverse préférentiellement la membrane et s'enrichit du côté perméable de la membrane, tandis que les autres gaz sont piégés du côté non perméable de la membrane, réalisant ainsi la séparation.
• Tour de séparation membranaire: est l'équipement de base du processus de séparation de membrane, sa structure interne et la performance de la membrane ont un impact important sur l'effet de séparation et la stabilité. Les paramètres tels que la pression de fonctionnement, la température et le débit de gaz de la colonne de séparation membranaire doivent être optimisés en fonction des matériaux membranaires spécifiques et des exigences de séparation.

②CCUS (Capture, utilisation et stockage du carbone)Le captage, l'utilisation et la séquestration du carbone, une innovation technologique clé pour lutter contre le changement climatique mondial et réduire les émissions de gaz à effet de serre, sont détaillés ci - dessous:

Principes fondamentaux

Processus de travail

• Piégeage du carbone: C'est le lien principal du ccus, avec les trois principales approches techniques suivantes:
• Piégeage après combustion: séparation du dioxyde de carbone des fumées produites après la combustion de combustibles fossiles par des moyens tels que la méthode d'absorption chimique, cette méthode est techniquement mature et peut être adaptée à une grande variété d'appareils de combustion, mais consomme une certaine énergie et réduit l'efficacité de la production d'électricité.
• Capture avant combustion: gazéifier d'abord les combustibles fossiles, en les convertissant en gaz de synthèse riche en dioxyde de carbone et en hydrogène, puis en piégeant le dioxyde de carbone par des étapes telles que la réaction de transformation et la séparation cryogénique, avec l'avantage d'une forte concentration en dioxyde de carbone et d'une séparation facile, mais avec des exigences élevées en équipement et un coût d'investissement élevé.
• Combustion riche en oxygène: combustion de carburant dans un environnement riche en oxygène, de sorte que les produits de combustion sont principalement du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau, après condensation de l'eau peut obtenir une forte concentration de dioxyde de carbone, mais nécessite un système de préparation d'oxygène supplémentaire, la consommation d'énergie est plus élevée.
• Transport du carbone: après le traitement du CO2 capté par compression, liquéfaction, etc., choisissez un mode de transport approprié, tel que le transport par pipeline, le transport par bateau, le transport ferroviaire ou le transport routier, etc., où le transport par Pipeline est actuellement le moyen le plus rentable et techniquement mature, tandis que le transport par bateau est adapté au transport de CO2 sur de longues distances et de grands volumes.
• Utilisation et séquestration du carbone: est le lien central du ccus, comme suit:
• Stockage géologique: injecter du CO2 dans des formations géologiques telles que des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés, des couches profondes de saumure, des mines de charbon non exploitables, etc., réaliser la séquestration à long terme par des mécanismes tels que la séquestration tectonique, la séquestration hydrodynamique, etc., où le potentiel de séquestration des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés est élevé et la sécurité est élevée, les couches profondes de saumure sont largement réparties mais existent dans la vérification de la sécurité à long terme et d'autres défis, les mines de charbon non exploitables peuvent réaliser simultanément la séquestration du CO2 et la réduction des émissions de gaz.
• Récupération intensive d'huile: injection de dioxyde de carbone dans des réservoirs partiellement épuisés, réduction de la densité du pétrole brut, augmentation de la pression dans les réservoirs, augmentation de la liquidité du pétrole brut, réalisation d'une extraction supplémentaire de pétrole brut, environ 80% du CO2 capté est actuellement utilisé pour une récupération intensive du pétrole, mais son effet est fortement influencé par les conditions du réservoir et présente certains risques environnementaux.
• Utilisation industrielle: le dioxyde de carbone peut être utilisé dans la production industrielle, comme la production d'engrais chimiques, de boissons gazeuses, de plastiques, etc. dans certains cas, il peut également être utilisé comme matière première chimique pour la production de méthanol, de gaz de synthèse, etc. pour obtenir une fixation partielle du dioxyde de carbone, mais L'utilisation actuelle est relativement faible.
• CO2 de qualité alimentaire: après traitement pour purifier le dioxyde de carbone peut être utilisé comme réfrigérant, agent de conservation de la fraîcheur, etc. dans l'industrie alimentaire, comme la carbonatation des boissons, la réfrigération et le transport des aliments, etc., ses exigences de pureté sont élevées, généralement plus de 99,9%.

Avantages techniques

• Réduction des émissions de carbone: capable de réduire efficacement les émissions directes de CO2 dans les processus de production industrielle, il est important pour les industries difficiles à réduire telles que l'acier, le ciment et d'autres pour atteindre une décarbonisation profonde, contribuant à atteindre les objectifs climatiques mondiaux.
• Créer des avantages économiquesL'intensification de l'extraction du pétrole et d'autres modes d'utilisation peut améliorer la récupération du pétrole, augmenter la production de pétrole et générer des gains économiques, tandis que l'utilisation du dioxyde de carbone dans des domaines tels que l'industrie et l'alimentation peut également créer une certaine valeur économique.
• Garantir la sécurité énergétique: grâce à la technologie ccus, l’industrie traditionnelle des énergies fossiles peut continuer à jouer un rôle dans la transition à faible émission de carbone, garantissant la stabilité et la sécurité de l’approvisionnement énergétique et offrant un temps de transition pour les applications à grande échelle des énergies renouvelables.
• Améliorer l'efficacité de l'utilisation des ressources: la transition du CO2 des gaz d’échappement aux ressources est réalisée, l’efficacité de l’utilisation des ressources est améliorée, le développement de l’économie circulaire est encouragé et la dépendance aux ressources naturelles est réduite.

Face aux défis

• Maturité technique: Bien que certaines technologies ccus aient progressé, des difficultés techniques telles que la complexité et le coût élevé des techniques de piégeage avant combustion, la préparation de l'oxygène pour les techniques de combustion enrichie en oxygène, etc., limitent leur déploiement à grande échelle.
• La question des coûts: le coût élevé des investissements dans les projets ccus, y compris les coûts d'acquisition, de construction et d'exploitation de l'équipement, entre autres, et les coûts d'exploitation ne doivent pas être sous - estimés, tels que les coûts de consommation d'énergie dans le processus de captage du carbone, les coûts d'entretien pour Le transport et la séquestration, entre autres, augmentent le fardeau économique des entreprises.
• Perception et acceptation du public: le public a des doutes quant à la sécurité et à l'impact environnemental de la technologie ccus, s'inquiète des risques tels que les fuites de CO2, affecte le choix du site et l'avancement du projet, doit renforcer le plaidoyer scientifique et populaire et améliorer la perception et l'acceptation du public.
• Politique Règlement et système de normes: À l'heure actuelle, le système de politiques, de règlements et de normes de l'industrie ccus n'est pas parfait, et l'absence de spécifications claires en matière d'approbation de projet, de protection de l'environnement, de gestion de la sécurité, etc., affecte le développement sain de l'industrie.
• Sélection du site et surveillance: la séquestration géologique nécessite des formations géologiques appropriées, le choix des sites est difficile et nécessite une surveillance à long terme de la migration du CO2 et des risques potentiels de fuite, et les défis en termes de techniques de surveillance et de coûts ne peuvent être ignorés.

État des applications

En 2024, plusieurs programmes ccus sont opérationnels dans le monde entier, répartis dans différents pays et régions. Les projets ccus aux États - Unis sont plus nombreux et largement utilisés dans l'extraction intensive de pétrole, avec plus de 8 000 km.