Příspěvek 8 - Czech-Norway Pilot CCS Study
Transkript
Metody separace CO2 L. Veselý, P. Slouka, CTU in Prague 8.4.2015 Separace CO2 – Obecné metody • Základní druhy separace CO2 v pokročilé fázi vývoje. Účinnost separace se liší podle zvolené technologie Obvykle počítáno max. 90% záchytu CO2 Absorpční proces • Princip Absorpce Vypírání kapalným absorbentem (rozpouštědlo nebo chemický reagent) • Protiproudé uspořádání • Absorbér Sycení media CO2 • Desorpce Uvolnění CO2 Regenerace media Zdroj: http://www.co2crc.com.au/aboutccs/cap_absorption.html Fyzikální absorpce l Separace plynů pomocí jejich rozpouštění ve vhodném rozpouštědle Složka (v tomto případě CO2) nereaguje s rozpouštědlem Zachycené množství se řídí zákonem rozpustnosti plynů v kapalině (Henryho zákon) je úměrné parciálnímu tlaku složky Zvyšuje se s poklesem teploty rozpouštědla Vhodné využití pro vyšší tlaky plynu Desorpce: Ohřev rozpouštědla Snížení tlaku Chemická absorpce l Separace plynů založená na chemické reakci pracovní látky s plynem l Absorpce je exotermní reakce (uvolněné teplo je nutné odvést) Desorpce vyžaduje zvýšení teploty + dodání tepla uvolněné absorpcí Pracovní roztok: voda a pracovní sloučenina Organické: - Aminy primární sekundární terciární heterocyklické Anorganické: Amoniak Uhličitany alkalických kovů – sodný a draselný Adsorpční proces Princip Adsorpce Separovaný plyn je zadržován na povrchu pevného tělesa (adsorbentu) Požadavky na sorbent Selektivita Kapacita Životnost Dva základní typy: Fyzikální adsorpce Chemická adsorpce Zdroj: http://www.co2crc.com.au/aboutccs/cap_adsorption.html Základní typy Adsorpce Fyzikální Adsorpce: Separovaná složka je vázána pomocí fyzikálních sil (Van der Walsovými). Adsorpce v mikropórech sorbentu Adsorpce látky ve více vrstvách Malé tepelné zabarvení procesu Adsorpci obecně zlepšuje vyšší tlak a nižší teplota Desorpce: Zvýšení teploty – Temperature swing (TSA) Snížení tlaku – Pressure swing (PSA) Chemická adsorpce: Separovaná složka tvoří chemickou (kovalentní) vazbu s chemicky aktivními centry na povrchu sorbentu Adsorpce v monovrstvě (ne aktivní centra) Výrazné tepelné efekty při procesu Uvolnění reakčního tepla při adsorpci Desorpce – zvýšením teploty (dodání tepla) Membránová separace l Princip Membránová separace l Separace založena na rozdílných tlacích před a za membránou Membrána: tenká překážka, která propouští/zadržuje vybranou látku Účinnost závisí na: Materiálu Konstrukci Typy membrán: Polymerické Anorganické Smíšené matrice Zdroj: http://www.co2crc.com.au/aboutccs/cap_membranes.html Kryogenní separace • Vymražování CO2 (nízkoteplotní destilace) – závisí na jeho parciálním tlaku • Spaliny Počáteční koncentrace CO2 15 % obj. Teplota vymrzání – 99,3 °C Koncová koncentrace CO2 1 % obj. Nutná teplota -121,9 °C Vysoký objem spalin Postup náročný na spotřebu energie Plyn z IGCC Vysoký tlak plynu Vyšší koncentrace CO2 Nižší objem plynu Stačí teplota kolem -73 °C Výhoda: produkce kapalného CO2 Uvažované technologie pro separaci l Selexol l l Rectisol l l Rozpouštědlo methanol (toxický) Purisol l l Rozpouštědlo dimethylether a polyethylenglykol (toxický). Rozpouštědlo N-metyl-pyrrolidon (toxický) Karbonátová smyčka l l Tuhý sorbent (první tři průmyslově zavedené, karbonátová smyčka ve vývoji) Selexol • Provozní teplota od 0 do 5 °C provozní tlak blízko atmosférického tlaku • Dobrá Selektivita pro l sulfan (H2S) l oxidu uhličitého (CO2) l Vyšší pro H2S • Rozpouštědlo toxické • Na obrázku: l Technologie selexolu = dual-stage http://www.netl.doe.gov/research/Coal/energysystems/gasification/gasifipedia/selexol Rectisol Provoz při teplotách pod bodem mrazu Provozní teplota od -10 do -70 °C, provozní tlak nad 2 MPa Vysoká tepelná a chemická stabilita rozpouštědla Umožňuje odstraňování nečistot: Uhlovodíky Amoniak Kyanovodík COS Selektivně H2S Selektivně CO2 Vysoký tlak methanolu způsobuje ztráty methanolu do plynu. Rozpouštědlo toxické Na obrázku: l Schéma technologie pro produkci čistého CO2 a H2S / COS v oddělených frakcí http://www.netl.doe.gov/research/coal/energysystems/gasification/gasifipedia/rectisol Purisol Provozní parametry Provozní teplota od -40 do 40 °C, provozní tlak nad 2 MPa. Slouží pro odstranění H2S, CO2, H2O, RSH, uhlovodíků a elastomerů Vysoká selektivita pro H2S a CO2 Vysoká tepelná a chemická stabilita rozpouštědla Nutné sušení plynu před vstupem do technologie Zdroj: https://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=525 59 Karbonátová smyčka Chemický záchyt CO2 při teplotě 600 až 700 °C. Regenerace je prováděná při teplotách nad 850 °C. Využívá se dvojitý reaktor s cirkulačním fluidním ložem (CFB). Sorbent Vápenec Dolomit Alternativní Zdroj: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/204154/204154.pdf Separace CO2 pro IGCC Děkuji za pozornost
Podobné dokumenty
Vše o káveˇ
aroma. Arabové také začali kávu ve skromném množství vyvážet. Aby si zachovali pozici jediného pěstitele kávy, záměrně znehodnocovali kávová semena varem, aby nemohlo dojít k vypěstování keřů kávov...
VíceZDE
1.2 Vývoj produkce oxidu uhličitého v České republice……..………………….....…str. 9 1.3 Energetika ČR – stacionární zdroje …………………………………………..…str. 11 1.4 Energetika- mobilní zdroje………………………………………….………...…...
Více1 899 Kč / 2 ks 2 199 Kč 2 599 Kč 1 799 Kč
Velmi pohodlné, silně polstrované lehátko s pomocnou sedmou nohou v jeho spodní části. Tato noha podstatně zvyšuje stabilitu lehátka a nedochází tak k jeho převrácení, pokud se posadíte na část urč...
VíceLETAK A4_Betony.indd
zařízení do PC a jeho následnou analýzu: měření délek, ploch, úhlů, podílů fází, počítání částic, atd. LUCIA Concrete je aplikace pro stanovení pórovitosti betonu určená především do laboratoří pra...
Vícereologické vlivy vzniku poruch stavebních konstrukcí
V důsledku dlouhodobého napětí betonu se zvyšuje tlak vody v mikropórech gelu, která je tak vytlačována do kapilár a pórů, odkud se vypařuje. Tento jev se označuje jako dotvarování. Současně však v...
VícePředpovídání budoucnosti v ČR – elektřina
dnešních znalostí (vazby, technologie) Limit toho, co lze dobře modelovat se „současnou“ znalostí nová úroveň ekonomiky – využívá nové vazby, technologie, ... zelené technologie jsou moc drahé…
VíceBezpečnostní list
[email protected] · Nouzové telefonní číslo: Germany: Giftnotruf Berlin, Tel. +49 (0)30 / 19240 International: INFOTRAC, Tel. +1 352 323 3500 v CR: +420 224 919 293, 224 915 402 (Toxikologicke infor...
Více