Producción de piezas internas de la unidad de Torre integrada de captura de carbono ccus

Método de absorción química

• Equipos y procesos: el gas de combustión pasa primero por la desulfuración y desnitrificación, entra por el ventilador de inducción desde el Fondo de la torre de absorción, el líquido absorbente Se pulveriza desde la parte superior de la torre de absorción, el gas de combustión y el líquido absorbente entran en contacto y reaccionan en la torre, y el líquido absorbente absorbe el CO2 en El gas de combustión y se convierte en líquido rico. El líquido Rico se bombea a la torre de desorción a través del líquido rico, y el líquido Rico se calienta a 100 ℃ - 120 ℃ por un rebiler. el líquido Rico se descompone para liberar co2, logrando la separación y recuperación de co2, mientras que el líquido absorbente circula y se regenera.
• Torre de absorción: es uno de los equipos centrales del método de absorción química, que proporciona un espacio adecuado para la transferencia de masa de contacto entre gas y líquido, para que el absorbedor pueda absorber eficazmente el CO2 en el gas de combustión. La estructura y las condiciones de funcionamiento de la torre de absorción, como el diámetro de la torre, la altura de la torre, el tipo de relleno o placa de la torre, etc., pueden afectar la eficiencia de absorción y la caída de presión. Por lo general, se seleccionan líquidos absorbentes químicos alcalinos, como alcolaminas, potasas y amoníaco.
• Torre de análisis: también conocido como torre de regeneración, su función es analizar el CO2 en el líquido rico para que el absorbente pueda regenerarse y reciclarse. Las condiciones de temperatura, presión y relación Gas - líquido en la torre de análisis tienen un impacto importante en el efecto de análisis y el consumo de energía.

Método de absorción física

• Principios y procesos: absorción de CO2 en gas ácido con disolvente orgánico en condiciones de presión, mientras que la regeneración del disolvente se logra mediante presión arterial baja, lo que requiere relativamente poca energía de regeneración. Su proceso es similar al método de absorción química, que también se absorbe primero en la torre de absorción y luego en la torre de análisis, pero el absorbente utilizado y las condiciones de funcionamiento son diferentes.
• Torre de absorción y torre de análisis: las torres de absorción y análisis en el método de absorción física son similares a las del método de absorción química, pero sus procesos de absorción y análisis se basan principalmente en acciones físicas en lugar de reacciones químicas. La disolución del absorbedor físico del CO2 varía mucho con la presión, por lo que se necesita una mayor presión en la torre de absorción para aumentar la disolución del co2, mientras que en la torre de análisis se libera el CO2 de la solución mediante la presión arterial..

Método de adsorción

• proceso: el método de adsorción generalmente utiliza adsorbentes sólidos para absorber Co 2. El gas que contiene CO2 pasa por la torre de adsorción, y el CO2 es adsorbido por el adsorbente, y el gas purificado se descarga. Después de la saturación de adsorción del adsorbente, el CO2 se desordena a través de métodos de descompresión, calentamiento o reemplazo, recuperando la capacidad de adsorción del adsorbente, y el CO2 desordenado se puede comprimir, almacenar o utilizar aún más.
• Torre de adsorción: es un equipo clave para el método de adsorción, y su estructura y condiciones de funcionamiento tienen un impacto importante en el efecto de adsorción y la vida útil del adsorbente. La torre de adsorción contiene adsorbentes sólidos, los adsorbentes comunes son carbón activado, tamiz molecular, fibra de carbono activado, etc.

Método de separación de membrana

• proceso: separación de CO2 de otros gases a través de la penetración selectiva de la membrana aprovechando las diferencias en la disolución y la tasa de difusión de diferentes componentes gaseosos en la membrana. La mezcla de gas pasa por la torre de separación de membrana a cierta presión, y el CO2 tiene prioridad a través de la membrana, que se enriquece en el lado de transmisión de la membrana, mientras que otros gases se interceptan en el lado no de transmisión de la membrana, logrando así la separación.
• Torre de separación de membrana: es el equipo central del proceso de separación de membranas, y su estructura interna y el rendimiento de la membrana tienen un impacto importante en el efecto de separación y la estabilidad. Los parámetros de presión de funcionamiento, temperatura y velocidad de flujo de gas de la torre de separación de membrana deben optimizarse de acuerdo con los materiales de membrana específicos y los requisitos de separación.

②CCUS (Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono)La captura, utilización y almacenamiento de carbono es una innovación tecnológica clave para hacer frente al cambio climático global y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. a continuación se detallan:

Principios básicos

Flujo de trabajo

• Captura de carbono: Este es el eslabón principal de ccus, principalmente los siguientes tres métodos técnicos:
• Captura después de la combustión: separación del dióxido de carbono de los gases de combustión producidos después de la combustión de combustibles fósiles a través de métodos de absorción química y otros medios. este método es técnicamente maduro y se puede aplicar a una variedad de equipos de combustión, pero consume cierta energía y reduce la eficiencia de la generación de energía.
• Captura antes de la combustión: primero gasificar los combustibles fósiles y convertirlos en gas de síntesis rico en dióxido de carbono e hidrógeno, y luego capturar dióxido de carbono a través de pasos como la reacción de conversión y la separación a baja temperatura. su ventaja es que la concentración de dióxido de carbono es alta, fácil de separar, pero los requisitos para el equipo son altos y El costo de inversión es alto.
• Combustión rica en oxígeno: quemar combustible en un ambiente rico en oxígeno hace que los productos de combustión sean principalmente dióxido de carbono y vapor de agua. después de la condensación y eliminación de agua, se puede obtener una alta concentración de dióxido de carbono, pero se necesita un sistema adicional de preparación de oxígeno y el costo de consumo de energía es alto.
• Transporte de carbono: después de comprimir y licuar el dióxido de carbono capturado, elija el modo de transporte adecuado, como el transporte por tuberías, el transporte marítimo, el transporte ferroviario o el transporte por carretera, entre ellos, el transporte por tuberías es actualmente el modo más económico, eficiente y técnicamente maduro, mientras que el transporte marítimo es adecuado para el transporte de dióxido de carbono de larga distancia y gran volumen.
• Uso y almacenamiento de carbono: es el eslabón central de ccus, que es el siguiente:
• Sellado geológico: inyectar dióxido de carbono en estructuras geológicas, como depósitos de petróleo y gas agotados, capas de agua salada profunda, minas de carbón no explotables, etc., para lograr el sellado a largo plazo a través de mecanismos como el sellado estructural y el sellado hidrodinámico, entre los cuales los depósitos de petróleo y gas agotados tienen un gran potencial de sellado y alta seguridad, y las capas de agua salada profunda están ampliamente distribuidas pero almacenadas en la verificación de Seguridad a largo plazo. las minas de carbón no explotables pueden lograr el sellado de dióxido de carbono y la reducción de emisiones de gas al mismo tiempo.
• Fortalecimiento de la producción de petróleoInyección de dióxido de carbono en depósitos parcialmente agotados, reducción de la densidad de petróleo crudo, aumento de la presión de los depósitos, aumento de la liquidez del petróleo crudo y realización de la extracción adicional de petróleo crudo. actualmente, alrededor del 80% del dióxido de carbono capturado se utiliza para fortalecer la extracción de petróleo, pero su efecto se ve más afectado por Las condiciones de los depósitos y hay ciertos riesgos ambientales.
• Utilización industrial: el dióxido de carbono se puede utilizar en la producción industrial, como la producción de fertilizantes químicos, bebidas carbonatadas, plásticos, etc. en algunos casos, también se puede utilizar como materia prima química para producir metanol, gas de síntesis, etc., para lograr la fijación parcial del dióxido de carbono, pero la utilización actual es relativamente pequeña.
• Dióxido de carbono de grado alimentario: el dióxido de carbono Tratado y purificado se puede utilizar como refrigerante, conservante, etc. en la industria alimentaria, como la carbonatación de bebidas, la refrigeración y el transporte de alimentos, etc. su pureza es alta y generalmente debe alcanzar más del 99,9%.

Ventajas tecnológicas

• Reducir las emisiones de carbono: puede reducir eficazmente las emisiones directas de dióxido de carbono en el proceso de producción industrial, que es de gran importancia para las industrias difíciles de reducir las emisiones, como el acero y el cemento, para lograr una descarbonización profunda y ayudar a alcanzar los objetivos climáticos mundiales.
• Crear beneficios económicos: fortalecer la extracción de petróleo y otros métodos de utilización puede aumentar el rendimiento de la extracción de petróleo, aumentar la producción de petróleo y traer beneficios económicos, mientras que la utilización del dióxido de carbono en la industria y los alimentos también puede crear cierto valor económico.
• Garantizar la seguridad energética: a través de la tecnología ccus, la industria tradicional de la energía fósil puede seguir desempeñando un papel en la transformación con bajas emisiones de carbono, garantizar la estabilidad y seguridad del suministro de energía y proporcionar tiempo de transición para la aplicación a gran escala de las energías renovables.
• Mejorar la eficiencia del uso de los recursos: se ha logrado la transformación del dióxido de carbono de los gases residuales a los recursos, se ha mejorado la eficiencia de la utilización de los recursos, se ha promovido el desarrollo de la economía circular y se ha reducido la Dependencia de los recursos naturales.

Enfrentar desafíos

• Madurez tecnológica: aunque algunas tecnologías ccus han avanzado, todavía se enfrentan a problemas técnicos, como la complejidad y el alto costo de la tecnología de captura previa a la combustión, la preparación de oxígeno de la tecnología de combustión rica en oxígeno, etc., lo que limita su promoción a gran escala.
• Problemas de costos: los altos costos de inversión de los proyectos ccus, incluidos los costos de adquisición, construcción y operación de equipos, no deben subestimarse, como los costos de consumo de energía en el proceso de captura de carbono, los costos de mantenimiento de transporte y almacenamiento, etc., aumentan la carga económica de las empresas.
• Percepción y aceptación pública: el público tiene dudas sobre la seguridad de la tecnología ccus y el impacto ambiental, preocupado por riesgos como la fuga de dióxido de carbono, que afectan la ubicación y el avance del proyecto, y necesita fortalecer la divulgación científica y mejorar la conciencia y aceptación del público.
• Sistema de políticas, reglamentos y normas: en la actualidad, el sistema de políticas, reglamentos y normas de la industria ccus no es perfecto, y la falta de normas claras en la aprobación de proyectos, la protección del medio ambiente y la gestión de la seguridad ha afectado el desarrollo saludable de la industria.
• Selección del sitio y monitoreo: el sellado geológico requiere una estructura geológica adecuada, la ubicación es difícil y requiere un monitoreo a largo plazo de la migración de dióxido de carbono y el riesgo potencial de fuga, y los desafíos en la tecnología y el costo del monitoreo no pueden ser ignorados.

Situación actual de la aplicación

A partir de 2024, varios proyectos ccus están en funcionamiento en todo el mundo, distribuidos en diferentes países y regiones. Los Estados Unidos tienen un gran número de proyectos ccus y son ampliamente utilizados para fortalecer la producción de petróleo, con más de 8000 kilómetros.