Tehnologii de captare a CO2 post-combustie
Tehnologiile de captare a CO2 post-combustie se concentrează pe eliminarea CO2 din gazele de ardere după procesul de combustie. Aceste metode sunt deosebit de valoroase pentru modernizarea centralelor electrice și a instalațiilor industriale existente, cum ar fi fabricile de ciment sau var.
Iată principalele tehnologii și caracteristicile acestora:
Curățarea cu solvenți
Curățarea cu solvenți este cea mai matură și utilizată tehnologie de captare a CO2 post-combustie. Aceasta utilizează de obicei solvenți pe bază de amine pentru a absorbi CO2 din gazele de ardere.
Caracteristici cheie:
- Poate atinge rate mari de captare a CO2 (până la 90%)
- Potrivită pentru modernizarea instalațiilor existente
- Studii extinse și disponibilă comercial
Provocări:
- Cerințe mari de energie pentru regenerarea solvenților
- Potențial de degradare a solvenților și coroziunea echipamentelor
- Probleme de mediu legate de emisiile de amine
Dezvoltări emergente:
- Solvenți avansați cu necesități mai mici de energie pentru regenerare
- Optimizări ale procesului pentru a reduce penalizările energetice
- Designuri noi de contactori pentru transfer de masă îmbunătățit
Sorbenți solizi
Sorbenții solizi oferă o alternativă la solvenții lichizi, folosind materiale poroase pentru a adsorbi CO2 din gazele de ardere.
Avantaje:
- Cerințe mai mici de energie pentru regenerare
- Probleme de coroziune reduse comparativ cu solvenții pe bază de amine
- Potențial pentru costuri generale mai mici
Provocări:
- Capacitate de captare mai mică a CO2 comparativ cu anumiți solvenți
- Degradarea sorbenților în urma mai multor cicluri
- Gestionarea căldurii în sisteme de mari dimensiuni
Materiale promițătoare:
- Carbune activat
- Zeoliți
- Structuri metal-organice (MOFs)
- Silica funcționalizată cu amine
Separarea cu membrane
Tehnologia membranei utilizează permeația selectivă pentru a separa CO2 de alte componente ale gazului de ardere.
Beneficii:
- Design compact și modular
- Nu necesită aditivi chimici
- Potențial pentru un consum redus de energie
Limitări:
- Selectivitate mai mică comparativ cu solvenții
- Fouling și degradarea membranei
- Provocări în extinderea la volume mari de gaze de ardere
Progrese recente:
- Dezvoltarea de membrane polimerice cu performanță ridicată
- Membrane mixt-matrice care combină polimeri și materiale anorganice
- Membrane cu transport facilitat pentru o selectivitate îmbunătățită a CO2
Separarea criogenică
Această metodă implică răcirea și comprimarea gazelor de ardere pentru a separa CO2 prin schimbări de fază.
Avantaje:
- Produce CO2 de înaltă puritate, potrivit pentru utilizare industrială
- Poate gestiona eficient concentrații mari de CO2
Dezavantaje:
- Cerințe mari de energie pentru răcire și comprimare
- Nu este viabilă economic pentru concentrații mici de CO2
- Potențial pentru fouling al echipamentului din cauza înghețării umidității
Ciclul calciului (Calcium Looping)
Acest proces folosește oxidul de calciu pentru a reacționa cu CO2, formând carbonat de calciu, care este apoi regenerat într-un reactor separat.
Beneficii:
- Folosește un material sorbent abundent și cu cost redus (calcar)
- Funcționarea la temperaturi ridicate permite integrarea eficientă a căldurii
- Potențial pentru penalizări energetice mai mici comparativ cu scrubarea cu amine
Provocări:
- Degradarea sorbentului după mai multe cicluri
- Rate mari de uzură în sistemele cu strat fluidizat
- Gestionarea fluxurilor mari de materiale solide
Tehnologiile de captare a CO2 post-combustie continuă să evolueze, cu cercetări în desfășurare pentru îmbunătățirea eficienței, reducerea costurilor și minimizarea impactului asupra mediului. Pe măsură ce aceste tehnologii se maturizează, ele vor juca un rol esențial în reducerea emisiilor de CO2 din centralele electrice și instalațiile industriale existente și viitoare.