انواع مختلف سیستم های بازیابی CO2 چیست؟

در دوران افزایش آگاهی از محیط زیست و تأکید روز افزون بر شیوه های پایدار ، اهمیت سیستم های بازیابی دی اکسید کربن (CO2) را نمی توان بیش از حد بیش از حد کرد. ما به عنوان تأمین کننده پیشرو در سیستم های بازیابی CO2 ، ما نیازهای متنوع صنایع مختلف و اهمیت ارائه راه حل های متناسب را درک می کنیم. در این پست وبلاگ ، انواع مختلف سیستم های بازیابی CO2 و برنامه های آنها را در بخش های مختلف بررسی خواهیم کرد.

1. سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر جذب

سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر جذب از جمله فن آوری های پرکاربرد هستند. این سیستم ها بر اساس اصل استفاده از جاذب مایع برای گرفتن CO2 از یک جریان گاز کار می کنند. جاذب ، اغلب یک محلول مبتنی بر آمین ، با CO2 واکنش نشان می دهد تا یک ترکیب شیمیایی تشکیل شود. هنگامی که جاذب با CO2 اشباع شد ، برای آزاد شدن CO2 ضبط شده گرم می شود و می توان از جاذب بازسازی شده استفاده مجدد کرد.

یکی از مهمترین مزایای سیستم های مبتنی بر جذب ، راندمان بالای آنها در گرفتن CO2 از جریان گاز با غلظت کم است. آنها معمولاً در نیروگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند ، جایی که گازهای دودکش حاوی مقادیر نسبتاً کم CO2 هستند. CO2 ضبط شده سپس می تواند برای بهبود بازیابی روغن (EOR) یا در زیر زمین در پروژه های ضبط و ذخیره کربن (CCS) ذخیره شود.

با این حال ، این سیستم ها نیز اشکالاتی دارند. انرژی مورد نیاز برای بازسازی جاذب می تواند قابل توجه باشد و این باعث افزایش هزینه عملیاتی می شود. علاوه بر این ، جاذب های مبتنی بر آمین می توانند خورنده باشند و نیاز به استفاده از مواد تخصصی در ساخت سیستم دارند.

ترتیب. جذب - سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر

سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر جذب - برای جذب CO2 به جاذب های جامد متکی هستند. جاذب برای CO2 میل زیادی دارد و هنگامی که جریان گاز از یک بستر از جاذب عبور می کند ، مولکول های CO2 به سطح آن پایبند هستند. هنگامی که جاذب اشباع شد ، با کاهش فشار یا افزایش دما ، می توان آن را بازسازی کرد و CO2 اسیر شده را آزاد کرد.

چندین نوع جاذب در این سیستم ها استفاده می شود ، از جمله کربن فعال ، زئولیت ها و چارچوب های فلزی - ارگانیک (MOF). کربن فعال یک گزینه هزینه - مؤثر با ظرفیت جذب نسبتاً زیاد است. از طرف دیگر زئولیت ها دارای ساختار منافذ چاه هستند که امکان جذب انتخابی CO2 را فراهم می کند. MOF ها کلاس جدیدی از مواد با مناطق با سطح بالا و اندازه منافذ قابل تنظیم هستند و پتانسیل بسیار خوبی را برای ضبط CO2 با راندمان بالا ارائه می دهند.

سیستم های مبتنی بر جذب برای برنامه هایی که جریان گاز دارای سرعت جریان نسبتاً کم و غلظت CO2 بالا است ، مناسب هستند. آنها غالباً در فرآیندهای صنعتی در مقیاس کوچک مانند تولید مواد غذایی و نوشیدنی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، درسیستم بازیابی CO2 برای کارخانه آبجو، از سیستم های مبتنی بر جذب می توان برای ضبط CO2 آزاد شده در طی فرآیند تخمیر استفاده کرد ، که می تواند در کربن سازی دوباره استفاده شود.

3. سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر غشای

سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر غشاء از یک غشای نیمه نفوذ پذیر برای جدا کردن CO2 از سایر گازها استفاده می کنند. این غشای به CO2 اجازه می دهد تا بر اساس تفاوت در حلالیت و انتشار ، با سرعت متفاوتی نسبت به سایر اجزای موجود در جریان گاز عبور کند.

دو نوع اصلی غشایی وجود دارد که در بازیابی CO2 استفاده می شود: غشاهای پلیمری و غشاهای معدنی. غشاهای پلیمری از پلیمرهایی مانند پلی آمید یا پلی سولفون ساخته شده و تولید نسبتاً ارزان و آسان برای تولید هستند. غشاهای معدنی ، مانند غشاهای سرامیکی یا زئولیت ، ثبات حرارتی و شیمیایی بالاتری دارند اما گران تر هستند.

سیستم های مبتنی بر غشای دارای چندین مزیت هستند ، از جمله طراحی جمع و جور آنها ، مصرف کم انرژی و سهولت عملکرد. آنها می توانند در طیف گسترده ای از برنامه ها ، از پردازش گاز طبیعی گرفته تا ارتقاء بیوگاز استفاده شوند. در پردازش گاز طبیعی ، سیستم های غشایی می توانند CO2 را از جریان گاز حذف کنند تا مشخصات خط لوله را برآورده کنند. در ارتقاء بیوگاز ، آنها می توانند CO2 را از متان جدا کنند و میزان انرژی بیوگاز را افزایش دهند.

با این حال ، سیستم های مبتنی بر غشای نیز محدودیت هایی دارند. انتخاب غشای CO2 بر روی سایر گازها ممکن است در بعضی موارد به اندازه کافی زیاد نباشد و غشای را با گذشت زمان می توان از بین برد یا آسیب دید و عملکرد آن را کاهش داد.

4. سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر کرایوژنیک

سیستم های بازیابی CO2 مبتنی بر Cryogenic با خنک کردن جریان گاز به دمای بسیار کم کار می کنند و باعث می شود CO2 به یک مایع متراکم شود. سپس CO2 مایع می تواند از سایر گازهای غیر تراکم جدا شود.

این سیستم ها در ضبط CO2 ، به ویژه از جریان گاز با غلظت بالا بسیار کارآمد هستند. آنها معمولاً در صنایعی مانند فولاد سازی و تولید سیمان مورد استفاده قرار می گیرند ، جایی که مقادیر زیادی CO2 تولید می شود. در ساخت و ساز فولاد ، سیستم های کرایوژنیک می توانند CO2 را از گاز کوره انفجار ضبط کنند ، که می تواند در سایر فرآیندهای دیگر مورد استفاده قرار گیرد یا ذخیره شود.

نقطه ضعف اصلی سیستم های مبتنی بر کرایوژنیک مصرف انرژی زیاد آنها است. خنک کردن جریان گاز به دمای کرایوژنیک به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز دارد که می تواند هزینه عملیاتی را نسبتاً زیاد کند. علاوه بر این ، تجهیزات سیستم های کرایوژنیک پیچیده و گران است.

5. سیستم های بازیابی بیولوژیکی CO2

سیستم های بازیابی CO2 بیولوژیکی از میکروارگانیسم ها یا گیاهان برای ضبط CO2 استفاده می کنند. میکروارگانیسم ها ، مانند جلبک ها ، می توانند CO2 را در هنگام فتوسنتز جذب کرده و آن را به زیست توده تبدیل کنند. سپس زیست توده می تواند برای اهداف مختلف مانند تولید سوخت های زیستی یا خوراک دام استفاده شود.

سیستم های مبتنی بر جلبک دارای چندین مزیت از جمله نرخ رشد بالای آنها ، توانایی رشد در انواع محیط ها و پتانسیل تولید محصولات با ارزش هستند. آنها را می توان در نیروگاه ها برای گرفتن CO2 از گازهای دودکش استفاده کرد. از CO2 اسیر شده می توان برای رشد جلبک ها استفاده کرد ، که می تواند به سوخت های زیستی پردازش شود و ردپای کربن نیروگاه را کاهش دهد.

با این حال ، سیستم های بازیابی CO2 بیولوژیکی نیز با چالش هایی روبرو هستند. رشد میکروارگانیسم ها به شرایط محیطی مانند دما ، نور و در دسترس بودن مواد مغذی حساس است. علاوه بر این ، مقیاس این سیستم ها می تواند دشوار باشد و هزینه برداشت و پردازش زیست توده می تواند زیاد باشد.

برنامه های کاربردی در صنایع مختلف

• صنعت غذا و آشامیدنی: همانطور که قبلاً ذکر شد ، در صنعت آبجوسازی ، از سیستم های بازیابی CO2 برای ضبط و استفاده مجدد از CO2 منتشر شده در هنگام تخمیر استفاده می شود. در صنعت نوشابه ، می توان از سیستم های مبتنی بر غشای مبتنی بر غشایی یا جذب استفاده کرد تا CO2 را برای کربن سازی پاکسازی و بازیابی کند.
• نیروگاه: نیروگاه ها ، به ویژه آنهایی که سوخت های فسیلی در حال سوختن دارند ، مقادیر زیادی CO2 را تولید می کنند. از سیستم های جذب ، مبتنی بر کرایوژنیک و بیولوژیکی می توان برای گرفتن CO2 از گازهای دودکش استفاده کرد و باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شد.
• صنعت شیمیایی: در فرآیندهای شیمیایی ، مانند تولید آمونیاک ، CO2 یک محصول است. از سیستم های جذب یا غشایی مبتنی بر غشای می توان برای بازیابی CO2 استفاده کرد ، که می تواند در سایر واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد یا به عنوان یک محصول فروخته شود.
• صنعت نفت و گاز: در پردازش گاز طبیعی ، می توان از سیستم های مبتنی بر غشایی و مبتنی بر کرایوژنیک برای حذف CO2 از جریان گاز استفاده کرد. در بهبود روغن افزایش یافته ، CO2 اسیر شده را می توان برای افزایش تولید روغن به مخازن نفتی تزریق کرد.

پایان

ما به عنوان تأمین کننده سیستم های بازیابی CO2 ، ما طیف گسترده ای از راه حل های متناسب با نیازهای خاص صنایع مختلف را ارائه می دهیم. این که آیا شما یک کارخانه آبجو هستید که به دنبال بازیابی CO2 برای کربن سازی ، یک نیروگاه با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای یا یک شرکت نفت و گاز نیاز به تصفیه گاز هستید ، ما تخصص و فناوری داریم تا سیستم مناسبی را برای شما فراهم کنیم.

انتخاب یک سیستم بازیابی CO2 به عوامل مختلفی از جمله غلظت CO2 در جریان گاز ، سرعت جریان ، الزامات خلوص CO2 بازیابی شده و بودجه موجود بستگی دارد. با درک انواع مختلف سیستم های بازیابی CO2 و کاربردهای آنها ، می توانید در مورد مناسب ترین سیستم برای تجارت خود تصمیم آگاهانه بگیرید.

اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیستم های بازیابی CO2 ما هستید یا می خواهید در مورد یک پروژه خاص بحث کنید ، لطفاً با ما تماس نگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب بهترین راه حل و هدایت شما از طریق فرآیند نصب و بهره برداری به شما کمک کنند. بیایید با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای CO2 و ارتقاء بازیابی منابع ، با هم کار کنیم تا به آینده ای پایدارتر برسیم.

منابع

• مرکل ، TC ، و همکاران. "مسیرهای آینده فناوری جداسازی گاز غشایی." مجله Science Membrane 378.1 - 2 (2011): 16 - 29.
• Sayari ، A. ، و S. Belmabkhout. "مواد جاذب برای ضبط دی اکسید کربن از منابع بزرگ انسان شناسی." بررسی انجمن شیمیایی 42.2 (2013): 815 - 853.
• Olajire ، AA "Dioxide Carbon Dioxide Capture and Deparation For End - Of - برنامه های کاربردی لوله - یک بررسی." انرژی 37.1 (2012): 344 - 352.
• Chisti ، Y. "بیودیزل از Microalgae Beats Bioethanol." روندهای بیوتکنولوژی 26.3 (2008): 126 - 131.