Metode penghilangan CO2 basah: efektif? 

Ketika berbicara tentang scrubber gas buang basah, terutama dalam konteks penangkapan CO2, banyak orang langsung membayangkan gambaran scrubber standar dengan nosel dan larutan alkali. Namun efisiensi bukan hanya angka ?90%+? di paspor instalasi. Ini adalah cerita yang kompleks, di mana teori sering kali menyimpang dari praktik pengoperasian, dan juri utamanya adalah operator dan departemen akuntansi, yang menghitung biaya reagen dan pembuangan lumpur.

Apa yang tersembunyi di balik “efisiensi tinggi”? di paspormu?

Hampir setiap pabrikan atau lembaga teknik yang menawarkan teknologi menyediakan data efisiensi penyerapan pada tingkat 95-99%. Namun angka tersebut hampir selalu mengacu pada kondisi laboratorium atau pilot plant dengan aliran gas yang ideal dan stabil. Kenyataannya, di pembangkit listrik tenaga panas atau pabrik semen yang besar, komposisi gas “menari?” — konsentrasi SO2, debu, perubahan suhu. Dan di sinilah nuansanya dimulai.

Misalnya klasikmetode basahberbasis amina (MEA) dalam scrubber memang dapat menunjukkan efisiensi mendekati teoritis. Tetapi hanya jika kita berbicara tentang aliran sungai yang bersih, sejuk, dan kering. Tambahkan pengotor nyata, terutama oksigen, dan oksidasi serta degradasi amina yang tidak terkendali dimulai. Efisiensi tidak langsung turun, tetapi secara bertahap, dan operator melihatnya hanya dengan meningkatnya konsumsi reagen untuk mempertahankan tingkat pemurnian yang sama. Ini bukan kecelakaan, ini 'tenang'. memakan anggaran.

Oleh karena itu, ketika mereka datang ke lembaga kami dengan permintaan untuk proyek penangkapan CO2, pertanyaan pertama bukanlah “efisiensi apa yang Anda inginkan?”, namun “apa komposisi gas masuk yang tepat dan dalam kasus terburuk, termasuk jejak pengotor?” dan “di mana harus meletakkan larutan atau lumpur bekas?”. Tanpa jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, efektivitas yang dinyatakan hanyalah angka yang kecil.

Masalah yang tidak tertulis di brosur

Salah satu masalah utama adalah korosi. Lingkungan basa, larutan panas karbonat atau amina, dan adanya sejumlah kecil klorida merupakan resep ideal untuk penghancuran baja karbon biasa. Dalam proyek, kami menghadapi situasi di mana, setelah enam bulan beroperasi, scrubber harus dihentikan untuk perbaikan tidak terjadwal karena lubang korosi di zona percikan. Efektivitasnya pada saat ini, tentu saja, adalah nol. Penting untuk memasang paduan mahal atau pelapis khusus, yang secara dramatis mengubah keekonomian keseluruhan proyek.

Sakit kepala lainnya adalah pembentukan endapan dan sumbatan garam yang persisten. Apalagi jika menggunakan bubur jeruk nipis. Secara teoritis, semuanya sederhana: Ca(OH)2 bereaksi dengan CO2, menghasilkan CaCO3. Dalam praktiknya, kalsium karbonat menempel pada nosel, nosel, dan tabung penukar panas. Pembilasan memang membantu, tetapi perlu dihentikan. Bagaimana jika berhenti adalah hal yang mustahil? Kemudian efisiensinya berangsur-angsur menurun karena berkurangnya luas kontak gas dan cairan.

Dan tentu saja biaya energi. Proses penyerapannya sendiri bukanlah yang paling memakan energi. Namun desorpsi CO2 dari larutan (regenerasi) memerlukan biaya pemanasan yang sangat besar. Seringkali hingga 70% dari seluruh biaya operasional. Dimungkinkan untuk membuat scrubber dengan efisiensi 99%, tetapi jika setengah dari uap dari pembangkit listrik termal itu sendiri digunakan untuk regenerasi, lalu efisiensi keseluruhan perusahaan seperti apa yang dapat kita bicarakan? Ini adalah jalan buntu.

Pengalaman dari proyek nyata: di mana kompromi dicari

Salah satu proyek pabrik amonia adalah menangkap CO2 dari aliran konversi. Konsentrasinya tinggi, begitu pula suhunya. Klasikmetode basahdengan MEA memerlukan pendinginan gas yang dalam, yang menyebabkan biaya modal yang besar untuk lemari es. Sebaliknya, mereka mengusulkan dan mengerjakan opsi pencucian kalium panas (K2CO3). Efisiensi penyerapan di atas kertas lebih rendah - sekitar 85-90%. Namun kami menghindari unit pendingin dan pengumpul kondensat yang besar, dan regenerasi terjadi pada suhu yang lebih tinggi, yang memungkinkan penggunaan panas buangan dari aliran proses lain. Bagi pabrik, efisiensi ekonomi akhir ini ?kurang efisien? dari segi kimia metodenya ternyata lebih tinggi.

Kasus lainnya adalah upaya untuk menggunakan larutan amina yang ditingkatkan dari pemasok Eropa di ruang ketel kecil. Solusinya menjanjikan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi. Namun mereka tidak memperhitungkan spesifikasi Rusia - kandungan sulfur yang lebih tinggi dalam bahan bakar. SO2, bahkan dalam jumlah kecil, tidak sepenuhnya ditangkap pada langkah sebelumnya, terikat secara ireversibel dengan amina, membentuk garam yang stabil terhadap panas. Reagen kehilangan aktivitasnya dan tidak dapat diperbaiki lagi. Sayangnya, proyek tersebut tidak mencapai spesifikasinya. Sistem pra-perlakuan harus dimodifikasi, yang sekali lagi berdampak buruk pada perekonomian.

Alternatif dan solusi hibrida

Saat ini banyak pembicaraan tentang metode “kering”, membran, adsorben. Namun dalam industri skala besar, seperti energi atau metalurgi,metode basahsejauh ini tak tertandingi dalam hal skalabilitas dan kecanggihan. Hal lainnya adalah semakin banyak digunakan bukan dalam bentuk murni, tetapi sebagai bagian dari sirkuit hybrid.

Misalnya, tahap pertama adalah metode kering atau semi-kering untuk pembersihan kasar dan pendinginan, tahap kedua adalah pembersihan halus dengan scrubber. Atau sebaliknya, scrubber basah didahulukan untuk menghilangkan sebagian besar kotoran dan CO2, kemudian dilakukan pemolesan dengan adsorben. Dalam desain seperti itu, efisiensi sistem secara keseluruhan bisa lebih tinggi dan biaya pengoperasian lebih rendah dibandingkan dengan satu “super scrubber” yang mencoba melakukan semuanya sekaligus.

Rekan-rekan Tiongkok yang secara aktif mempromosikan teknologi mereka memiliki pengalaman menarik. Misalnya saja lembaga desainChengdu Yizhi Technology Co.(didirikan oleh Huaxi Technology) sering menggabungkan scrubber klasik dengan sistem pemulihan panas dan otomatisasi canggih dalam solusinya untuk industri, mengoptimalkan konsumsi reagen secara real-time tergantung pada beban. Di situs web merekayzkjhx.ruAnda dapat menemukan deskripsi proyek rumit tersebut. Pendekatan mereka bukanlah mengejar efisiensi penyerapan maksimum dengan cara apa pun, namun mencari titik keseimbangan optimal antara tingkat pemulihan dan biaya keseluruhan. Ini adalah tampilan yang lebih dewasa dan praktis.

Lalu apakah cara basah efektif? Pertimbangan Akhir

Efisiensi adalah konsep yang memiliki banyak segi. Sebagai teknologi kontak gas-cair untuk perpindahan massa, metode penghilangan CO2 basah sangat efektif dan telah terbukti selama beberapa dekade. Bagaimana hasil akhirnya? Dikotakkan? teknologi untuk perusahaan mana pun tidak. Ini adalah alat yang perlu dipilih dan dikonfigurasi dengan sangat tepat untuk kondisi tertentu.

Keuntungan utamanya adalah daya unit yang tinggi, keandalan (dengan desain dan material yang tepat) dan proses yang dapat diprediksi. Kerugian utamanya adalah biaya modal yang tinggi untuk bahan tahan korosi, biaya operasional yang tinggi untuk regenerasi dan masalah limbah (cairan atau lumpur).

Jadi jawaban dari pertanyaan pada judul adalah: ya, cara basah secara teknis efektif. Namun apakah hal ini akan efektif dari sudut pandang ekonomi dan operasional untuk fasilitas spesifik Anda bergantung pada audit mendalam, pemodelan, dan menemukan kompromi. Tidak ada gambar siap pakai dari katalog yang dapat digunakan di sini. Seluruh siklus hidup harus dipertimbangkan: mulai dari biaya baja tahan karat untuk scrubber hingga logistik pembuangan lumpur karbonat. Hanya perhitungan seperti itu yang akan menunjukkan keefektifan sebenarnya.