Metode penangkapan CO2 basah: produk? 

Ketika orang berbicara tentang metode basah, banyak orang langsung berpikir tentang amine scrubber, dan itu saja. Namun ini hanyalah puncak gunung es dan seringkali menjadi sumber kebingungan. Kita tidak hanya berbicara tentang proses penyerapan itu sendiri, tetapi tentang keseluruhan rantai: dari komposisi gas di saluran masuk hingga produk akhir, yang dapat dijual atau dibuang. Dan di sinilah kesenangan dimulai, dan seringkali yang paling bermasalah.

Ada apa di balik produk tersebut? Bukan hanya CO2

Produk yang pertama dan jelas tentu saja adalah karbon dioksida pekat. Namun kemurniannya adalah cerita yang berbeda. Jika kita berbicara tentang gas buang dari pembangkit listrik tenaga panas, maka setelahnya tipikalmetode penangkapan basahdengan MEA (monoetanolamina) kita memperoleh aliran jenuh dengan uap air, dengan jejak amina itu sendiri, sulfur dan nitrogen oksida, jika pemurnian awal tidak sempurna. CO2 ini tidak cocok untuk membuat baking soda atau es kering. Pembersihan dan pengeringan tambahan, seringkali sangat boros energi, diperlukan. Oleh karena itu, produk pada tahap ini lebih merupakan produk setengah jadi.

Bagaimana dengan penyerap itu sendiri? Solusi limbah bukan hanya air kotor. Setelah siklus absorpsi-desorpsi, produk dekomposisi termal dan oksidatif amina, garam asam karbamat, dan partikel padat terakumulasi di dalamnya. Regenerasinya merupakan perjuangan terus-menerus melawan degradasi. Kami pernah mencoba menghemat sistem filtrasi dan pemurnian larutan - sebagai hasilnya, dalam enam bulan kami kehilangan sekitar 15% MEA aktif karena reaksi ireversibel, ditambah lagi korosi pada penukar panas meningkat secara signifikan. Kami harus segera memasang tahap perbaikan tambahan. Jadi limbah regenerasi ini dapat dianggap sebagai salah satu produk sampingan dari proses tersebut, yang juga perlu dibuang.

Dan aspek ketiga adalah kehangatan. Proses desorpsi CO2 dari larutan kaya itu sendiri memerlukan panas yang cukup besar, biasanya uap. Produk di sini dapat dianggap sebagai panas tingkat rendah, yang sering kali hilang begitu saja. Di salah satu instalasi di China, mereka mencoba mengintegrasikannya ke dalam sistem pemanas di bengkel terdekat, tetapi ternyata mahal karena panjang pipanya. Masalah pemanfaatan panas ini selalu menjadi masalah untuk meningkatkan keekonomian proses secara keseluruhan.

Karbonat, bikarbonat dan mineralisasi lainnya

Arah ini menarik banyak orang karena terdengar solid: mengikat CO2 menjadi produk padat. Dalam praktiknya, semuanya bergantung pada bahan mentah dan energi. Cara klasiknya adalah produksi soda ash (Na2CO3) menggunakan metode Solvay. Mereka memang menggunakan CO2, namun prosesnya tidak murah. Variasi yang lebih modern adalah produksi natrium bikarbonat atau pengendapan kalsium karbonat.

Kami berpartisipasi dalam proyek percontohan di mana kami mencoba menggabungkannyapenangkapan basahdengan produksi kalsium karbonat yang diendapkan (PCC). Idenya adalah untuk memasukkan CO2 yang telah dimurnikan ke dalam reaktor yang berisi bubur kalsium hidroksida. Secara teknis hal itu berhasil, namun kondisi perekonomian membunuh saya. Kualitas kapur (CaO) harus sangat tinggi untuk mendapatkan PCC dengan kemurnian dan kehalusan yang dibutuhkan untuk industri kertas atau plastik. Biaya penyiapan susu jeruk nipis dan penyaringan produk menghabiskan potensi keuntungan dari penjualan PCC. Proyek ini terhenti karena masalah dalam menemukan sumber kalsium yang murah dan berkualitas tinggi di dekatnya.

Ada juga pilihan untuk memproduksi semen magnesium atau menetralkan limbah alkali. Namun, ini biasanya merupakan solusi khusus yang terkait dengan produksi tertentu. Tidak ada produk universal di sini. Setiap kasus memerlukan audit teknologi terpisah: jenis gas apa, pengotor apa, apa pasar akhir karbonat.

Pengalaman dari proyek nyata: dari uji coba hingga perangkat keras

Implementasi selalu merupakan kompromi. Saya ingat proyek modernisasi sistem di pabrik kimia. Ada scrubber tua di sana untuk menangkap CO2 dari gas konversi untuk membuat urea. Tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi. Selain mengganti kemasan penyerap, perubahan penting lainnya adalah pemasangan penukar panas multi-tahap untuk memulihkan panas antara larutan lean dan rich. Hal ini mengurangi biaya energi untuk regenerasi hampir 20%. Namun produk dari cerita ini bukan hanya CO2 yang lebih murah untuk sintesis, namun juga logistik berkilo-kilometer untuk penggantian pipa, karena penukar panas baru harus dipindahkan ke lokasi terpisah.

Kasus lainnya terkait dengan perusahaanChengdu Yizhi Technology Co.. Mereka berperan sebagai lembaga desain yang bekerja sama memasok peralatan pemurnian gas di salah satu pabrik metalurgi. Pendekatan mereka, dilihat dari dokumentasi dan negosiasi kami, selalu membumi: tidak mengejar teknologi super baru, namun mengadaptasi skema yang sudah terbukti.penangkapan basahdengan kondisi spesifik pelanggan - tekanan, komposisi gas, kemurnian yang diperlukan. Di situs web merekayzkjhx.ruAnda dapat melihat bahwa penekanannya adalah pada rekayasa siklus penuh, mulai dari desain hingga pemasangan. Hal ini berharga karena di wilayah kami, pengaturan laboratorium yang indah dan laboratorium yang bekerja di lantai pabrik merupakan dua perbedaan besar. Pengalaman mereka sebagai anak perusahaan Huaxi Technology dengan modal terdaftar yang kuat menunjukkan keseriusan niat mereka di sektor pemisahan dan pemurnian gas.

Di antara kegagalannya: ada upaya untuk menggunakan bukan MEA sebagai penyerap, tetapi campuran amina dengan aditif inhibitor korosi dari salah satu pemasok Jerman. Secara teori, konsumsi energi lebih sedikit untuk regenerasi, lebih sedikit dekomposisi. Dalam praktiknya, aditif berperilaku buruk ketika suhu dalam desorber berfluktuasi, mengendap, dan menyumbat nozel. Saya harus kembali ke skema klasik dengan kontrol parameter yang lebih hati-hati. Kesimpulan: setiap reagen baru perlu diuji dalam uji coba bukan selama sebulan, tetapi setidaknya untuk satu siklus produksi penuh dengan kemungkinan situasi stres.

Ekonomi dan masa depan: kemana arah pasar?

Sekarang trennya bukan sekedar menangkap, tapi mencari penerapan. CCS (penangkapan dan penyimpanan) berkaitan dengan logistik dan geologi. CCU (tangkap dan gunakan) - menjadi profitabilitas. Produk yang paling menjanjikan menurut saya adalah metanol atau bahan bakar sintetis. Tapi di sinimetode basah- hanya langkah pertama. Kita juga membutuhkan hidrogen (sebaiknya hijau), dan sintesis katalitik. Rantai teknologi semakin memanjang, biaya modal meningkat.

Oleh karena itu, dalam waktu dekat, produk utama yang akan tetap ada adalah: 1) CO2 komersial untuk industri makanan dan pengelasan (yang harganya tinggi), 2) CO2 untuk injeksi ke dalam reservoir minyak (EOR), yang sejauh ini memberikan setidaknya sebagian perekonomian di wilayah tertentu, dan 3) digunakan dalam sintesis kimia (seperti dalam produksi urea yang sama), di mana terdapat infrastruktur yang sudah jadi.

Menarik untuk melihat perkembangan teknologi yang memanfaatkan air laut atau larutan alkali berbahan dasar limbah. Namun hal ini masih sangat mahal atau terikat pada lokasinya (misalnya, dekat pabrik semen dan laut). Tidak ada solusi universal dan mungkin tidak akan ada.

Pemikiran Akhir: Proses sebagai Produk

Alhasil, dengan menjawab pertanyaan “produk?”, Anda sampai pada kesimpulan bahwa produk utama adalah modernmetode penangkapan CO2 basahbukanlah suatu substansi, melainkan suatu jasa atau proses teknologi yang disesuaikan dengan kebutuhan suatu perusahaan tertentu. Keandalan, biaya pengoperasian yang dapat diprediksi, minimalisasi limbah - itulah yang menjual. Dan dalam kerangka proses ini, lahirlah arus komoditas yang sama: gas yang dimurnikan, panas, dan terkadang karbonat.

Pemilihan teknologi selalu mencari keseimbangan antara CAPEX dan OPEX, antara kemurnian produk dan konsumsi energi. Dan di sini Anda tidak dapat melakukannya tanpa rekayasa mendalam, hal yang sama dilakukan oleh perusahaan seperti Chengdu Yizhi Technology Co. Peran mereka adalah mengubah konsep teoretis menjadi jaringan pipa, tangki, dan sistem kontrol yang berfungsi. Tanpa langkah ini, semua pembicaraan mengenai produk penangkapan basah hanya akan menjadi diskusi akademis.

Jadi, kesimpulannya: ya, memang ada produknya, dan jangkauannya lebih luas dari yang terlihat. Namun mendapatkannya bukanlah hasil otomatis dari pemasangan scrubber. Ini adalah tugas kompleks yang mana kimia, teknik panas, dan ekonomi berjalan seiring. Dan kesuksesan ditentukan bukan di laboratorium, tetapi di lokasi industri, dalam perjuangan sehari-hari dengan kenyataan.