Мембранная технология, разработанная в Норвежском университете науки и технологий (NTNU), является одной из четырех технологий, которые могут быть использованы в полномасштабном проекте по улавливанию CO2 на цементном заводе.Gassnova, финансируемая государством программа Норвегии по разработке технологий улавливания и хранения углерода (CCS) для коммерческого использования, определила цементный завод Norcem в Бревике и аммиачный завод Yara в Порсгрунне как наиболее многообещающие кандидаты для полномасштабного демонстрационного проекта CCS в Норвегии. Решение было представлено в Министерство нефти и энергетики Норвегии (OED) в рамках предварительного технико-экономического обоснования 4 мая.«Мы показали, что мембранная технология работает, и надеемся, что она будет включена в следующий этап испытаний в Бревике», — говорит Мэй-Бритт Хагг, профессор кафедры химического машиностроения NTNU. «Если нам это удастся, у нас будет прототип, который будет интересен как электростанциям, так и промышленности», — добавляет она.
Цементный завод Norcem в Бревике является четвертым по величине точечным источником выбросов в Норвегии, ежегодно выделяя около 800 000 тонн CO2. Пятое место занимает Yara в Порсгрунне с объемом добычи около 560 000 тонн. По словам Гаснова, установка для сжигания мусора в Клеметсруде в Осло также может быть рассмотрена для CCS.Согласно сводке рекомендаций Gassnova, в настоящее время не рассматриваются ТЭЦ в Монгстаде, газоперерабатывающий завод в Карсто и Хаммерфест СПГ на севере Норвегии.
Предварительное технико-экономическое обоснование еще не опубликовано.Правительство рассмотрит рекомендации и проинформирует парламент о государственном бюджете Норвегии на 2016 год, говорится в пресс-релизе OED. В министерстве также отметили, что к 2020 году будет «очень сложно» запустить полномасштабную демонстрационную установку.Улавливание углерода при производстве цемента
В рамках проекта проходят испытания четыре технологии:Амины (Aker Solutions)Мембраны (NTNU, SINTEF, DNV GL, Air Products)Регенерирующий кальциевый цикл (Alstom)
Твердые сорбенты (Research Triangle Institute, США)Norcem является организатором и координатором проекта.
Исследование финансируется за счет средств КЛИМИТ (65%) и собственных средств партнеров (35%).Углерод, уловленный в испытательных установках, пока выпускается.
Инфраструктура для транспортировки и хранения уловленного углерода является предпосылкой для того, чтобы Norcem в конечном итоге смог улавливать CO2 в больших масштабах.Если правительство последует рекомендациям Гасснова, первая в Норвегии полномасштабная установка по улавливанию CO2 после сжигания будет построена на Norcem в Бревике. Фактически, он вполне может стать первым в мире цементным заводом с CCS. Проекты CCS, которые в настоящее время запланированы для других стран, теперь не включают цементных заводов.
Цементная промышленность — один из крупнейших мировых источников выбросов углерода, на который приходится около пяти процентов мировых выбросов. Две трети этих выбросов CO2 выбрасываются во время химического процесса обжига известняка для производства цемента и могут быть сокращены только путем извлечения CO2 из выбросов в той или иной форме.
Международная цементная промышленность с большим интересом следит за испытаниями в Бревике. Партнерами по проекту являются Heidelberg Cement Group и торговая организация ECRA (Европейская академия исследований цемента).Аминная технология продвинулась дальше всех Аминная технология Aker Solutions, несомненно, является наиболее зрелой и проверенной технологией из четырех тестируемых.
В информационном бюллетене исследовательского совета норвежской программы CLIMIT в начале этого года Лив Бьерге, менеджер проекта Norcem по улавливанию CO2, заявила, что аминовая технология, вероятно, единственный реальный выбор для полномасштабного объекта, который будет завершен к 2020 году.«Однако в долгосрочной перспективе у нас, безусловно, есть несколько технологий. Мы очень рады мембранным технологиям», — сказала она.
Мембранная технология имеет явные преимущества. Дымовой газ можно очищать без использования аминов или других химикатов. Кроме того, он занимает меньше места, чем абсорбер, который используется в аминной технологии.Норвежский патент.
Мембранная технология была разработана и запатентована Мэй-Бритт Хагг и ее коллегами из NTNU. Грубо говоря, он состоит из сверхтонкой пленки из поливиниламина, которая помещается на пористую опорную структуру, в результате чего получается композитная мембрана.Способ разделения называется облегченным транспортом.
Используя аминогруппы в полимерной структуре мембраны, CO2 преобразуется в бикарбонат водяным паром, который также содержится в выхлопных газах. Бикарбонат быстро транспортируется через мембрану, в то время как другие вещества дымового газа задерживаются.
«Итак, мы используем« агент », фиксированный носитель в мембране, который помогает преобразовывать газ, который мы хотим удалить. Говоря упрощенно, это тот же процесс, который происходит в наших легких, когда мы дышим, где фермент превращает CO2 в бикарбонат », — говорит Хагг.Мембрана ранее была испытана на угольной электростанции в Португалии и дала хорошие результаты. Но температура дымовых газов при производстве цемента может быть выше и более изменчивой, чем на угольных электростанциях.
«На первом этапе испытаний в Бревике у нас возникли проблемы с буровой установкой. Мы потратили много времени на изменение конструкции конструкции, и мы не использовали технологию непрерывно с течением времени. Но когда контроль температуры функционировал должным образом, мы получили хорошие измерения «Мембрана выдерживала дымовые газы и разделяла их так, как предполагалось», — говорит Хагг.Партнерство с норвежским производителем мембран.
Сейчас технология подает заявку на участие в программе испытаний Фазы II в Бревике. Консорциум мембран для Фазы II будет состоять из NTNU, SINTEF, DNV GL и международной мембранной компании Air Products. Air Products имеет норвежский филиал в Кристиансанде, который производит азотные мембранные сепараторы.
Это усовершенствованные мембраны из полого волокна, которые отделяют азот от воздуха, и используются для защиты установок на море, которые уязвимы для взрыва.«Это партнерство означает, что мы привлекаем профессионального производителя мембран и добавляем в нашу команду еще один элемент норвежской промышленности. Их мембрана из полых волокон будет покрыта нашей мембраной, так что она будет отделять CO2 вместо азота», — сказала Хагг.
Мембраны из полых волокон обеспечивают большое отношение поверхности к объему и требуют меньше места, чем аминовые поглотители. Мембраны состоят из модулей, что упрощает их адаптацию к различным потребностям.Две половолоконные мембраны вскоре могут быть испытаны в боковом потоке в Бревике.
Тестирование продлится до 2016 года. Затем будут представлены сводки и отчеты, и Norcem решит, какую технологию CCS они хотят внедрить.«Это правда, что аминная технология в настоящее время является единственной технологией, достаточно зрелой для реализации к 2020 году.
Но мы также можем представить себе комбинации и технологии, которые более адаптированы к индивидуальным выбросам», — говорит Хагг.Новый стенд для испытаний мембран в Тронхейме NTNU и SINTEF также находятся в процессе строительства установки для испытаний мембран, которую планируется установить на испытательном стенде SINTEF в Тиллер в Тронхейме этой осенью.«Здесь преимущество состоит в том, что мы можем проводить различные серии испытаний в контролируемых условиях, основанных на различных комбинациях газов, и тем самым моделировать различные типы источников выбросов.
У нас есть возможность продемонстрировать технологию на альтернативных источниках выбросов и постоянно оптимизировать "Мы продолжим испытания, пока не получим документальных результатов. И в какой-то момент мы надеемся, что промышленный субъект заинтересуется покупкой или лицензированием технологии", — говорит Хагг.