Billiga tekniker för att återvinna CO från rökgas? 

När du hör om "billigt"? CO-avskiljningsmetoder, jag vill genast fråga: vad anses vara billigt? Noll kostnader? Eller är det helt enkelt billigare än att konvertera till metanol? Branschen blandar ofta ihop lägre driftskostnader med lägre kapitalinvesteringskostnader. Min erfarenhet tyder på att om vi pratar specifikt om rökgaser, där koncentrationen av CO kan variera från några till tiotals procent, och i närheten finns det mycket kväve och fukt, då "billighet"? visar sig ofta vara en myt, förutom alternativ med direkt efterbränning för värme. Men även här är inte allt enkelt.

Viktig missuppfattning: ?billigt? betyder? enkel?

Många kunder, särskilt inom små industrier, kommer med begäran: "Vi måste återvinna CO från avgaser, budgeten är begränsad?". Som regel innebär de installation av en katalytisk efterbrännare. Ja, den är relativt billig utrustningsmässigt. Men när man börjar räkna kommer detaljerna fram. För det första, om CO i blandningen är mindre än 0,5-1 % är det ofta inte längre lönsamt att bränna det med bränsletillförsel - energikostnaderna äter upp alla besparingar. För det andra, gasens sammansättning. Svavel, damm, fosfor är vanliga följeslagare till rökgaser från metallurgi eller avfallsförbränning. De dödarbillig katalysatori månader, eller till och med veckor. Du pratar om behovet av dyr flerstegsstädning – och du ser hur intresset bleknar. Det visar sig att billig teknik går på bekostnad av dyr utbildning. Detta är den första stötestenen.

Vi hade ett projekt om gas från en ferrolegeringsugn. CO på cirka 12 % verkar vara en utmärkt koncentration för bortskaffande. Men det fanns damm som innehöll zink och alkalimetaller. Standardzeolitbaserade adsorbenter eller till och med koppar-zinkkatalysatorer förlorade snabbt aktivitet. Det var nödvändigt att designa en elektrisk avskiljare och en våtskrubber, vilket ökade installationskostnaden med en och en halv gånger. Kunden vägrade och bestämde sig för att helt enkelt skingra den genom ett högt rör. Sparande? Bara på papper och bara på kort sikt.

Så min första regel: billig teknik börjar med noggrann och ärlig gasanalys över en lång period. Inte en engångsmätning, utan övervakning. Annars går alla beräkningar åt helvete.

Adsorptionsmetoder: var är den verkliga kostnaden gömd?

PSA (pressure swing adsorption) annonseras ofta someffektiv lösningatt släppa ut CO. Tekniken är i princip beprövad. Men dess "billighet" för rökgaser är en kontroversiell fråga. Den huvudsakliga kostnadsposten är inte själva adsorbatorerna, utan förtorkning. CO2 och vattenånga konkurrerar med CO om de aktiva platserna för adsorbenten, vilket kraftigt minskar dess effektivitet. Det betyder att du behöver en seriös torkenhet, ofta med djup kylning. Det är energikrävande.

Vi arbetade med en installation på en av de kinesiska kemifabrikerna; projektet övervakades av Chengdu Yizhi Technology Co. Deras experter föreslog ett kombinerat schema: absorption med monoetanolamin för att avlägsna huvuddelen av CO2, sedan adsorptionstorkning och först sedan PSA på kolmolekylsiktar. Enligt deras beräkningar gav detta en acceptabel kostnad för den separerade CO2. Nyckeln var att använda värmeåtervinning från andra anläggningsprocesser för att regenerera adsorbenterna. Utan denna "gratis" började värmeekonomin bli skakig.

Intressant poäng frånYizhi teknologi: de fokuserade på att anpassa adsorptionscykler för en specifik, "smutsig" sådan. gasprofil. Vi tog inte färdiga lösningar från katalogen, utan modellerade processen. Det är precis den detaljen som skiljer designarbete från att sälja utrustning. Du kan hitta fall på deras hemsida yzkjhx.ru, men där presenteras naturligtvis allt smidigare än i verkligheten med sin oändliga driftsättning.

Katalytiska transformationer: inte bara efterförbränning

Varför tänker alla bara på oxidation till CO2? Det finns också reaktioner, till exempel hydrering till metan (metanering) eller Fischer-Tropsch-syntes. Men de kräver väte. Var kan jag få det billigt? Om det finns en källa i närheten, till exempel alkalisk elektrolys, kan det övervägas. Men återigen stöter vi på komplex logistik och kostnaden för H2.

Vi försökte överväga alternativetkatalytisk oxidationmed värmeåtervinning för spillvärmepanna. Tekniskt sett - ett fungerande system. Men ekonomin är starkt beroende av stabiliteten i gastrycket och förbrukningen. Vid en av cementfabrikerna ledde fluktuationer i ugnens drift till att pannan antingen arbetade med sin designade kapacitet eller helt enkelt cirkulerade luft. Värmen avlägsnades ojämnt, ångcykeln fungerade intermittent. En till synes billig metod för värmeåtervinning blev en huvudvärk för operatörerna.

En annan subtil punkt är valet av katalysator. En billig koppar-kromkatalysator arbetar i ett smalt temperaturfönster och är rädd för "överskott?" syre. Dyr platina är mer stabil, men dess stöld blir en verklig risk på vissa webbplatser. Detta är praktiskt nonsens som det inte skrivs om i artiklar.

Biotekniska tillvägagångssätt: framtid eller nischlösning?

Jag hörde om erfarenheten av att använda karboxidotrofa bakterier som absorberar CO. Det låter futuristiskt och "billigt", eftersom bakterierna ska reproducera sig själva. Men i livet finns det enorma bioreaktorer som kräver strikt kontroll av temperatur, pH och näringstillförsel. Och viktigast av allt, vad ska man göra med biomassa? Det måste också kasseras.

Jag såg en pilotanläggning vid en timmerbearbetningsanläggning. Vi tog gas från en vedavfallspanna. Problemet låg i inhibitorerna - hartser och fenoler hämmade bakteriekulturen. Kostnaden för reningssystemet före bioreaktorn är lika med själva reaktorn. Projektet stannade vid pilottestningsstadiet. Slutsats: sådana metoder är hittills för mycket rena och stabila gasflöden, vilket nästan aldrig händer i verklig industri.

Integrering i processen: det enda sättet till ?billighet?

I min djupa övertygelse,billig CO-utvinning— Detta är inte en separat installation, utan ett alternativ som är inbyggt i företagets tekniska cykel. Det bästa exemplet jag har sett är användningen av CO som reduktionsmedel i metallurgi eller för karbonylering i kemisk syntes. Det vill säga inte återvinning, utan användbar användning utan radikal förändring av flödet.

Till exempel, vid en ättiksyraanläggning, blandades en rökgasström med hög CO-halt efter rening med den huvudsakliga råsyntesgasen. Detta krävde finjustering av katalysatorn och ytterligare övervakning, men möjliggjorde besparingar på råmaterial. Ändringarna initierades av projektgruppen, bland annat med inblandning av ingenjörer från Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. är ett designinstitut etablerat av Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. Deras roll var just i att anpassa tekniken till den befintliga infrastrukturen, och inte i att sälja en "förpackad" produkt. lösningar.

Min slutsats är denna: leta efter den magiska "billiga tekniken?" meningslöst. Du måste titta på en specifik gas, på en specifik anläggning, på dess energi- och materialbalans. Ibland är det billigaste sättet att göra huvudprocessen mer effektiv så att mindre CO produceras. Och ibland - investera i rening och sälj CO som en kommersiell produkt. Allt handlar om detaljer som bara är synliga när du är fördjupad i problemet. Resten är prat på konferenser.