Fig. 1 Översikt över processen som använder "H2 stripping regeneration technology" CO2-partialtrycket i desorbern sänks av H2 som tillförs till botten av desorbern och massöverföringen av CO2 från en flytande fas (dvs. aminlösning som absorberar CO2) till en gasfas accelereras, gör desorbertemperaturen lägre. Blandningen av CO2- och H2-gaser som samlas upp från desorberns huvud kan användas som material för CO2-reduktionsreaktionen. Som illustreras i figuren, processen att tillverka petroleumoberoende bränsle eller kemikalier görs möjlig genom att använda H2 som elektrolyseras av förnybara energikällor (t.ex. solenergi) och CO2 som ingår i avgaserna från anläggningar som kraftverk. Kredit:Nagoya University
En forskargrupp vid Nagoya University har utvecklat en ny teknik som drastiskt kan spara energin som används för att fånga upp koldioxid (CO) 2 ), en av växthusgaserna, från anläggningar som värmekraftverk. Konventionellt, en betydande mängd energi (3 till 4 GJ/ton-CO 2 ) eller höga temperaturer över 100 grader C har krävts för att fånga upp CO 2 från gaser som släpps ut från en koncentrerad källa, och det finns förväntningar på utvecklingen av CO2-avskiljningsteknik som förbrukar mindre energi.
Forskargruppen som leds av biträdande professor Hiroshi Machida har utvecklat en aldrig tidigare skådad CO 2 fångstteknik, nämligen H 2 stripping regenereringsteknik1), där väte (H 2 ) gas tillförs regenereringstornet (desorbern)2). Det indikeras i denna forskning att med implementeringen av denna nya teknik, förbränningsavgaser kan ersättas med CO 2 /H 2 gas vid lägre temperaturer (85 grader C) än de som används inom konventionell teknik. Den ytterligare minskningen av energin kan uppnås när den kombineras med tekniker som de som är involverade i främjandet av avgasutnyttjande och återvinning av reaktionsvärme.
Denna nya teknik kan uppvisa världens högsta energibesparande prestanda (dvs. separation och insamling av energi som krävs är mindre än 1 GJ/ton-CO 2 när en desorbertemperatur är 60 grader C) när den kombineras med det fasseparerande lösningsmedlet som denna forskargrupp också har utvecklat.
Denna teknik förväntas vara tillämpbar på förädlade materialproduktion såsom synteser av metan, metanol, bensin, etc., från CO 2 i förbränningsavgaserna och H 2 från förnybar energi, och förväntas bidra till kolåtervinning.
Fig 2. Jämförelse av H2/CO2-förhållandet i uppsamlad gas och temperaturminskning i desorbern När H2/CO2-förhållandet ökar, temperaturen i botten av desorbern kommer att minska. Stökiometriskt, det ideala H2/CO2-förhållandet är 4 för metansyntesprocessen och 3 för metanolsyntesprocessen (se området inom ellipsen i figuren). Fasseparationslösningsmedlet kännetecknas av en låg regenereringstemperatur, och H2-strippningsregenereringsprocessen kan ytterligare sänka regenereringstemperaturen. Kredit:Nagoya University
(1) H 2 stripping regenereringsteknik
I den konventionella processen för att syntetisera bränsle eller kemikalier från CO 2 och förnybar H 2 , ren CO 2 uppsamlas och blandas sedan med H 2 innan de tillförs reaktorn. I H 2 stripping regenereringsteknik, H 2 gas tillförs i botten av desorbern. Som ett resultat, CO 2 partialtrycket i desorbern sänks, som främjar regenerering och sänker regenereringstemperaturen. Blandningen av CO 2 och H 2 gaser som samlas upp från desorberns huvud tillförs direkt till syntesreaktorn.
(2) Regenereringstorn (Desorber)
I aminabsorptionsmetoden, CO 2 absorptions- och regenereringstorn (dvs. absorbator och desorber) används för att separera och samla upp CO 2 i avgasblandningen från anläggningar som kraftverk. Gaser som N2 och O2, förutom CO 2 , ingår i förbränningsavgaserna från dessa anläggningar och ren CO 2 gas samlas upp med denna aminabsorptionsmetod. Endast CO 2 gas absorberas i absorbatorn av aminlösning, och den värms sedan upp i desorbern för att regenerera ren CO 2 gas. Med andra ord, endast CO 2 gas kan utvinnas från blandningen av gaser.
