CO₂-ийг нөхөн сэргээх үндсэн дөрвөн үе шаттай үйл явц
CO₂-г нөхөх үндсэн зарчим бол түүнийг холимог хийн урсгалаас сонгон тусгаарлах явдал юм. Энэ нь стандартчилсан дөрвөн үе шаттай үйл явцаар дамжин хэрэгждэг:
1. Урьдчилсан боловсруулалт: Утааны хийн хольцыг зайлуулах
Түүхий яндангийн хийг эхлээд цэвэрлэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь зэврэлт, бөглөрөл, доод урсгалыг барих төхөөрөмжид ажиллах чадвар буурахаас сэргийлнэ.
Тоос зайлуулах: Цахилгаан шингээгч эсвэл уусгагчийг бөглөж, ялгах үр ашгийг бууруулдаг тоосонцорыг (тоос) зайлуулахын тулд цахилгаан тунадаагч эсвэл уутны шүүлтүүрийг ашигладаг.
Хүхэргүйжүүлэх ба денитрификах: Хүхрийн давхар исэл (SO₂) болон азотын ислийг (NOₓ) зайлуулахын тулд утааны нойтон хийн хүхэргүйжүүлэх (жишээлбэл, шохойн чулуу-гипсэн арга) болон Сонгомол каталитик бууруулах (SCR) аргыг ашигладаг. Эдгээр хольц нь тоног төхөөрөмжийн зэврэлт үүсгэж, уусгагч бодисоор хүсээгүй бүтээгдэхүүн үүсгэж, эцсийн CO₂ цэвэршилтийг бууруулдаг.
Шингэн алдалт: Хөргөгч ба шингээгч хатаагч нь бага температурт барих явцад мөс үүсэх, дамжуулах хоолойн бөглөрөл үүсэхээс сэргийлж, идэмхий нүүрстөрөгчийн хүчил үүсэхээс сэргийлж усны уурыг зайлуулдаг.
2. Баривчлах & салгах: Сонгомол CO₂ тусгаарлалт
Энэ нь нөхөн сэргээх үйл явцын гол цөм бөгөөд хамгийн их технологийн эрчимтэй, зардал ихтэй үе шат бөгөөд нийт хөрөнгө оруулалтын 60-70 хувийг эзэлдэг. Урьдчилан боловсруулсан хий нь CO₂-ийг физик эсвэл химийн аргаар N₂ ба O₂-аас сонгон ялгаж авах төхөөрөмжид ордог.
3. Цэвэршүүлэх, цэвэршүүлэх: CO₂ цэвэршилтийг нэмэгдүүлнэ
Баригдсан 'түүхий' CO₂ (ихэвчлэн 85-95% цэвэр) нь N₂, O₂, H₂S зэрэг үлдэгдэл хольцыг арилгахын тулд нэмэлт цэвэрлэгээ хийх шаардлагатай болдог. Шаардлагатай цэвэр байдлын түвшин нь ашигласан технологийг заадаг.
Хүнсний зэрэглэл (≥99.9% цэвэршилт): Ундааны карбонатжуулалт эсвэл хүнсний нэмэлт болгон ашиглахын тулд шингээх цамхаг (N₂/O₂ арилгахын тулд молекул шигшүүр ашиглан) болон нэрэх багана (гэрлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хольцыг ялгах) хослуулан хэрэглэх шаардлагатай.
Аж үйлдвэрийн зэрэглэл (95-98% цэвэршилт): Газрын тосны боловсруулалтыг сайжруулах (EOR) эсвэл химийн нийлэгжилт гэх мэт хэрэглээний хувьд цэвэршилтийн шаардлага нь бага хатуу бөгөөд энэ нь хялбаршуулсан, илүү хэмнэлттэй цэвэршүүлэх процессыг зөвшөөрдөг.
4. Шахах & Хадгалах: Шингэн эсвэл Суперкритик төлөвт хувиргах
Цэвэршүүлсэн CO₂ хий нь хадгалалт, тээвэрлэлтийг үр ашигтай байлгах үүднээс даралттай, хөргөлттэй байдаг.
Хий нь компрессор руу орж, даралтанд (ихэвчлэн 2.0-7.38 МПа хүртэл) -20 ° C-аас -30 ° C хүртэл хөргөнө.
Энэ процесс нь CO₂-г шингэн эсвэл суперкритик төлөвт (CO₂ эгзэгтэй цэг: 7.38 МПа ба 31.1 ° C) хувиргаж, дараа нь тусгай зориулалтын, тусгаарлагдсан саванд хадгалагдаж, ашиглалт эсвэл шүүрлийг хүлээж байна.
Тэргүүлэх зураг авалтын технологиудын харьцуулалт
Баривчлах технологийг сонгох нь утааны хийн шинж чанар, өртөг зардал, ашиглалтын шаардлагаас ихээхэн хамаардаг.
| Технологийн зам |
Үндсэн зарчим |
Давуу |
тал Сул тал |
Тохиромжтой хэрэглээ |
| Химийн шингээлт |
Тогтвортой карбамат үүсгэхийн тулд CO₂-тай химийн урвалд ордог шүлтлэг уусгагчийг (жишээлбэл, MEA, DEA) ашигладаг. Дараа нь уусгагчийг халааж (120-150 ° C) холбоог тасалж, CO₂ ялгаруулж, уусгагчийг сэргээнэ. |
1. Өндөр Сонголт: CO₂ бага концентрацид ч гэсэн маш сайн барих үр ашиг (≥90%).
2. Боловсронгуй технологи: Олон тооны үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд өргөнөөр батлагдсан. |
1. Өндөр нөхөн сэргэх эрчим хүч: Уусгагч халаалт нь нийт эрчим хүчний хэрэглээний 70 гаруй хувийг эзэлдэг тул ашиглалтын зардал өндөр байдаг.
2. Уусгагчийн задрал: Уусгагч нь муудаж, дэгдэмхий болж, нөхөн сэргээх шаардлагатай бөгөөд хоёрдогч бохирдол үүсгэж болзошгүй.
3. Идэмхий: Тоног төхөөрөмжид өндөр үнэтэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй материал шаардагдана. |
CO₂ бага агууламжтай (10-15%), тогтвортой хийн урсгалтай, нүүрсээр ажилладаг цахилгаан станцууд, хог хаягдлаас эрчим хүч гаргах зуух зэрэг хувилбарууд. |
| Физик шингээлт |
Бага температур/өндөр даралтад гадаргуу дээрээ CO₂-ийг барьж авдаг хатуу шингээгч (жишээлбэл, молекул шигшүүр, идэвхжүүлсэн нүүрс, СЯ) ашигладаг. Температурыг нэмэгдүүлэх эсвэл даралтыг бууруулах (TSA/PSA) замаар CO₂ ялгардаг (десорбци). |
1. Нөхөн сэргээх энерги бага: Эрчим хүчний зарцуулалт нь химийн шингээлтээс 30-50% бага.
2. Иддэггүй: шингээгч бодис нь идэвхгүй байдаг тул төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
3. Байгаль орчинд ээлтэй: Уусгагчийн алдагдал болон холбогдох бохирдолгүй. |
1. Бага агууламжтай үед үр ашиг багатай: ≥15% CO₂ агууламжтай утааны хийд хамгийн тохиромжтой.
2. Хязгаарлагдмал хүчин чадал: Адсорбент нь хязгаарлагдмал хүчин чадалтай тул байнга нөхөн сэргээх цикл, илүү их хэмжээний тоног төхөөрөмжийн эзэлхүүнийг шаарддаг.
3. Бохирдолд өртөмтгий: Усны уур болон бусад хольц нь шингээгч материалыг идэвхгүй болгодог. |
Цементийн зуух, ган тээрмийн коксын хий зэрэг CO₂-ийн өндөр агууламжтай (15-25%), хольцын түвшин багатай хувилбарууд. |
| Мембран тусгаарлалт |
CO₂-г сонгон нэвтрүүлэх чадвартай полимер мембраныг (жишээ нь, полиимид) ашигладаг. CO₂ молекулууд мембранаар N₂-ээс 5-10 дахин хурдан өнгөрч, нэг талдаа CO₂-аар баялаг урсгал, нөгөө талдаа CO₂-аар багассан урсгал үүсгэдэг. |
1. Компакт ул мөр: Том цамхаг, хөлөг онгоц шаардлагагүй.
2. Засвар үйлчилгээ бага: Хөдөлгөөнт хэсэг байхгүй тул энгийн ажиллагаатай.
3. Уян хатан, өргөтгөх боломжтой: Модульчлагдсан загвар нь мембран нэгжийг нэмэх, хасах замаар янз бүрийн хийн урсгалын хурдыг хялбархан тохируулах боломжийг олгодог. |
1. Тусгаарлалтын үр ашиг бага: Нэг үе шаттай салгахад зөвхөн 80-85% цэвэршилттэй байдаг ба энэ нь ихэвчлэн олон үе шатыг цувралаар хийх шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь зардлыг нэмэгдүүлдэг.
2. Нөхцөл байдалд мэдрэмтгий: Мембран нь өндөр температур, хольцын нөлөөнд өртөмтгий байдаг тул урьдчилан нарийн боловсруулалт хийх шаардлагатай бөгөөд мембраны ашиглалтын хугацаа 3-5 жил байна.
3. Бага концентрацид эрчим хүчний өндөр хэрэглээ: Шингэрүүлсэн хийн урсгалд эрчим хүчний хэрэглээ мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. |
Хийн урсгалын хэлбэлзэлтэй жижиг болон дунд оврын байгууламжууд (жишээлбэл, жижиг химийн үйлдвэрүүд, түгээх цахилгаан станцууд) эсвэл эрлийз процесст баяжуулалтын өмнөх үе шат болгон. |
