Packinox raises the odds for cost-effective clean coal | Alfa Laval

Packinox palielina izredzes iegūt rentablas tīras ogles

Lai oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas iekārtas būtu komerciāli dzīvotspējīgas, ir svarīgi efektīvi siltummaiņi. Tagad pasaulē tiek būvēti pirmie lielie objekti, un Alfa Laval Packinox tehnoloģija ar tās unikālo izmēru un procesa veiktspējas kombināciju, šķiet, veicinās tik ļoti vajadzīgos apjomradītos ietaupījumus.

Kā risināt pieaugošo CO2 emisiju problēmu


Ar oglēm darbināmas spēkstacijas saražo aptuveni trešdaļu no pasaules oglekļa dioksīda emisijām, un paredzams, ka 2035. gadā to īpatsvars palielināsies līdz aptuveni 45 procentiem, liecina Starptautiskās Enerģētikas aģentūras dati. Lai gan tiek ieguldītas milzīgas pūles atjaunojamo enerģijas avotu meklēšanā un attīstībā, paies ilgs laiks, līdz šīs tehnoloģijas tiks pietiekami attīstītas, lai nodrošinātu nopietnu alternatīvu oglēm un citam fosilajam kurināmajam. Tāpēc ir ļoti svarīgi atrast tīrākus veidus, kā sadedzināt ogles.

Oglekļa dioksīda uztveršana un uzglabāšana jeb CCS ir tehnoloģiju grupa oglekļa dioksīda uztveršanai, saspiešanai un uzglabāšanai, kas ir veids, kā mazināt šo problēmu. Pēdējos gados ir uzbūvētas nelielas CCS ražotnes, lai novērtētu CCS tehnoloģijas, un pēc tam tika uzbūvētas pirmās rūpnieciska mēroga iekārtas. Tomēr vēl ir daudz darāmā, jo 2020. gada dati liecina, ka no 35 miljardiem tonnu emitētā CO2 ekvivalenta ir rekuperēti tikai aptuveni 35 miljoni tonnu. Divas pasaulē lielākās ogļu izmantotājas elektroenerģijas ražošanai - ASV un Ķīna - cenšas kļūt par pasaules līderēm CCS jomā.

Divas metodes


Divas izplatītākās oglekļa dioksīda uztveršanas tehnoloģijas ir pirms sadegšanas un pēc sadegšanas. Pēc sadegšanas CO2 tiek atdalīts pēc ogļu sadedzināšanas. Šī tehnoloģija ir izstrādāta parastajām ogļu spēkstacijām, kurās ogles tiek izmantotas kā cietais kurināmais, lai sadedzinot ražotu siltumu un elektroenerģiju. Šis ir visizplatītākais elektroenerģijas ražošanas veids no oglēm. 

Priekšsadedzināšanas iekārtās oglekļa dioksīds tiek atdalīts pirms sadegšanas. Tehnoloģija ir izstrādāta integrētās gazifikācijas kombinētā cikla (IGCC) spēkstacijām, kurās gazifikācijas procesā ogles pārvērš sintētiskā gāzē, ko izmanto spēkstacijas darbināšanai. IGCC maksimāli palielina elektroenerģijas ražošanu un samazina gaisu piesārņojošo vielu, galvenokārt NOx un SOx, emisijas.

CCS atdalīšanas tehnoloģijas ir līdzīgas pēc un pirms sadegšanas. Gāze, kas satur CO2, saskaras ar šķīdinātāju, kas vispirms uztver CO2 un pēc tam to atbrīvo, ļaujot saspiest un uzglabāt oglekļa dioksīdu.

Kad CO2 ir uztverts, to var uzglabāt ģeoloģiskos veidojumos. To var izmantot arī uzlabotai naftas ieguvei (EOR) - metodei, kad oglekļa dioksīds, sajaukts ar ūdeni, tiek iesūknēts vecos naftas urbumos, lai palīdzētu iegūt papildu naftu. Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta datiem EOR tehnoloģijai ir potenciāls palielināt naftas ieguves efektivitāti no aptuveni 30 % līdz vairāk nekā 60 %. 

Enerģijas izmaksu samazināšana ar efektīvu siltuma pārnesi


CCS procesā ir nepieciešams veikt daudz dzesēšanas, sildīšanas, kondensācijas un atkārtotas vārīšanas darbību, tāpēc enerģijas izmaksas veido lielu daļu no CCS procesa izmaksām. Efektīvi siltummaiņi ir būtisks faktors CCS izmaksu samazināšanā, padarot šo procesu komerciāli dzīvotspējīgāku.

Alfa Laval ir iesaistījusies siltummaiņu tehnoloģiju izstrādē gandrīz pusē no 30 līdz 40 pasaules neliela mēroga CCS izmēģinājuma iekārtām. Kad CCS tehnoloģija pārgāja jaunā posmā, kurā tiek būvētas liela mēroga demonstrējumu vietas, Alfa Laval Packinox siltummainis atklājās kā vērtīgs ieguvums, jo īpaši priekšsadedzināšanas procesā IGCC stacijās.

Packinox - ideāls siltummainis CCS lietojumiem


Alfa Laval Packinox ir visvienkāršākais iekārtu izkārtojums, kāds šobrīd ir pieejams tirgū. Piemēram, mūsdienīgai IGCC-CCS 600 MW jaudīgai iekārtai nepieciešami tikai divi Packinox siltummaiņi, salīdzinot ar daudzkārt lielāku skaitu, ja izmanto čaulas un caurules konstrukcijas.

Līdz ar to Packinox ir viens no zemākajām kapitāla izmaksām un ekspluatācijas izmaksām, jo tas nodrošina augstu siltuma apmaiņas koeficientu un ļoti lielu siltuma apmaiņas virsmas laukumu uz vienu siltummaini - līdz aptuveni 20 000 kvadrātmetru. Abas šīs īpašības ir svarīgas siltuma apmaiņas procesā, jo tas ir saistīts ar ļoti mazām temperatūras atšķirībām starp šķidrumiem, kā arī lieliem plūsmas ātrumiem. 

Papildu ietaupījumus, izmantojot Packinox, nodrošina plākšņu konstrukcija, kurai ir ļoti mazs iekšējais tilpums, kas samazina šķīdinātāja daudzumu procesa cilpā. Turklāt Packinox var darboties ar spiedienu, kas ir līdzīgs gazifikatora spiedienam. Priekšsadedzināšanas iekārtās, kur gazifikators darbojas ar augstu spiedienu, tas ļauj attīrīt gāzveida gāzi, pirms tam to nedekompresējot, tādējādi vēlāk ievērojami ietaupot CO2 atkārtotas kompresijas izmaksas.

Divas iekārtas ASV


ASV valdība apgalvo, ka ir veikusi pasaulē lielākos ieguldījumus CCS, Enerģētikas departamentam izmantojot gandrīz 4 miljardus ASV dolāru federālo līdzekļu, ko papildina vairāk nekā 7 miljardi ASV dolāru privāto ieguldījumu, lai īstenotu vairākus demonstrējumu projektus.

Alfa Laval ir veiksmīgi aprīkojusi divas oglekļa uztveršanas iekārtas lielākajās pilna apjoma IGCC spēkstacijās ASV: viena no tām ir modernizēta, lai padarītu spēkstaciju "gatavu oglekļa uztveršanai" Edwardsportā, Indiānā, otra - 600 MW jaudīgajai Misisipi spēkstacijai - pirmajai pasaulē pilna apjoma IGCC spēkstacijai, kas uztver CO2 jau no tās darbības sākuma. Abām uztveršanas iekārtām, neraugoties uz to lielo jaudu, bija nepieciešami tikai divi ļoti liela izmēra Packinox siltummaiņi, un tās darbojas apmierinoši, kad ir aktīvas.

Autors: Michael Lawton

Cleantech-carbon-capture-intro-final.jpg

Oglekļa uztveršana, izmantošana un uzglabāšana


Iespējams, esat dzirdējuši par oglekļa uztveršanu, izmantošanu un uzglabāšanu (CCU/S), bet vai esat zinājuši, ka tehnoloģijas, kas to nodrošina, pastāv jau gadu desmitiem? Ņemot vērā ierobežotās dekarbonizācijas iespējas tādās nozarēs kā naftas un gāzes, enerģētikas, naftas pārstrādes, naftas ķīmijas un cementa rūpniecība, CCU/S būs būtiska enerģētikas tirgus nākotnei. Iepazīstiet mūsu siltuma pārvades iekārtu portfeli, kas izstrādātas, lai maksimāli palielinātu oglekļa dioksīda uztveršanas efektivitāti.

Uzzini vairāk

 

Sazinies ar mums

Šī informācija tiek glabāta un apstrādāta saskaņā ar mūsu konfidencialitātes politiku.