Том 335 № 12 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/12/4555
Технологии улавливания и хранения углекислого газа при конверсии, использовании топлива и газообразных отходов энергопроизводства
Актуальность. Сохраняющаяся зависимость от сжигания углеродсодержащего топлива для энергетики и промышленности приводит к необходимости разработки различных категорий технологий сокращения выбросов углекислого газа. Цель. Разработка технологий улавливания, хранения углерода для всех этапов превращения и переработки топлива, обеспечивающих низкоуглеродный цикл производства электрической и тепловой энергии, а также промышленных и социальных объектов. Методы. Химическая, физическая адсорбция и абсорбция. Результаты и выводы. Для крупных производителей промышленности и энергетики, для малых потребителей энергии нужно руководствоваться принципами экологичности и экономичности при осуществлении производственного процесса, а для повышения процента удаления углекислого газа осуществлять технологии декарбонизации на всех этапах процесса производства электро- и тепловой энергии. Для категории удаления СО2 на стадии предварительной конверсии топлива разработаны и апробированы композиции адсорбентов с использованием преимущественно экологичных и недорогих природных материалов на основе бентонита. Улавливающая способность разработанных адсорбентов составляет 85–98 %. Для категории удаления СО2 на стадии использования топлива представлена гибридная энергосистема, включающая микрогазовую турбину с рекуперацией тепла, высокотемпературный топливный элемент и другие аппараты и связывающие их материальные потоки. Опытно-промышленный образец гибридной энергосистемы мощностью 30 кВт будет производить тепловую, электроэнергию, пар, горячую воду. В таком варианте гибридная система может работать как автономный источник энергии для небольших социальных и коммерческих объектов, представляя пилотный этап инженерно-конструкторского воплощения результатов гибридной системы промышленного уровня. Для категории удаления углекислого газа на стадии выделения СО2 из смеси дымовых газов после конверсии топлива был предложен блок удаления СО2 из дымовых газов абсорбционным методом. Лучшей абсорбционной способностью обладают растворы 15 % моноэтаноламина, 15 % раствор аммиака, 6 % раствор гидроксида натрия. Предлагается оснастить гибридную энергосистему блоком улавливания CO2 для полной декарбонизации газовых выбросов на основе технологии замкнутого цикла. Предлагаемая технология улавливания и хранения углекислого газа на стадии постконверсии топлива характеризуется простотой воплощения и экономической доступностью.
Ключевые слова:
декарбонизация, газообразные отходы, адсорбенты, абсорбенты, топливный элемент