गीली CO2 कैप्चर विधि: उत्पाद? 

जब लोग गीली विधि के बारे में बात करते हैं, तो बहुत से लोग तुरंत अमीन स्क्रबर के बारे में सोचते हैं, और बस इतना ही। लेकिन यह सिर्फ हिमशैल का टिप है, और अक्सर भ्रम का स्रोत होता है। हम न केवल अवशोषण प्रक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं, बल्कि पूरी श्रृंखला के बारे में भी बात कर रहे हैं: इनलेट पर गैस की संरचना से लेकर अंतिम उत्पाद तक, जिसे बेचा या निपटाया जा सकता है। और यहीं से मज़ा शुरू होता है, और अक्सर सबसे अधिक समस्याग्रस्त भी।

उत्पाद के पीछे क्या है? सिर्फ CO2 नहीं

निस्संदेह, पहला और स्पष्ट उत्पाद सांद्रित कार्बन डाइऑक्साइड है। लेकिन इसकी पवित्रता एक अलग कहानी है. अगर हम थर्मल पावर प्लांटों से निकलने वाली ग्रिप गैसों के बारे में बात कर रहे हैं, तो एक ठेठ के बादगीला पकड़ने की विधिएमईए (मोनोएथेनॉलमाइन) के साथ हम जल वाष्प से संतृप्त एक धारा प्राप्त करते हैं, जिसमें अमाइन, सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड के अंश भी होते हैं, यदि प्रारंभिक शुद्धिकरण अपूर्ण था। यह CO2 बेकिंग सोडा या सूखी बर्फ बनाने के लिए उपयुक्त नहीं है। अतिरिक्त, अक्सर बहुत अधिक ऊर्जा-गहन, सफाई और सुखाने की आवश्यकता होती है। इसलिए, इस स्तर पर उत्पाद एक अर्ध-तैयार उत्पाद है।

अवशोषक के बारे में क्या? अपशिष्ट समाधान सिर्फ गंदा पानी नहीं है। अवशोषण-अवशोषण चक्र के बाद, अमीन, कार्बामिक एसिड लवण और ठोस कणों के थर्मल और ऑक्सीडेटिव अपघटन के उत्पाद इसमें जमा होते हैं। इसका पुनर्जनन पतन के विरुद्ध निरंतर संघर्ष है। हमने एक बार निस्पंदन और समाधान शुद्धिकरण प्रणाली पर बचत करने की कोशिश की - परिणामस्वरूप, छह महीने में हमने अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के कारण सक्रिय एमईए का लगभग 15% खो दिया, साथ ही हीट एक्सचेंजर में जंग में काफी वृद्धि हुई। हमें तत्काल एक अतिरिक्त सुधार चरण स्थापित करना पड़ा। इसलिए इस पुनर्जनन अपशिष्ट को प्रक्रिया के उप-उत्पादों में से एक माना जा सकता है, जिसे किसी तरह निपटाने की भी आवश्यकता होती है।

और तीसरा पहलू है गर्मी. किसी समृद्ध घोल से CO2 के अवशोषण की प्रक्रिया के लिए काफी गर्मी, आमतौर पर भाप की आवश्यकता होती है। यहां उत्पाद को निम्न-श्रेणी की गर्मी माना जा सकता है, जो अक्सर आसानी से नष्ट हो जाती है। चीन में एक प्रतिष्ठान में, उन्होंने इसे पास की कार्यशालाओं के हीटिंग सिस्टम में एकीकृत करने की कोशिश की, लेकिन पाइपलाइनों की लंबाई के कारण यह महंगा साबित हुआ। प्रक्रिया के समग्र अर्थशास्त्र में सुधार के लिए इस गर्मी के उपयोग का मुद्दा एक निरंतर सिरदर्द है।

कार्बोनेट, बाइकार्बोनेट और अन्य खनिजकरण

यह दिशा कई लोगों को आकर्षित करती है क्योंकि यह ठोस लगती है: CO2 को एक ठोस उत्पाद में बांधना। व्यवहार में, सब कुछ कच्चे माल और ऊर्जा पर निर्भर करता है। सोल्वे विधि का उपयोग करके सोडा ऐश (Na2CO3) का उत्पादन क्लासिक है। वे CO2 का उपयोग करते हैं, लेकिन यह प्रक्रिया सस्ती नहीं है। अधिक आधुनिक विविधताएँ सोडियम बाइकार्बोनेट का उत्पादन या कैल्शियम कार्बोनेट का अवक्षेपण हैं।

हमने एक पायलट प्रोजेक्ट में भाग लिया जहां हमने गठबंधन करने की कोशिश कीगीला कब्जाअवक्षेपित कैल्शियम कार्बोनेट (पीसीसी) के उत्पादन के साथ। विचार यह था कि शुद्ध CO2 को कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल वाले रिएक्टर में डाला जाए। तकनीकी रूप से यह काम कर गया, लेकिन अर्थव्यवस्था मुझे मार रही थी। कागज या प्लास्टिक उद्योग के लिए आवश्यक शुद्धता और सुंदरता का पीसीसी प्राप्त करने के लिए चूने की गुणवत्ता (CaO) बहुत अधिक होनी चाहिए। नीबू का दूध तैयार करने और फिर उत्पाद को छानने की लागत ने पीसीसी बेचने से होने वाले किसी भी संभावित लाभ को ख़त्म कर दिया। आस-पास कैल्शियम का सस्ता और उच्च गुणवत्ता वाला स्रोत खोजने की समस्या के कारण परियोजना रुक गई।

मैग्नीशियम सीमेंट के उत्पादन या क्षारीय अपशिष्ट को निष्क्रिय करने के विकल्प भी हैं। लेकिन ये, एक नियम के रूप में, विशिष्ट उत्पादन से जुड़े विशिष्ट समाधान हैं। यहां कोई सार्वभौमिक उत्पाद नहीं है. प्रत्येक मामले में एक अलग तकनीकी ऑडिट की आवश्यकता होती है: किस प्रकार की गैस, कौन सी अशुद्धियाँ, कार्बोनेट के लिए अंतिम बाजार क्या है।

वास्तविक परियोजनाओं से अनुभव: पायलट से हार्डवेयर तक

कार्यान्वयन हमेशा एक समझौता होता है. मुझे एक रासायनिक संयंत्र में सिस्टम आधुनिकीकरण परियोजना याद है। यूरिया बनाने के लिए रूपांतरण गैसों से CO2 एकत्र करने के लिए वहां एक पुराना स्क्रबर था। लक्ष्य था कार्यकुशलता बढ़ाना. अवशोषक पैकिंग को बदलने के अलावा, एक महत्वपूर्ण परिवर्तन दुबले और समृद्ध समाधान के बीच गर्मी को पुनर्प्राप्त करने के लिए मल्टी-स्टेज हीट एक्सचेंजर की स्थापना थी। इससे पुनर्जनन के लिए ऊर्जा लागत लगभग 20% कम हो गई। लेकिन इस कहानी का परिणाम न केवल संश्लेषण के लिए सस्ता CO2 था, बल्कि पाइपों को बदलने के लिए किलोमीटर की रसद भी थी, क्योंकि नए हीट एक्सचेंजर को एक अलग साइट पर ले जाना पड़ा।

दूसरा मामला कंपनी से जुड़ा हैचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी. उन्होंने धातुकर्म संयंत्रों में से एक में गैस शुद्धिकरण के लिए उपकरणों की आपूर्ति के लिए सहयोग में एक डिजाइन संस्थान के रूप में काम किया। दस्तावेज़ीकरण और हमारी बातचीत को देखते हुए, उनका दृष्टिकोण हमेशा काफी व्यावहारिक रहा है: सुपर-नई प्रौद्योगिकियों का पीछा नहीं करना, बल्कि सिद्ध योजनाओं को अपनानागीला कब्जाग्राहक की विशिष्ट स्थितियों के लिए - दबाव, गैस संरचना, आवश्यक शुद्धता। उनकी वेबसाइट परyzkjhx.ruआप देख सकते हैं कि डिजाइन से लेकर इंस्टॉलेशन तक, पूर्ण चक्र इंजीनियरिंग पर जोर दिया गया है। यह मूल्यवान है क्योंकि हमारे क्षेत्र में, एक सुंदर प्रयोगशाला सेटअप और दुकान के फर्श पर काम करने वाली प्रयोगशाला दो बड़े अंतर हैं। ठोस पंजीकृत पूंजी के साथ हुआक्सी टेक्नोलॉजी की सहायक कंपनी के रूप में उनका अनुभव गैस पृथक्करण और शुद्धिकरण क्षेत्र में उनके इरादों की गंभीरता को इंगित करता है।

विफलताओं के बीच: एमईए को अवशोषक के रूप में उपयोग करने का प्रयास नहीं किया गया था, बल्कि एक जर्मन आपूर्तिकर्ता से संक्षारण अवरोधकों के योजक के साथ एमाइन का मिश्रण था। सिद्धांत रूप में, पुनर्जनन के लिए कम ऊर्जा खपत, कम अपघटन। व्यवहार में, जब डीसॉर्बर में तापमान में उतार-चढ़ाव होता है, अवक्षेपण होता है और नोजल बंद हो जाते हैं, तो एडिटिव्स खराब व्यवहार करते हैं। मुझे मापदंडों के अधिक सावधानीपूर्वक नियंत्रण के साथ क्लासिक योजना पर लौटना पड़ा। निष्कर्ष: किसी भी नए अभिकर्मक को एक महीने के लिए नहीं, बल्कि संभावित तनावपूर्ण स्थितियों के साथ कम से कम एक पूर्ण उत्पादन चक्र के लिए पायलट परीक्षण की आवश्यकता होती है।

अर्थव्यवस्था और भविष्य: बाज़ार कहाँ जा रहा है?

अब चलन सिर्फ पकड़ने का नहीं, बल्कि उसका उपयोग खोजने का है। सीसीएस (कब्जा और भंडारण) रसद और भूविज्ञान में आता है। सीसीयू (कब्जा और उपयोग) - लाभप्रदता में। मेरी राय में, सबसे आशाजनक उत्पाद मेथनॉल या सिंथेटिक ईंधन है। लेकिन यहाँगीली विधि- बस पहला कदम. हमें हाइड्रोजन (अधिमानतः हरा), और उत्प्रेरक संश्लेषण की भी आवश्यकता है। तकनीकी शृंखला लंबी हो रही है, पूंजीगत लागत बढ़ रही है।

इसलिए, निकट भविष्य में, मुख्य उत्पाद बने रहेंगे: 1) खाद्य उद्योग और वेल्डिंग के लिए वाणिज्यिक CO2 (जहां कीमत अधिक है), 2) तेल भंडार (ईओआर) में इंजेक्शन के लिए CO2, जो अब तक कुछ क्षेत्रों में कम से कम कुछ अर्थशास्त्र प्रदान करता है, और 3) रासायनिक संश्लेषण में उपयोग (उसी यूरिया उत्पादन में), जहां एक तैयार बुनियादी ढांचा है।

अपशिष्टों पर आधारित समुद्री जल या क्षारीय समाधानों का उपयोग करके प्रौद्योगिकियों के विकास को देखना दिलचस्प है। लेकिन यह अभी भी या तो बहुत महंगा है या स्थान से जुड़ा हुआ है (उदाहरण के लिए, सीमेंट संयंत्र और महासागर के बगल में)। इसका कोई सार्वभौमिक समाधान नहीं है और संभवतः होगा भी नहीं।

अंतिम विचार: उत्पाद के रूप में प्रक्रिया

परिणामस्वरूप, "उत्पाद?" प्रश्न का उत्तर देते हुए, आप इस निष्कर्ष पर पहुँचते हैं कि आधुनिक का मुख्य उत्पादगीली CO2 कैप्चर विधियह कोई पदार्थ नहीं है, बल्कि किसी विशिष्ट उद्यम की आवश्यकताओं के अनुरूप अनुकूलित एक सेवा या तकनीकी प्रक्रिया है। विश्वसनीयता, परिचालन लागत की पूर्वानुमेयता, बर्बादी को न्यूनतम करना - यही बिकता है। और इस प्रक्रिया के ढांचे के भीतर, वही वस्तु प्रवाह पैदा होते हैं: शुद्ध गैस, गर्मी, और कभी-कभी कार्बोनेट।

प्रौद्योगिकी का चुनाव हमेशा उत्पाद की शुद्धता और ऊर्जा खपत के बीच CAPEX और OPEX के बीच संतुलन की खोज है। और यहां आप गहरी इंजीनियरिंग के बिना नहीं कर सकते, वही काम जो उल्लेखित चेंगदू यिझी टेक्नोलॉजी कंपनी जैसी कंपनियां करती हैं। उनकी भूमिका सैद्धांतिक अवधारणाओं को कार्यशील पाइपलाइनों, टैंकों और नियंत्रण प्रणालियों में बदलना है। इस कदम के बिना, गीले कैप्चर उत्पादों के बारे में सभी बातें अकादमिक चर्चाएँ बनकर रह जाएंगी।

तो, संक्षेप में कहें तो: हाँ, उत्पाद हैं, और उनकी सीमा जितनी दिखती है उससे कहीं अधिक व्यापक है। लेकिन उन्हें प्राप्त करना स्क्रबर स्थापित करने का स्वचालित परिणाम नहीं है। यह एक जटिल कार्य है जहां रसायन विज्ञान, ताप इंजीनियरिंग और अर्थशास्त्र साथ-साथ चलते हैं। और सफलता प्रयोगशाला में नहीं, बल्कि औद्योगिक स्थल पर, वास्तविकता के साथ दैनिक संघर्ष में निर्धारित होती है।