ग्रिप गैस से CO2 के पुनर्चक्रण के लिए सस्ती तकनीक? 

सस्ता? जब आप कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर के संदर्भ में यह शब्द सुनते हैं, तो आप तुरंत जांचना चाहते हैं कि वार्ताकार वास्तव में किस बारे में बात कर रहा है। अक्सर "सस्तापन" के तहत कम पूंजीगत लागत को समझा जाता है, परिचालन लागत के बारे में भूल जाता है, या इसके विपरीत। या उनका आम तौर पर मतलब अपेक्षाकृत महंगे अमीन स्क्रबर्स की लागत को कम करना है। आइये बिना किसी भ्रम के समझते हैं।

"सस्तापन" कहाँ है? इसे टुकड़े-टुकड़े करके अलग करना

विपणन को छोड़कर, अर्थव्यवस्था की कुंजी गैस का स्रोत है।ग्रिप गैसथर्मल पावर प्लांट या सीमेंट प्लांट से - यह शुद्ध CO2 नहीं है। इसमें 10-25% कार्बन डाइऑक्साइड है, बाकी नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, नमी और सबसे महत्वपूर्ण अशुद्धियाँ हैं: SOx, NOx, धूल। किसी भी ?सस्ते का पहला और सबसे महंगा चरण? प्रौद्योगिकी पूर्व-सफाई है। यदि आप इसे अनदेखा करते हैं, तो आप आगे नहीं बढ़ सकते: उत्प्रेरक जहरीले हो जाएंगे, अवशोषक खराब हो जाएंगे। मैंने ऐसे इंस्टालेशन देखे हैं जहां सफाई पर पैसे बचाने के प्रयासों के कारण यह तथ्य सामने आया कि छह महीने के बाद सोखने वाले बेकार द्रव्यमान में बदल गए। पूंजी निवेश शून्य हो गया.

इसलिए, जब वे कम कीमत के बारे में बात करते हैं, तो मैं हमेशा पूछता हूं: "कीमत में क्या शामिल है?" अक्सर पायलट परियोजनाओं में, निपटान की लागत को केवल अवशोषण/अवशोषण चरण, "भूलना?" परिणामी उत्पाद की गैस तैयारी, संपीड़न, भंडारण और रसद के बारे में। पूरी श्रृंखला वह है जहां मुख्य लागत निहित है। कम लागत वाली तकनीक वह है जो एक लिंक के बजाय पूरी श्रृंखला में लागत को कम करती है।

दूसरा बिंदु ऊर्जा की खपत है। घोल को पुनर्जीवित करने के लिए आवश्यक अत्यधिक गर्मी के कारण अमीन स्क्रबिंग महंगी है। कितना घटिया?" विकल्प को या तो इस ऊर्जा को मौलिक रूप से कम करना होगा या उसी संयंत्र से अपशिष्ट ताप का उपयोग करना होगा। उदाहरण के लिए, नए प्रकार के अवशोषकों को पुनर्जीवित करने के लिए निम्न-श्रेणी की गर्मी का उपयोग करें या दबाव स्विंग सोखना (पीएसए/वीएसए) के सिद्धांतों पर काम करें, जो, हालांकि, "पेटू" भी है? संपीड़न के लिए.

खनिजकरण: बहुत अधिक शोर और एक पत्थर का परिणाम

एक बहुत ही फैशनेबल प्रवृत्ति, जिसे अक्सर रामबाण के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। विचार सरल है: अपशिष्ट (स्लैग, राख) या प्राकृतिक सिलिकेट का उपयोग करके CO2 को कार्बोनेट में बांधें। यदि कच्चा माल इधर-उधर पड़ा हुआ है तो तकनीक वास्तव में संचालित करने के लिए सस्ती हो सकती है। लेकिन यहां हम गतिकी में भाग लेते हैं। भूवैज्ञानिक कार्बोनेशन की प्राकृतिक प्रक्रिया हजारों वर्षों तक चलती है। इसे औद्योगिक पैमाने पर गति देने के लिए, आपको या तो उच्च दबाव और तापमान (फिर से ऊर्जा!), या महंगे उत्प्रेरक/एक्टिवेटर की आवश्यकता होगी।

हमने स्टील स्लैग का उपयोग करके CO2 को रीसाइक्लिंग करने की एक परियोजना में भाग लिया। प्रयोगशाला परीक्षण उत्साहवर्धक थे। लेकिन जब स्केलिंग बढ़ती है, तो समस्याएं सामने आती हैं: बैच से बैच तक स्लैग संरचना की विविधता, इसकी बेहतरीन पीसने (ऊर्जा खपत) की आवश्यकता, और सबसे महत्वपूर्ण बात, रिएक्टर में ठोस सामग्री के साथ गैस के निरंतर संपर्क को व्यवस्थित करने की कठिनाई। परिणाम या तो कम उत्पादन था या बहुत बड़ा, "महंगा" था। रिएक्टर. उत्पाद - कार्बोनेट - सैद्धांतिक रूप से बेचा जा सकता है, लेकिन क्षेत्र में इतनी मात्रा के लिए बाजार भ्रामक निकला। परियोजना पायलट स्थापना चरण में रुकी हुई है। मूल्यवान अनुभव, लेकिन तकनीकी सफलता नहीं।

खनिजीकरण पर निष्कर्ष: यह निपटान की संभावित रूप से कम लागत वाली विधि है, लेकिन कब्जा करने की नहीं। यह बिंदु अनुप्रयोग के लिए अच्छा है, जहां पास में CO2 स्रोत, एक सिलिकेट स्रोत और एक कार्बोनेट उपभोक्ता है। थर्मल पावर प्लांट से निकलने वाली विशिष्ट ग्रिप गैस के लिए, यह अभी भी कठिन है और हमेशा लाभदायक नहीं होती है।

जैविक रास्ते: शैवाल और बहुत कुछ

यह शायद सबसे अधिक ?प्राकृतिक? और मीडिया आकर्षक तरीका. CO2 का उपयोग करके शैवाल उगाएं, फिर इसका उपयोग जैव ईंधन, चारा, उर्वरक के लिए करें। एक आदर्श चक्र की तरह लगता है. वास्तविकता अधिक कठोर है. मुख्य लागत मद स्वयं बायोरिएक्टर नहीं है, बल्कि गैस की तैयारी है। शैवाल अशुद्धियों, विशेषकर सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। उन्हें सीधे परोसेंग्रिप गैस- मतलब संस्कृति की हत्या. रासायनिक विधियों की तरह ही लगभग उतनी ही गहरी सफाई की आवश्यकता होती है।

अगला प्रकाश है. उच्च उत्पादकता के लिए आपको एक बड़े क्षेत्र और अच्छी रोशनी की आवश्यकता होती है (कृत्रिम रोशनी पूरी अर्थव्यवस्था को खा जाती है)। साथ ही तापमान, पीएच, पोषक तत्वों का नियंत्रण। परिणामस्वरूप, समशीतोष्ण जलवायु में शैवाल के माध्यम से एक टन CO2 ग्रहण करने की लागत निषेधात्मक है। अर्थव्यवस्था को केवल अंतिम जैव उत्पाद (उदाहरण के लिए, फार्मास्यूटिकल्स के लिए) की उच्च लागत से ही बचाया जा सकता है। ताप विद्युत संयंत्रों से बड़े पैमाने पर कार्बन उपयोग के लिए, यह अभी तक एक विकल्प नहीं है।

अधिक सांसारिक जैविक तरीके हैं, जैसे कि पौधों की वृद्धि को तेज करने के लिए ग्रीनहाउस में CO2 का उपयोग करना। यह वास्तव में काम करने वाली और अपेक्षाकृत सस्ती प्रथा है, लेकिन रीसाइक्लिंग का पैमाना ग्रीनहाउस के क्षेत्र और मौसमी द्वारा सीमित है।

झिल्ली और अवशोषक: सामग्रियों की एक शांत दौड़

यहीं पर वर्तमान में मुख्य शोध कार्य हो रहा है, जिसका उद्देश्य विशेष रूप से लागत कम करना है। विचार ऊर्जा-गहन अमीन रिकवरी को नई सामग्रियों का उपयोग करके आसान पृथक्करण से बदलने का है। सिरेमिक और पॉलिमर झिल्ली, एमओएफ (धातु-कार्बनिक ढांचे), छिद्रित कार्बन सामग्री - सूची लंबी है।

हाइब्रिड प्रणालियाँ व्यावहारिक रुचि की हैं। उदाहरण के लिए, ग्रिप गैस से शुद्ध CO2 को अलग करने का प्रयास न करें, बल्कि एक समृद्ध मिश्रण (जैसे 50-70% CO2) प्राप्त करने के लिए झिल्लियों का उपयोग करें, जिसका उपयोग तकनीकी प्रक्रियाओं में किया जा सकता है जिन्हें उच्च शुद्धता की आवश्यकता नहीं होती है। इससे परिष्करण और संपीड़न लागत कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, मैं चीनी सहकर्मियों के काम से परिचित हूंचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैhttps://www.yzkjhx.ru). हुआक्सी टेक्नोलॉजी के आधार पर स्थापित यह डिजाइन संस्थान गैस पृथक्करण और संसाधन पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकियों पर सक्रिय रूप से काम कर रहा है। उनके पोर्टफोलियो में ऐसे समाधान शामिल हैं जहां झिल्ली पूर्व-संवर्धन को उपचार के बाद के अंतिम चरण के साथ जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल ऊर्जा लाभ होता है। वे ?सस्तेपन का वादा नहीं करते? एक जादुई शब्द की तरह, लेकिन वे एक विशिष्ट ग्राहक के लिए स्वामित्व की कुल लागत को अनुकूलित करने के बारे में बात करते हैं। यह एक ईमानदार दृष्टिकोण है.

नए अवशोषक और झिल्लियों के साथ समस्या उम्र बढ़ने और स्केलिंग की है। ग्राम में प्रयोगशाला दक्षता और प्रति घंटे हजारों घन मीटर प्रसंस्करण करने वाला एक पायलट संयंत्र दो बहुत अलग चीजें हैं। वास्तविक, अशोधित गैस के प्रवाह में 10,000 सोखना-विशोषण चक्रों के बाद सामग्री कैसा व्यवहार करेगी? अक्सर इसका उत्तर लंबे औद्योगिक परीक्षणों से ही मिलता है। और यह निवेशक के लिए जोखिम वाला क्षेत्र है।

तो अंतिम बात क्या है? कार्यशाला से देखें

यूनिवर्सल ?सस्ता? किसी के लिए प्रौद्योगिकीग्रिप गैसनहीं और शायद नहीं भी होगा. यह सब स्थान पर निर्भर करता है। एक सस्ता समाधान एक कस्टम समाधान है, जो एक विशिष्ट पाइप के लिए तैयार किया गया है। कहीं न कहीं पुनर्जनन के लिए सस्ती गर्मी तक पहुंच है - आप उन्नत तरल पदार्थों के बारे में सोच सकते हैं। कहीं पास में एक खदान और कुचल पत्थर का बाजार है - यह खनिजकरण पर विचार करने लायक है। कहीं गैस पाइपलाइनों का एक नेटवर्क है - हम वाणिज्यिक CO2 के उत्पादन के लिए झिल्लियों पर विचार कर सकते हैं।

सबसे बड़ा व्यावहारिक सबक जो मैंने सीखा है वह है: किसी तकनीक को चुनकर शुरुआत न करें। गैस के गहन विश्लेषण से शुरुआत करें (पासपोर्ट के अनुसार नहीं, बल्कि बॉयलर के विभिन्न ऑपरेटिंग मोड में वास्तविक माप के आधार पर) और परिणामी CO2 के साथ आप क्या करेंगे इसकी स्पष्ट समझ के साथ। स्थानीय स्तर पर बेचें, डाउनलोड करें, स्टोर करें या उपयोग करें? अर्थव्यवस्था इस उत्तर पर 80% निर्भर करती है।

और एक और बात। अक्सर ?सस्ता? यह सफलता प्रौद्योगिकी में नहीं, बल्कि सक्षम एकीकरण में पाया जा सकता है। निम्न-श्रेणी की ऊष्मा का उपयोग, मौजूदा बुनियादी ढांचे का उपयोग, अन्य संयंत्र प्रक्रियाओं के साथ तालमेल। कभी-कभी हीट एक्सचेंजर्स का एक सरल आधुनिकीकरण और दहन मोड का अनुकूलन एक जटिल कैप्चर सिस्टम की तुलना में लागत के प्रति रूबल उत्सर्जन को कम करने में अधिक प्रभाव देता है। लेकिन किसी वजह से वे इस बारे में कम बात करते हैं.

इसलिए, मैं शीर्षक में प्रश्न का उत्तर इस प्रकार दूंगा: सस्ती प्रौद्योगिकियां हैं, लेकिन वे शेल्फ पर नहीं पड़ी हैं। वे इंजीनियरों और प्रौद्योगिकीविदों द्वारा एक विशिष्ट कार्य के लिए, ज्ञात समाधानों को मिलाकर, स्थानीय परिस्थितियों और वास्तविक, कागजी नहीं, अर्थव्यवस्था को ध्यान में रखते हुए बनाए जाते हैं। और इस प्रक्रिया में, ऐसे लागू संस्थानों का अनुभव, जैसा कि उल्लेख किया गया हैचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी, जो 2013 से काम कर रहा है और इसकी एक गंभीर अधिकृत पूंजी है, अक्सर हाई-प्रोफाइल प्रयोगशाला खोजों से अधिक मूल्यवान है। वे समस्या को अंत से देखते हैं - उत्पाद और उसकी लागत से, और यह उसी "सस्तेपन" का सही रास्ता है।