CZ2023138A3 - Neutralizace oxidu uhličitého - Google Patents
Neutralizace oxidu uhličitého Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2023138A3 CZ2023138A3 CZ2023-138A CZ2023138A CZ2023138A3 CZ 2023138 A3 CZ2023138 A3 CZ 2023138A3 CZ 2023138 A CZ2023138 A CZ 2023138A CZ 2023138 A3 CZ2023138 A3 CZ 2023138A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- flue gas
- neutralization
- base
- water vapor
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 138
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 63
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 sodium potassium hydrides Chemical class 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001409 amidines Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 23
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/73—After-treatment of removed components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/76—Gas phase processes, e.g. by using aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/30—Alkali metal compounds
- B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/30—Alkali metal compounds
- B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/604—Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Neutralizace oxidu uhličitého ze spalin vznikajících spalováním fosilních paliv spočívá v tom, že se vodní pára o teplotě 50 až 372 °C a tlaku 0,01 až 30 MPa a zásada přivádí do spalinové cesty, kde dochází k dispergaci molekul vody a zároveň i k dispergaci molekul zásady, přičemž dochází k mísení páry se zásadou a spalinami a dochází k acidobazické neutralizaci oxidu uhličitého přímo ve spalinových cestách, přičemž vzniklé produkty acidobazické neutralizace jsou zachycovány na filtračním nebo odlučovacím zařízení odvodu spalin.
Description
Neutralizace oxidu uhlicitého
Oblast techniky
Vynâlez se tÿkâ neutralizace oxidu uhlicitého vznikajiciho spalovânim paliv obsahujicich uhlik, pri vyuziti acidobazické neutralizace ve spalinovÿch cestâch.
Dosavadni stav techniky
Spalovâni fosilnich paliv, obsahujici uhlik je neoddelitelne spojeno s produkci oxidu uhlicitého, kterÿ je jednim z vÿznamnÿch tzv. sklenikovÿch plynû. Sklenikové plyny (vedle oxidu uhlicitého napr. metan, oxid dusnÿ, halogenované uhlovodiky, ozôn) podle mnohÿch diskusi zpûsobuji zmenu klimatu. Tyto plyny zadrzuji teplo v atmosfére a tim mohou zpûsobovat globâlni oteplovani. Koncentrace oxidu uhlicitého v atmosfére se do poloviny 18. stoleti pohybovala do hodnoty 290 ppm, poté se koncentrace zacala zvysovat a dnes dosahuje hodnot kolem 400 ppm.
Technologie dlouhodobého snizovani emisi oxidu uhlicitého oznacovana jako CCS se sklâdâ se ze tri casti: zâchyt, doprava a ukladani oxidu uhlicitého. Oxid uhlicitÿ se skladuje za vysokého tlaku pod zemi ve vytezenÿch loziscich ropy a zemniho plynu, timto zpûsobem je mozné taktéz zvÿsit vÿteznost ropy a zemniho plynu, coz je potencial zejména pro tezebni spolecnosti. Dale lze skladovat oxid uhlicitÿ v hlubinnÿch slanÿch poréznich horninach obsahujici v pôrech slanou vodu. Oxid uhlicitÿ je uchovavan v horninach, které maji dobrou pôrovitost a propustnost. Dalsi z moznosti ukladani je vstnkovani oxidu uhlicitého do oceanu. Vstrikovani se provadi do hloubek vetsich nez 1 km. Zde je vetsina oxidu uhlicitého izolovana od atmosféry, a proto, ze je oxid uhlicitÿ rozpustnÿ ve vode, mûze dochazet k prirozené vÿmene oxidu uhlicitého mezi atmosférou a vodou na povrchu oceanû. Dalsi moznosti je tvorba pevnÿch hydratû oxidu uhlicitého nebo kapalnÿch jezer na morském dne.
Nevÿhoda techto technickÿch reseni spociva v technické a energetické narocnosti separace a zachytu oxidu uhlicitého, narocnosti dopravy zachyceného oxidu uhlicitého a zejména jde pouze o ulozeni oxidu uhlicitého, nebo pouze o karbonataci oxidu uhlicitého s horninovÿm prostredim, coz je proces velmi dlouhodobÿ a obtizne predikovatelnÿ. Pri ukladani oxidu uhlicitého v geologickÿch vrstvach jsou urcita rizika, jez v soucasnosti neumime spolehlive odhadovat. Predpoklâdâ se napriklad, ze oxid uhlicitÿ bude alespon castecne unikat podél geologickÿch zlomû. Ukladanÿ oxid uhlicitÿ ma bÿt stlacovan pod vysokÿm tlakem, nebo zkapalnovan. Zvÿseni tlaku mûze zpûsobit nepredvidatelnÿ pohyb hlubinnÿch vod nebo mûze bÿt pricinou mikro zemetreseni s rizikem naruseni nadloznich vrstev. Zmena pH pri rozpousteni oxidu uhlicitého mûze vést k rozpousteni nekterÿch mineralû s dalsimi negativnimi dûsledky. Ve vsech seriôznich publikacich je opakovane zdûraznovano, ze drive nez bude technologie CCS zahrnuta mezi vhodnâ reseni ke snizeni emisi oxidu uhlicitého, je treba dûsledne vyhodnotit moznâ rizika, zdravotni a environmentâlni dopady. Dalsim technickÿm resenim je vysokoteplotni sorpce oxidu uhlicitého, nazÿvanâ také jako vysokoteplotni karbonâtovâ smycka, post-combustion technologie, kterâ je zalozena na principu chemické reakce mezi oxidem uhlicitÿm a adsorbentem za zvÿsené teploty. Podstatou karbonâtové smycky je chemisorpce, tj. adsorpce oxidu uhlicitého na pevnÿ adsorbent, kdy zâroven dochâzi k chemické reakci mezi oxidem uhlicitÿm a adsorbentem. Jako adsorbent se pouzivâ oxid vâpenatÿ. Systém karbonâtové smycky se sestâvâ ze dvou klicovÿch reaktorû - karbonâtoru a kalcinâtoru. Karbonâtor je reaktor, kde probihâ vlastni zâchyt oxidu uhlicitého, tzv. karbonatace, podle nâsledujici reakce: CaO+CÛ2^CaCO3. Z karbonâtoru je poté produkt zâchytu - uhlicitan vâpenatÿ CaCO3 transportovân do druhého reaktoru, kterÿ se nazÿvâ kalcinâtor. Zde dochâzi k regeneraci adsorbentu, podle nâsledujici reakce - kalcinace: CaCO-3 ^ CaO+CÛ2 . Karbonatace je exotermickâ reakce, v karbonâtoru se tedy uvolnuje teplo a teplota se zde se pohybuje kolem 650 °C. Privod tepla zde zajistuje prevâzne regenerovanÿ adsorbent z kalcinâtoru, kterÿ je privâden o vysoké teplote. Kalcinace je naopak endotermickâ a probihâ za vysoké teploty cca 900 °C. Je tedy nutné
- 1 CZ 2023 - 138 A3 zajistit dostatecnÿ zdroj tepla, aby reakce mohla probehnout. Spaliny, ze kterÿch chceme oxid uhlicitÿ zachytit, vstupuji spolu s regenerovanÿm adsorbentem do karbonatoru, kde probiha samotna adsorpce. Vÿstupem z karbonatoru jsou pûvodni spaliny ochuzené o zachycenÿ oxid uhlicitÿ a nasycenÿ sorbent jdouci do kalcinatoru. V kalcinatoru probiha tedy regenerace adsorbentu a vÿstupem z nej je prave regenerovanÿ adsorbent, kterÿ se vraci zpet do karbonatoru, a proud cistého oxidu uhlicitého. Do kalcinatoru se nepretrzite privadi cerstvÿ adsorbent - vapenec. Kontinualni prisun vapence snizuje ùcinek klesajici sorpcni kapacity adsorbentu s rostoucim poctem cyklû karbonatace/kalcinace a zaroven se musi cast odstranovat, aby se minimalizovalo hromadeni neaktivni latky. Pokud by byly do procesu privedeny neodsirené spaliny, oxid siricitÿ SO2 by reagoval s adsorbentem na siran vapenatÿ (CaSO4) podle rovnice: CaO + SO2 + 0,502 ^ CaSO4. Tento siran nelze regenerovat pod teplotu 1000 °C. Nevÿhodou pouziti vysokoteplotni karbonatové smycky je, ze se jedna se vysoce tepelne nakladnÿ proces, jehoz vÿsledkem je rozklad vzniklého vapence zpet na oxid vapenatÿ a oxid uhlicitÿ v koncentrované podobe. Dalsi nevÿhodou je postupna deaktivace materialu - vapence CaCO3, kterÿ je soucasti procesu. Dale technologie karbonatové smycky zpûsobuje obrovské korozni namahani materialu reaktoru, kdy i kvalitni antikorozni oceli se po nekolika stovkach provoznich hodin zacinaji degrarovat. V patentovÿch spisech US 9085497 B2 a US 9133074 B2 je popsan zpûsob konverze oxidu uhlicitého na uhlovodiky v reaktoru za pomoci oxidu uhelnatého a vodiku. Nevÿhodou tohoto technického reseni je predevsim nutnost pouziti cistého oxidu uhlicitého, oxidu uhelnatého a vodiku, coz je ekonomicky narocné a také je nutné nasledné katalytické cisteni ziskanÿch uhlovodikû.
Je znamo reseni dle US 2014316016 A1, kde je popsana premena oxidu uhlicitého na uhlovodiky hydrogenaci, coz je vsak pouze jinÿm technickÿm provedenim vÿse uvedenÿch patentû, ovsem s opetovnou technickou nevÿhodou, a to pouziti cistého oxidu uhlicitého, oxidu uhelnatého a vodiku.
Dalsim znamÿm technickÿm resenim je karbonatace stavebnich suti, odpraskû pri vÿrobe cementu a vapna akcelerovanou karbonataci - technologie CCU za zvÿsenÿch teplot. Nevÿhodou tohoto technického reseni je, ze pouziva znacne heterogenni hydratacni produkty pro karbonataci odpady, a to ve znacnÿch objemech, které je nutné drtit a promichavat se spalinami, coz predstavuje vysoce energeticky nakladnÿ proces.
Dale je znamo reseni dle cinské prihlasky vynalezu CN 114797361 A, ktera popisuje acidobazickou neutralizaci formou vypirky spalin, naslednou tepelnou ùpravu mokrÿch vypranÿch spalin a solidifikaci spalin solnÿm roztokem za pouziti Venturiho injektorû. Zasadni nevÿhodou tohoto technického reseni je pouziti velkého objemu vody a nizka ùcinnosti takovéto vypirky a také nutnost solidifikace vÿsledku acidobazické neutralizace. Systém je projektovan jako vicestavovÿ systém vÿmeny tepla, tzn. ze je nutné vyuziti primé vÿmenu tepla a neprimé vÿmeny tepla nebo kombinaci primé vÿmeny tepla a neprimé vÿmeny tepla, coz klade vysoké naroky na ridici systém a technické vybaveni takové technologie.
Dale je znamo reseni dle cinské prihlasky vynalezu CN 114870592 A, kde se vyuziva komplexni technické reseni cisteni plynû, a to jak od oxidû siry, tak oxidû uhliku pomoci acidobazické neutralizace hydroxidem sodnÿm, nebo hydroxidem vapenatÿm, pricemz cast spalin obsahujici oxidy siry je upravovana v lazni koncentrovanou kyselinou sirovou, a cast spalin obsahujici oxidy uhliku neutralizovana hydroxidem sodnÿm, a/nebo hydroxidem vapenatÿm. Nevÿhodou tohoto technického reseni je, ze prostou vypirkou spalin dosahneme velmi malé efektivity procesu, jelikoz plyn, jez chceme neutralizovat ve vysokÿch prûtocich tvori v neutralizacni lazni bubliny, které rychle stoupaji k hladine, a nasledne vystupuji z lazne, aniz by byly neutralizovany. Pro efektivni neutralizaci oxidu uhlicitého je zapotrebi, aby byl oxid uhlicitÿ v zasaditém roztoku rozpusten. Dalsi nevÿhodou tohoto technického reseni je, ze pokud by doslo k reakci mezi oxidy siry a hydroxidem sodnÿm, nebo vapenatÿm, vznikne siran sodnÿ, kterÿ kontaminuje zasaditou lazen.
Technické reseni popsané v cinské prihlasce vynalezu CN 109603490 A je pouze usporâdânim aparatury pro acidobazickou neutralizaci, v podstate se jedna o modifikaci systému rozpousteni
- 2 CZ 2023 - 138 A3 oxidu uhlicitého v bazické lazni. Dalsi technické reseni dle amerického patentu US 7255842 B1 je obdobou predchoziho technického reseni, pro proces acidobazické neutralizace je ovsem specifikovana amoniak rozpustenÿ ve vode.
Technicka reseni dle korejského patentu KR 101406711 B1, ci cinskÿch uzitnÿch vzorû CN 213725730 U, CN 214765330 U, CN 210410018 U jsou opet pouze popisem usporadani zarizeni pro acidobazickou neutralizaci. Technické reseni dle americké prihlasky vynalezu US 2020391157 A1 popisuje neutralizaci oxidu uhlicitého bazickÿm roztokem tvorenÿm hydroxidem sodnÿm, kde je ùcinnost neutralizace zvÿsena nekolikerÿm proplachem oxidu uhlicitého rozpustenÿm ve vode. Nevÿhodou tohoto technického reseni, stejne jako u technického reseni dle americké prihlasky vynalezu US 2009320683 A1 je vzdy nutnost rozpusteni plynného oxidu uhlicitého ve vode, pricemz rozpustnost oxidu uhlicitého ve vode se zvysujici teplotou klesa, ovsem rozpustnost hydroxidu sodného a tim i ùcinnost se vzrûstajici teplotou stoupa.
Podstata vynalezu
Uvedené nevÿhody odstranuje neutralizace oxidu uhlicitého ze spalin vznikajicich spalovanim fosilnich paliv podle tohoto vynalezu, jehoz podstata spociva v tom, ze vodni para o teplote 50 az 372 °C a tlaku 0,01 az 30 MPa a zasada jsou privadeny do spalinové cesty, kde dochazi k dispergaci molekul vody a zaroven i k dispergaci molekul zasady.
Pri této dispergaci molekul vodni pary a zaroven molekul zasady ve spalinové ceste dochazi k miseni vodni pary, zasady a spalinami a dochazi k acidobazické neutralizaci oxidu uhlicitého, kdy pri vyuziti vyssi teploty vodni pary a jejiho tlaku nastâvâ rychla a efektivni neutralizace oxidu uhlicitého primo ve spalinovÿch cestach bez nutnosti jeho rozpousteni ve vode a dochazi k odvodu dekarbonizovanÿch spalin z kominového telesa do vnejsiho prostredi spolu s vodni parou jsou, pricemz produkty acidobazické neutralizace jsou zachyceny na filtracnim, nebo odlucovacim zarizeni odvodu spalin.
Je vÿhodné, aby vodni para byla upravena jako syta para nebo jako predehrâtâ para o teplote 50 az 372 °C a tlaku 0,01 az 30 MPa.
Je ùcelné, aby zasada byla ze skupiny hydroxidû, a/nebo uhlicitanu sodného, a/nebo draselného, a/nebo amoniaku, a/nebo karbaniontû, a/nebo amidy, a/nebo amidiny, a/nebo hydridû sodného, draselného, vapenatého, a/nebo alkoxidu.
Dale je ùcelné, aby pro vedeni vodni pary se zasadou do spalinové cesty byly pouzity trysky, pricemz vodni para se zasadou jsou do spalinové cesty vedeny jakÿmkoliv smerem ke smeru proudeni spalin.
Je ùcelné, aby vodni para se zasadou byly do spalinové cesty privadeny samostatne, nebo aby vodni para do spalinové cesty byla privadena jiz obohacena o zasadu, pricemz ke miseni je pouzito smesovaciho zarizeni.
Vÿhodou tohoto vynalezu neutralizace oxidu uhlicitého je, ze vlastni reakcni mechanismus acidobazické neutralizace probiha v radech maximalne jednotek sekund.
Dalsi znacnou vÿhodou je ta skutecnost, ze pokud ma vodni para vyssi teplotu, nez je teplota spalin, nedochazi ve spalinovÿch cestach ke kondenzaci vodni pary na vodu a spaliny bez oxidu uhlicitého vystupuji ze spalinovÿch cest v plynném skupenstvi.
Proces neutralizace pomoci pary je velmi efektivni z hlediska presného rizeni procesu acidobazické neutralizace a vyznacuje se ùsporou pouzitÿch chemikalii a variabilitou pouziti.
- 3 CZ 2023 - 138 A3
Pnklady uskutecneni vynalezu
Priklad c.1
Neutralizace oxidu uhlicitého podle predlozeného vynalezu spocivâ v tom, ze ke spalinovÿm cestâm telesu odvâdejici spaliny po spalovâni zemniho plynu o teplote 120 °C s dynamickÿ tlakem spalin 200 Pa je veden roztok hydroxidu sodného ve vode o hmotnostni koncentraci 20% a jeho teplote 150 °C a prehrâtâ vodni para o teplote 200 °C a tlaku 20 kPa. Pred vstupem do spalinovÿch cest je pomoci Venturiho injektoru prehrata para a hydroxid sodnÿ smisen a poté veden do spalinovÿch cest a zde je soustavou trysek v kruhovém usporâdâni davkovana smes vodni pary a hydroxidu sodného proti smeru vedeni spalin. Tim dochâzi k miseni oxidu uhlicitého, vodni pary a hydroxidu sodného pri provozni teplote a tlaku, pricemz je zajisteno ustâlené proudeni spalin spalinovou cestou.
V dûsledku miseni spalin s obohacenou prehratou parou nastâvâ vlastni acidobazickâ neutralizace oxidu uhlicitého a odvodu dekarbonizovanÿch spalin z kominového telesa do vnejsiho prostredi, aniz by spaliny obsahovaly zkondenzovanou vodu. Produkt acidobazické neutralizace podle rovnice CO2 + NaOH ^ H2O + Nü2CÜ3 - uhlicitan sodnÿ, je zachycovan na filtracnim zarizeni odvodu spalin.
Priklad c.2
Neutralizace oxidu uhlicitého podle predlozeného vynalezu spociva v tom, ze do spalinového potrubi odvadejici spaliny o teplote spalin 160 °C s dynamickÿ tlakem spalin 100 Pa do kominového telesa po prikladne spalovani uhli, které je jiz osetrené mokrou vapencovou vypirkou (pro desulfataci spalin) a po denitrifikaci spalin, je pomoci soustavy ocelovÿch trysek ve smeru prouteni spalin vedena syta vodni para o teplote 190 °C a tlaku 1255 kPa obohacena o hydroxid draselnÿ o hmotnostni koncentraci 10%, kterÿ byl davkovan do zâsobniku syté pary.
Vzhledem k tlaku syté vodni pary obohacené o hydroxid draselnÿ je smiseni oxidu uhlicitého a vodni pary obohacené o hydroxid draselnÿ mozné po celé draze vÿstupu spalin spalinovÿm potrubim. Pri smesovani nastâvâ vlastni acidobazickâ neutralizace oxidu uhlicitého a odvodu dekarbonizovanÿch spalin ze spalinovÿch cest do kominu, aniz by spaliny obsahovaly zkondenzovanou vodu. Produkt acidobazické neutralizace podle rovnice CO2 + KOH ^ H2O + K2CO3 - uhlicitan draselnÿ je zachycovân na filtracnim nebo odlucovacim zarizeni odvodu spalin.
Prûmyslovâ vyuzitelnost
Neutralizace oxidu uhlicitého podle tohoto vynâlezu je mozné vyuzivat ve vsech procesech, kde dochâzi ke spalovâni fosilnich paliv napr. pro vÿrobu tepla, elektriny, pohonnÿch hmot ci jinÿch komodit, pricemz s ohledem na zivotni prostreni je zâdouci snizovat jeho uvolnovâni do ovzdusi.
Claims (7)
1. Neutralizace oxidu uhlicitého ze spalin vznikajicich spalovânim fosilnich paliv, vyznacujici se tim, ze vodni para o teplote 50 az 372 °C a tlaku 0,01 az 30 MPa a zâsada jsou privadeny do spalinové cesty, kde dochâzi k dispergaci molekul vody a zâroven i k dispergaci molekul zâsady, pricemz dale dochazi k miseni pâry se zâsadou a spalinami a dochâzi k acidobazické neutralizaci oxidu uhlicitého primo ve spalinovÿch cestâch, pricemz vzniklé produkty acidobazické neutralizace jsou zachycovâny na filtracnim nebo odlucovacim zarizeni odvodu spalin.
2. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze vodni pâra je upravena jako prehrâtâ pâra nebo sytâ pâra teplote 50 az 372 °C a tlaku 0,01 az 30 MPa.
3. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze zâsada je ze skupiny hydroxidù a/nebo uhlicitanu sodného a/nebo draselného a/nebo amoniaku a/nebo karbaniontù a/nebo amidy a/nebo amidiny a/nebo hydridù sodného draselného vâpenatého a/nebo alkoxidu.
4. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nekterého z nârokù 1 a 3, vyznacujici se tim, ze pro vedeni vodni pâry se zâsadou do spalinové cesty jsou pouzity trysky.
5. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nekterého z nârokù 1 az 4, vyznacujici se tim, ze vodni pâra se zâsadou jsou do spalinové cesty vedeny jakÿmkoliv smerem ke smeru proudeni spalin.
6. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nekterého z nârokù 1 az 5, vyznacujici se tim, ze vodni pâra se zâsadou jsou do spalinové cesty pfivâdeny samostatne.
7. Neutralizace oxidu uhlicitého podle nekterého z nârokù 1 az 5, vyznacujici se tim, ze vodni pâra je do spalinové cesty privâdcna obohacena o zâsadu, pricemz k miseni je pouzito smesovaciho zarizeni.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-138A CZ2023138A3 (cs) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | Neutralizace oxidu uhličitého |
| SK85-2023A SK852023A3 (sk) | 2023-04-12 | 2023-06-26 | Neutralizácia oxidu uhličitého |
| PCT/CZ2024/000010 WO2024213188A1 (en) | 2023-04-12 | 2024-03-14 | Method for neutralizing carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-138A CZ2023138A3 (cs) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | Neutralizace oxidu uhličitého |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2023138A3 true CZ2023138A3 (cs) | 2024-10-23 |
Family
ID=93058846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-138A CZ2023138A3 (cs) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | Neutralizace oxidu uhličitého |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2023138A3 (cs) |
| SK (1) | SK852023A3 (cs) |
| WO (1) | WO2024213188A1 (cs) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3852409A (en) * | 1972-10-31 | 1974-12-03 | Lone Star Steel Co | Process for the removal of particulate matter and acidic gases from carrier gases |
| FI121216B (fi) * | 2008-06-30 | 2010-08-31 | Cuycha Innovation Oy | Menetelmä hiilidioksidin liuottamiseksi savu- tai muusta kaasusta ja saadun liuoksen happamuuden neutralisoimiseksi |
| CN114797361A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-29 | 诺卫能源技术（北京）有限公司 | 一种变温烟气净化及二氧化碳中和减排工艺 |
-
2023
- 2023-04-12 CZ CZ2023-138A patent/CZ2023138A3/cs unknown
- 2023-06-26 SK SK85-2023A patent/SK852023A3/sk unknown
-
2024
- 2024-03-14 WO PCT/CZ2024/000010 patent/WO2024213188A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK852023A3 (sk) | 2024-11-06 |
| WO2024213188A1 (en) | 2024-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102594853B1 (ko) | 이산화탄소 포집 및 담수화 공정 | |
| Valluri et al. | Use of frothers to improve the absorption efficiency of dilute sodium carbonate slurry for post combustion CO2 capture | |
| AU2015271405B2 (en) | Process and device for desulphurization and denitration of flue gas | |
| US8617500B2 (en) | Process for removal of carbon dioxide from a gas stream | |
| RU2009112533A (ru) | Способ десульфуризации отходящих газов | |
| JPH04190831A (ja) | 炭酸ガス再資源化リサイクルシステム | |
| WO2015125411A1 (ja) | ハロゲン化合物吸収剤およびそれを用いた合成ガスの製造方法 | |
| EP2393577A1 (en) | System, apparatus and method for carbon dioxide sequestration | |
| DK3010624T3 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SULFURING OF GAS MIXTURES | |
| WO2015052325A1 (en) | Capture of carbon dioxide | |
| EP2991753A1 (en) | Method of sequestering carbon dioxide | |
| JP2025084930A (ja) | 船舶用排気ガス浄化方法 | |
| CZ2023138A3 (cs) | Neutralizace oxidu uhličitého | |
| CN100482596C (zh) | 一种废气脱硫、脱氟吸收液的连续回收再生方法 | |
| CN201750987U (zh) | 可再生循环使用脱硫剂的干式脱硫塔 | |
| CN110898626A (zh) | 一种低温烟气脱硝脱硫洗涤系统 | |
| CZ2023306A3 (cs) | Způsob eliminace oxidu uhličitého | |
| CN111334338A (zh) | 高炉煤气的脱硫净化方法 | |
| Valluri | Carbon Capture and Utilization | |
| WO2000061266A1 (fr) | Procede de recyclage de composes absorbants pour le traitement de gaz d'echappement et procede d'utilisation d'un sous-produit | |
| CN119174995A (zh) | 湿法联合脱硫脱氮固碳装置及方法 | |
| Coppola | Calcium looping for CCS-ready combustion of solid fuels | |
| CN102188890A (zh) | 一种碱液法烟气脱硫方法 | |
| HK1165355A1 (en) | Method and system for removing pollutants and greenhouse gases from a flue gas |