RU|EN

Альтернативная энергетика

     
    

   Известно, что углекислый газ (СО2) образуется при самых разнообразных процессах (например, брожении, гниении,  дыхании), но одним из основных источников углекислого газа являются промышленные выбросы, образующиеся при:  

  • сжигании твердых, жидких и газообразных топлив
  • термообработки  природных карбонатов (известняка, доломита, магнезита и др.)
 
         
    
   Предлагаемая нами технология позволяет извлекать чистый углекислый газ из различных источников газовых выбросов с СО2 (дымовые газы) и далее,  использовать  его в различных  целях, например для получения углекислоты; для  генерации низкокалорийного горючего газа  в целях получения тепловой энергии; в технологическом процессе  генерации заменителя природного газа (ЗПГ).  

 

    В  наших  Когенерационных  комплексах  основными  источниками газовых выбросов, содержащих СО2,  являются: 

    Основными  компонентами  дымовых  газов  являются   азот,  углекислый  газ  и  пары воды.  Пары воды не представляют какой-либо ценности и удаляются из дымового газа соприкосновением  с  охлаждаемыми поверхностями. 

    Количество углекислого газа СО2, которое можно получить из дымовых газов зависит от вида сжигаемого топлива: 

  №п/п 

              Вид  сжигаемого  топлива              

   Количество   СО2    при  сжигании 1 м3  или 1 кг  топлива   

 1

Природный газ (метан)

1,9 кг
 2Каменный  уголь2,1-2,7 кг
 3  Пропан, дизтопливо, мазут, печное топливо 3,0 кг
 4Газ, выделяющийся из сточных вод 3,7 кг
 

    Выход  углекислоты  из  1  тонны  древесных отходов составляет 66 баллонов  (средняя стоимость одного баллона – 500 руб.)

 Преимущества  установок для извлечения СО2 из  дымовых газов: 

  • удаление примесей и исключительная эффективность технологического процесса за счет применения новейших технологий;
  • значительное сокращение эксплуатационных расходов;
  • возможность получения конечного продукта с чистотой от 99,8% СО2;
  • автоматизация технологического процесса, обеспечивающая минимальное вмешательство оператора;
  • модульное исполнение отдельных блоков, позволяющее компоновать технологическую схему в зависимости от состава сырья и требований к качеству конечного продукта;
  • высокое качество и надежность оборудования;
  • возможность получения на химических, металлургических и энергетических предприятиях высококачественного побочного продукта, имеющего стабильно высокий спрос на рынке.

Применение  углекислого  газа 

    Углекислый газ применяется  в промышленности и сельском хозяйстве в следующих целях: 

  • для выпуска высокоэффективного азотного удобрения – карбамида;
  • для организации процессов пароуглекислотной каталитической конверсии СО2 в метан СН4 и метанол;
  • для газирования и реализации напитков на розлив, для получения сухого льда, для охлаждения, замораживания и хранения продуктов;
  • как защитный газ при осуществлении сварочных работ с применением сварочных полуавтоматов для защиты расплавленного металла от воздействия атмосферного воздуха;
  • для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур;
  • для повышения объемов производства микроводорослей при их искусственном выращивании;
  • для сушки литейных форм при производстве легкоокисляющихся металлов, в частности, алюминия;
  • для сохранения и улучшения качества кормов и продуктов, а также для получения низких температур, необходимых для хранения и транспортировки продуктов питания;
  • для пожаротушения, так как углекислота эффективно останавливает горение.

 

   Заметим, что для  эффективного использования  углекислого газа в вышеуказанных целях необходимо предварительно избирательно  отделить  из дымовых  газов сернистые соединения:  H2S,  SO2   и  SO3. 

  ОПИСАНИЕ   ТЕХНОЛОГИИ  УТИЛИЗАЦИИ  ДЫМОВЫХ  ГАЗОВ  С  ПОЛУЧЕНИЕМ  УГЛЕКИСЛОТЫ

    Процесс извлечения углекислого газа из различных источников дымовых выбросов представлен в следующей блок-схеме:  

 

Блок-схема выделения и очистки углекислого газа из дымовых выбросов
 

  1.  Избирательная очистка дымовых газов от сернистых соединений2S, SO2, SO3) 

   Сущность используемого НПЭО «НЕРОАЭРА»  метода избирательной очистки дымовых газов от сернистых соединений заключается в следующем:

Первичный дистиллят воды с температурой до 17oС насыщается озоном с использованием

  • озонаторной станции;
  • станции воздухоосушки и воздухоочистки;
  • инжекторного  устройства с использованием сопла Лаваля;
  • вихревого массообменного аппарата с направляющим энергоразделительным  устройством. 

   Дымовые газы, обработанные вышеуказанными устройствами, вступая в контакт с дистиллятом, насыщенным озоном, способствуют доокислению содержащихся в газах сернистых соединений (H2S, SO2, SO3)  до высших окисных соединений, которые растворяются в дистилляте с образованием серной кислоты.  Полученная смесь при определенных концентрациях (при достижении рН 4) нейтрализуется вводом аммиачной воды в циркуляционную емкость. В результате нейтрализации кислоты сульфаты выводятся из цикла в виде сульфата аммония (NH4)2SO4.

   Дымовые газы с нежелательными примесями (H2S, SO2, SO3)  подаются на вход массообменного вихревого аппарата с направляющим энергоразделительным устройством, а сверху подается озон, который инжектируется подаваемой циркулирующей жидкостью.  В результате такого воздействия создается нейтрализующая субстанция, которая позволяет в вихревой камере образовать пузырьковый вращающийся газожидкостный слой.  Развитость поверхности взаимодействия газ‑жидкость в данном аппарате достигает максимальных значений, которые значительно превосходят аналогичные в сравнении с другими аппаратами контактного оборудования.    

Гистограмма удельных значений поверхности контакта фаз для разных типов оборудования 

Гистограмма удельных значений поверхности контакта фаз для разных типов оборудования          

 1, 2 – барботажные аппараты на ситчатых и провальных тарелках; 

3 – вихревой барботажный аппарат с неподвижным корпусом;

4 – циклонно-пенный аппарат;

5 – массообменный вихревой аппарат с направляющим энергоразделительным устройством (производитель ООО «НЕРОАЭРА»).  

 

    При использовании вихревого массообменного аппарата с направляющим энерго­разделительным устройством следует учитывать время пребывания газа во вращающемся пенном слое и характерное время процесса. Закрутка пеножидкостного слоя является гидродинамическим средством, которое позволяет совершить существенный «прорыв» в практическом использовании массообменных аппаратов с вращающимся пенным слоем. 

 

  

Технологическая схема избирательной очистки дымовых газов от сернистых соединений

 

     Данные аппараты работают устойчиво и без уноса жидкости при значительно большей скорости газового потока (более 5м/с). Вихревой массообменный аппарат с направляющим энерго­разделительным устройством (производитель ООО «НЕРОАЭРА») характеризуется развитой межфазовой поверхностью (до 3500 м2 тончайшей жидкостной пленки с растворенным озоном на 1 м3 обрабатываемой жидкости), при этом размер пузырьков для данной скорости потока жидкости и газа постоянен.

    Относительно других аппаратов контактного оборудования данный аппарат обеспечивает более высокий уровень тепло- и массообмена в газовой фазе, обладает компактностью и малой металлоемкостью.    

    

 

2.  Выделение углекислого газа из дымовых выбросов   

  Разработанная  нами  Система моноэтаноламинового поглощения  углекислого газа из дымовых выбросов  позволяет  очистить дымовые выбросы от углекислого газа  и  выделить его для дальнейшей переработки. В данной системе используется регенерирующий раствор моноэтаноламина (CH2OHCH2NH2), являющийся наиболее сильным основанием, которое способствует образованию карбонатов и бикарбонатов при абсорбции углекислого газа.

  Поглотительная способность абсорбента (моноэтаноламина) возрастает с понижением температуры и повышением давления. Регенерация моноэтаноламина осуществляется при температуре выше 100oС при этом происходит диссоциация раствора с выделением СО2. При поглощении углекислого газа водным раствором моноэтаноламина выделяется 66 кДж/моль тепла.

  

   Далее, после десорбции, отделенный углекислый газ с парами воды направляется в систему охлаждения газа и конденсации паров воды.

   

  

  Следующей ступенью переработки является подача углекислого газа в углекислотный компрессор, после которого он поступает  в комплекс оборудования сжижения углекислого газа.

 

  

 

3. Углекислотное оборудование

 

 Для получения жидкой углекислоты и сухого льда  используются  углекислотные  установки. Данное оборудование позволяет получить из очищенного углекислого газа: 

  • сжиженный углекислый газ для розлива его в углекислотные баллоны;
  • сухой лед  в  блоках 
 

 

 
          Технологическая схема улавливания углекислого газа и его десорбция 

 

© «НЕРОАЭРА», 2007
630123, г. Новосибирск, ул. Красногорская 26
e-mail: office@neroaera.com
тел./факс: (383) 243-01-55, 243-02-06
Разработка сайта - Art54