Inteligentne mierzenie dla technologii CCUS
Dekarbonizacja przemysłu przetwórczego stanowi jedno z najpilniejszych i najbardziej złożonych wyzwań na świecie. Osiągnięcie znaczącego postępu wymaga nie tylko śmiałych ambicji, ale także umiejętności mierzenia każdego kroku z absolutną precyzją. W każdym udanym projekcie wychwytywania, wykorzystania i składowania dwutlenku węgla (CCUS) dokładne pomiary są kluczem do przekształcenia celów klimatycznych w rzeczywistość operacyjną, ponieważ tylko tym, co jest mierzone, można skutecznie zarządzać i co można ulepszać.
Wykorzystując wieloletnie doświadczenie oraz ścisłą współpracę ze środowiskiem zajmującym się wychwytywaniem, wykorzystaniem i sekwestracją dwutlenku węgla (CCUS), opracowaliśmy niezawodne rozwiązania w zakresie oprzyrządowania, dostosowane do całego łańcucha wartości węgla – od wychwytywania, przez sprężanie i transport, aż po składowanie. Zaawansowane rozwiązania pomiarowe firmy WIKA cieszą się zaufaniem branż o największym udziale w emisji CO₂, takich jak energetyka, przemysł cementowy,hutnictwo stali, przemysł aluminiowy, przemysł celulozowo-papierniczy, przemysł chemiczny, transport i rolnictwo, które łącznie odpowiadają za znaczną część globalnych emisji gazów cieplarnianych.
Od najbardziej wymagających warunków panujących w hutach stali po skomplikowane procesy zachodzące w zakładach chemicznych – przyrządy pomiarowe firmy WIKA są cenione za swoją dokładność, trwałość i odporność. Nasze rozwiązania pozwalają operatorom monitorować i optymalizować każdy etap działania systemów CCUS, ograniczać emisje oraz realizować ambitne cele w zakresie zrównoważonego rozwoju.
Główne technologie stosowane w systemach CCUS
Technologia CCUS opiera się na szeregu zaawansowanych rozwiązań służących do wychwytywania, przetwarzania i składowania dwutlenku węgla pochodzącego ze źródeł przemysłowych. Do głównych grup technologicznych należą:
Absorpcja chemiczna (płukanie aminowe)
Najczęściej stosowana metoda, czyli absorpcja chemiczna, polega na wykorzystaniu rozpuszczalników na bazie amin (takich jak MEA, MDEA i zastrzeżone mieszanki) do selektywnego wychwytywania CO₂ ze spalin. Proces ten obejmuje kolumnę absorpcyjną, w której CO₂ wiąże się z rozpuszczalnikiem, oraz kolumnę desorpcyjną (stripper), w której CO₂ jest uwalniane w celu sprężenia i magazynowania. Technologia ta jest sprawdzona, skalowalna i stosowana w energetyce, przemyśle cementowym, stalowym i chemicznym.
Absorpcja fizyczna
Rozpuszczalniki fizyczne, takie jak Selexol i Rectisol, są wykorzystywane do wychwytywania CO₂ pod wysokim ciśnieniem, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z procesami przedspalania i gazem syntezowym. Rozpuszczalniki te pochłaniają CO₂ bez zachodzenia reakcji chemicznej, dzięki czemu regeneracja w niektórych procesach jest energooszczędna.
Adsorpcja
W technologiach adsorpcyjnych wykorzystuje się materiały stałe (takie jak zeolity, węgiel aktywny lub polimery modyfikowane aminami) do wychwytywania CO₂ ze strumieni gazowych. Adsorpcja z odwróceniem ciśnienia (PSA) oraz adsorpcja z odwróceniem temperatury (TSA) to powszechnie stosowane metody regeneracji. Systemy te są kompaktowe i nadają się do zastosowań modułowych lub zdecentralizowanych.
Separacja membranowa
W technologiach membranowych wykorzystuje się bariery selektywne do oddzielania CO₂ od innych gazów. Membrany polimerowe i hybrydowe znajdują coraz szersze zastosowanie ze względu na swoją prostotę, modułowość i niskie zużycie energii, zwłaszcza w projektach na małą skalę lub w ramach modernizacji istniejących obiektów.
Separacja kriogeniczna
W procesach kriogenicznych strumienie gazów schładza się do bardzo niskich temperatur, co powoduje skraplanie lub krzepnięcie CO₂ w celu jego oddzielenia. Metoda ta sprawdza się w przypadku strumieni CO₂ o wysokiej czystości i jest często stosowana w połączeniu z innymi technologiami.
Bezpośrednie wychwytywanie z powietrza (DAC)
Systemy DAC pobierają CO₂ bezpośrednio z powietrza atmosferycznego przy użyciu sorbentów chemicznych lub fizycznych. Chociaż technologia DAC wciąż znajduje się w fazie rozwoju, ma ona kluczowe znaczenie dla sektorów generujących emisje ujemne oraz sektorów, w których ograniczenie emisji jest trudne.
Wiązanie biologiczne
W niektórych projektach CCUS wykorzystuje się procesy biologiczne, takie jak hodowla glonów lub reakcje katalizowane enzymami, do wychwytywania i wykorzystania CO₂.
Sprężanie dwutlenku węgla stanowi kluczowy etap procesów CCUS, umożliwiający przygotowanie wychwyconego CO₂ do transportu lub składowania. W celu osiągnięcia wymaganych poziomów ciśnienia, często sięgających 100 barów lub więcej, stosuje się specjalistyczne sprężarki – zazwyczaj odśrodkowe w zastosowaniach wymagających dużego przepływu i niskiego ciśnienia oraz tłokowe w zastosowaniach wymagających wysokiego ciśnienia. Dokładny i wiarygodny pomiar ciśnienia oraz temperatury na wlocie i wylocie sprężarki ma zasadnicze znaczenie dla bezpiecznej i wydajnej pracy.
Po sprężeniu CO₂ można transportować rurociągami, statkami lub pojazdami ciężarowymi, w zależności od ilości i miejsca przeznaczenia. Rurociągi stanowią najbardziej ekonomiczne i wydajne rozwiązanie w zakresie transportu na dużą skalę, przy czym CO₂ jest zazwyczaj transportowany w stanie gazowym, ciekłym lub nadkrytycznym. Osiągnięcie warunków nadkrytycznych – powyżej 31°C i 74 barów – jest idealnym rozwiązaniem w przypadku transportu rurociągowego, ponieważ zapewnia maksymalną wydajność i bezpieczeństwo. Przechowywanie dwutlenku węgla, zazwyczaj w postaci płynnej, wymaga precyzyjnej kontroli ciśnienia, temperatury i przepływu w celu zarządzania przemianami fazowymi i zapewnienia bezpieczeństwa przechowywania.
