Танная ўтылізацыя CO2 з дыму? 

Калі чуеш танная ўтылізацыя CO2, першае, што прыходзіць у галаву – чарговая маркетынгавая хітрасць. Усім жадаецца простага і недарагога рашэння, але ў рэальнасці за гэтымі словамі звычайна хаваецца альбо няспелая тэхналогія, альбо поўнае ігнараванне капітальных выдаткаў і эксплуатацыйных выдаткаў. Сам працаваў над праектамі ўлоўлівання, і скажу прама: танна амаль ніколі не азначае эфектыўна ў доўгатэрміновай перспектыве, асабліва калі гаворка ідзе пра складаныя газавыя сумесі, такія як дымавыя газы. Але пэўныя падыходы могуць зменшыць кошт, калі правільна ацаніць усе ўваходныя параметры і не турыцца за ўніверсальнасцю.

Што хаваецца за дымам і чаму гэта важна

Дым - гэта не проста CO2. Гэта кактэйль з N2, O2, пары вады, SOx, NOx, лятучага попелу і яшчэ дзясятка прымешак, канцэнтрацыя якіх залежыць ад паліва і рэжыму гарэння. Канцэнтрацыя CO2 у такім струмені рэдка перавышае 10-15%, што адразу ставіць крыж на шматлікіх танных метадах, разлічаных на чыстыя ці канцэнтраваныя струмені. Асноўны артыкул выдаткаў - не столькі сама хімія звязвання CO2, колькі падрыхтоўка газу: ачыстка, осушка, кампрэсія. Ігнараваць гэты этап - значыць асуджаць сістэму на хуткі выхад са строю, напрыклад, з-за атручэння каталізатара або карозіі.

Памятаю адзін праект на невялікай ЦЭЦ, дзе спрабавалі прымяніць мембранны падзел без належнай ачысткі ад SO2. Мембраны выйшлі са строю за паўгода, а кошт замены перакрэсліў усю меркаваную эканомію. Выснова: таннасць на этапе праектавання абарочваецца шматразовымі выдаткамі пазней. Трэба глядзець на поўны жыццёвы цыкл, а не на цэннік абсталявання.

Тут трэба згадаць падыход некаторых праектных інстытутаў, якія спецыялізуюцца на комплексных рашэннях. Напрыклад,Chengdu Yizhi Technology Co.(іх сайт -https://www.yzkjhx.ru) якраз пазіцыянуе сябе як інстытут, створаны для рэалізацыі тэхналагічных праектаў. У іх практыцы, мяркуючы па адкрытых дадзеных, часта сустракаецца прынцып: спачатку глыбокая аўдыторыя канкрэтнай крыніцы выкідаў, а потым ужо падбор ці распрацоўка тэхналогіі. Гэта разумна. Яны не прадаюць скрыначнае рашэнне на ўсе выпадкі жыцця, а працуюць пад пэўныя ўмовы замоўца, што ў выніку можа зменшыць агульныя выдаткі.

Куды падзець злоўлены CO2? Пытанне рэнтабельнасці

Уласна, утылізацыя - ключавое слова. Калі CO2 проста пахаваць, то гэта чыстыя выдаткі. Каб працэс хоць неяк акупаўся, патрэбен рынак збыту або карыснае прымяненне на месцы. Самыя відавочныя шляхі - вытворчасць сухога лёду, выкарыстанне ў цяпліцах, запампоўванне для нафтаздабычы (EOR) або сінтэз хімікатаў, напрыклад, мачавіны. Але кожны шлях мае свае абмежаванні па аб'ёмах, чысціні і лагістыцы.

На мой погляд, найбольш рэалістычны для многіх прадпрыемстваў сцэнарый - гэта выкарыстанне ва ўласным тэхналагічным цыкле. Скажам, калі на заводзе ёсць вытворчасць карбанатаў ці бікарбанат, то ўлоўлены CO2 становіцца сыравінай, а не адыходам. Але тут зноў устае пытанне чысціні. Для хімічнага сінтэзу часта патрэбен CO2 з утрыманнем прымешак менш за 0.5%. Дасягнуць такой чысціні з дымавага газу - задача нетрывіяльная і дарагая.

Быў досвед з міні-заводам па вытворчасці соды. Разлічвалі на танную ўтылізацыю CO2 з уласнай кацельні. Але пасля падлікаў кошту ачысткі да патрэбнай кандыцыі аказалася, што танней купляць вадкую вуглекіслату ў іншага пастаўшчыка. Праект згарнулі. Гэта тыповая памылка - не пралічыць ланцужок да канца, да канчатковага прадукта.

Тэхналогіі, якія прэтэндуюць на таннасць

Калі адкінуць фантастыку, на што сёньня рэальна глядзяць? Па-першае,амінавае скруббіраванне- Класіка жанру. Яно не новае, але ўвесь час аптымізуецца: з'яўляюцца новыя, больш устойлівыя да прымешак і патрабавальныя менш энергіі на рэгенерацыю аміны. Танным яго не назавеш з-за высокіх энергазатрат, але для буйных крыніц гэта часта аптымальны баланс надзейнасці і кошты.

Па-другое,адсорбцыя на цвёрдых матэрыялах(MOF, цэаліты, актываваны вугаль). Тут галоўны плюс - патэнцыйна меншыя энергазатраты на дэсорбцыю, напрыклад, вакуумам або змяненнем тэмпературы (TSA / VSA). Але матэрыялы дарагія, а іх ёмістасць і селектыўнасць ва ўмовах рэальнага дыму могуць рэзка падаць. Бачыў эксперыментальную ўстаноўку на цэалітах - пасля месяца працы на газе ад вугальнага катла эфектыўнасць звалілася на 40% з-за блакавання часу рэшткамі серы і вільгаццю.

Па-трэцяе,мінералізацыя- звязванне CO2 у карбанаты з дапамогай адходаў (дзындры, попел). Гучыць ідэальна і танна: адходы + CO2 = карысны прадукт. Але кінетыка працэсу вельмі павольная, патрабуюцца вялікія плошчы, а канчатковы прадукт - той жа карбанат - мае мізэрную кошт. Эканоміка сыходзіцца толькі калі ёсць штрафы за выкіды CO2 і плата за размяшчэнне адходаў. Пакуль што гэтае больш нішавае рашэнне.

Дзе шукаць эканомію? Вопыт з практыкі

Сапраўдная эканомія крыецца не ў чарадзейнай тэхналогіі, а ў інтэграцыі і сінэргіі. Першае - выкарыстанне нізкапатэнцыйнага цяпла. Рэгенерацыя амінавага раствора патрабуе энергіі. Калі на тым жа прадпрыемстве ёсць скідная цеплыня (напрыклад, ад астуджэння абсталявання), яго можна выкарыстоўваць для падагрэву, скараціўшы вонкавыя энергазатраты.

Другое - адмова ад залішняй ачысткі. Не заўсёды патрэбен CO2 чысцінёй 99.9%. Для некаторых ужыванняў, такіх як угнаенне ў цяпліцах, дапушчальныя вызначаныя прымешкі. Трэба дакладна ведаць патрабаванні спажыўца і не пераплачваць за непатрэбную ступень ачысткі. Гэта здаецца відавочным, але на стадыі праектавання аб гэтым часта забываюць, закладваючы стандартныя параметры.

Трэцяе - модульнасць і маштабаванне. Часам танней паставіць некалькі невялікіх модульных усталёвак у розных крыніц дыму, чым цягнуць газаправоды да адной цэнтралізаванай. Гэта змяншае выдаткі на інфраструктуру і дазваляе запускаць сістэму паэтапна. Падобныя модульныя падыходы часам прапануюць кампаніі накшталтChengdu Yizhi Technology Co., якія працуюць як праектны інстытут, - іх сіла ў адаптацыі тыпавых рашэнняў пад канкрэтную пляцоўку і яе інфраструктурныя абмежаванні.

Высновы: дык ці існуе танная ўтылізацыя?

Калі коратка - не, не існуе. Існуеаптымізаванаяірацыянальная ўтылізацыя. Яе кошт можна зменшыць на 20-30%, а часам і больш, калі старанна прааналізаваць увесь цыкл: ад складу дымавага газу і даступных рэсурсаў (цяпло, адыходы, пляцы) да патрабаванняў да канчатковага прадукта і лагістыкі. Гонка за таннасцю на паперы амаль заўсёды прыводзіць да правалу.

Самае важнае - пачаць не з выбару тэхналогіі, а з глыбокага тэхніка-эканамічнага аналізу менавіта вашага аб'екта. Без гэтага любыя размовы аб кошце - варажба на кававай гушчы. Трэба лічыць CAPEX і OPEX для канкрэтных умоў, а не браць асераднёныя лічбы з рэкламных брашур.

І апошняе: свет мяняецца. Растуць кошты на квоты, з'яўляюцца новыя субсідыі, развіваюцца тэхналогіі. Тое, што было нерэнтабельна пяць гадоў таму, можа стаць мэтазгодным заўтра. Таму ключавы навык - не знайсці гатовае таннае рашэнне, а ўмець гнутка праектаваць сістэму пад якія змяняюцца эканамічныя і рэгулятарныя ўмовы. І ў гэтым як раз дапамагаюць профільныя праектныя інстытуты, чыя праца - не продаж абсталявання, а стварэнне працуючых і эканамічна абгрунтаваных тэхналагічных ланцужкоў.