Улавливание СО2
Опасения по поводу глобального потепления, которое, как полагают, отчасти вызвано увеличением выбросов парниковых газов, таких как двуокись углерода, в результате сжигания ископаемого топлива, стимулировали развитие технологий для улавливания СО2. Есть два основных типа технологий улавливания, а именно: дожигание и улавливание до сжигания топлива. Технология дожигания включает в себя скруббирование СО2 из дымовых газов с помощью химических растворителей, таких как амины или охлажденный аммиак. Технология улавливания до сжигания топлива удаляет СО2 из синтетического газа (синтез-газа) перед его сжиганием с помощью физического растворителя.

Дожигание
Холодильник дымовых газов
Перед удалением CO2, дымовые газы охлаждаются для ускорения реакции абсорбции. Это выполняется в колонне квенчинга с помощью охлаждающей воды. В данной колонне также удаляются различные примеси, такие как известковый шлам, пыль и галогены. Низкий перепад давления, характерный для регулярной насадки FLEXIPAC® , используемой в данной колонне, снижает нагрузку на газодувку для дымовых газов. Большой  размер гофров насадки обеспечивает достаточную площадь контакта с охлаждающей водой, чтобы значительно снизить температуру дымовых газов для повышения эффективности реакции абсорбции в абсорбере СО 2.
FLEXIPAC® HC® high capacity structured packing

Абсорбер CO2
Абсорбер CO2 обычно имеет промывную секцию, расположенную над секцией абсорбции.

Абсорбер работает при атмосферном давлении, поэтому газ имеет малую плотность, а колонна - очень большие размеры. Обе секции оснащаются регулярной насадкой FLEXIPAC®, чтобы уменьшить диаметр колонны, который может быть достаточно большим из-за огромного количества дымовых газов, подлежащих очистке.

В промывной секции удаляется весь амин, унесенный очищаемыми дымовыми газами, чтобы уменьшить расходы на подпитку дорогостоящего растворителя. В нижней секции СО2 абсорбируется химической реакцией с растворителем, а насадка обеспечивает необходимую площадь поверхности для такой абсорбции. Специальная форма поверхности регулярной насадки помогает распределить жидкость и повысить эффективность массообмена.

Растворитель должен быть регенерирован дл повторного использования путем нагрева, при котором разрываются химические связи. Скорость рециркуляции растворителя уменьшается до минимума, чтобы уменьшить требуемую тепловую нагрузку регенерации. Ее также называют паразитной тепловой нагрузкой, потому что она уменьшает общую эффективность энергопотребления. При минимальной скорости рециркуляции растворителя, любое неравномерное распределение жидкости или паров может привести к низкой эффективности массообмена и к большему проскоку СО2, чем хотелось бы. Применение грамотно спроектированных высокопроизводительных распределителей жидкости и паров INTALOX® позволяет использовать меньшие скорости рециркуляции, что приводит к снижению затрат энергии, используемой для регенерации.

Регенератор растворителя
Насыщенный растворитель подается в верхнюю часть регенератора растворителя, а в нижнюю часть подводится тепло для удаления СО2 и получения ненасыщенного растворителя для рециркуляции обратно в абсорбер.
  • Тепло из ребойлера превращает часть воды растворителя в пар, часть которого конденсируется для передачи скрытого тепла, необходимого чтобы разорвать химические связи между CO2 и растворителем.
  • Остальная часть пара способствует отпарке за счет снижения парциального давления СО2.
Диаметр колонны регенерации растворителя может быть меньше, чем диаметр абсорбера, поскольку единственными присутствующими здесь парами являются водяной пар и отпаренный СО2. В результате, нагрузки по жидкости выше, а регулярная насадка, скорее всего, не будет являться предпочтительным выбором.

INTALOX® ULTRA™ random packing

Высокопроизводительная нерегулярная насадка, такая как INTALOX® ULTRA, позволяет использовать колонны с меньшим диаметром и высотой по сравнению с другими нерегулярными насадками. 

FLEXITRAY® valve trays combine high capacity and excellent efficiency with a wide operating range. Флегма из головного продукта возвращается в колонну над несколькими промывными тарелками, например, клапанными тарелками FLEXITRAY®, чтобы удалить жидкость, унесенную парами.


Технология улавливания СО2 до сжигания топлива

Абсорбер и регенератор
Физические растворители используются при высоком давлении для растворения (абсорбции) СО2 из синтез-газа. Затем СО2 может быть удален из насыщенного растворителя путем снижения давления и/или отпарки потока. Это дает более низкий расход энергии по сравнению с регенерацией химического растворителя в технологии дожигания. Более высокое рабочее давление приводит к увеличению плотности газа, что позволяет использовать колонны меньшего диаметра. Уменьшение диаметров колонн и низкая нагрузка по CO2 по сравнению с химическими растворителями приводят к увеличению расходов потоков жидкости. В таких колоннах обычно используется нерегулярная насадка, такая как INTALOX® ULTRA, чтобы справиться с высокими расходами жидкости.