Koszty usuwania ditlenku węgla ze spalin w instalacji adsorpcyjno-membranowej

• Autorzy: Janusz-Cygan A. , Jaschik M. , Warmuziński K. , Tańczyk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2015.2.15

Warianty tytułu

EN

Costs of carbon dioxide removal from flue gases by adsorptive-membrane separation technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaproponowano technologię usuwania ditlenku węgla ze spalin w instalacji hybrydowej łączącej adsorpcję zmiennociśnieniową z separacją membranową o wydajności 1000 STP m³h. Określono wymiary podstawowych aparatów oraz parametry pracy aparatów i urządzeń, a następnie określono koszty całkowite procesu wydzielenia ditlenku węgla ze spalin ze 100-proc. skutecznością przy jednoczesnym uzyskaniu CO₂ o czystości większej niż 95%. Proces realizowany jest w kolumnach adsorpcyjnych o średnicy 2 m i wysokości 4 m, wypełnionych zeolitowymi sitami molekularnymi 13X, połączonych z układem 150 komercyjnych modułów membranowych typu PRISM firmy Air Products. Wykazano, że całkowite koszty roczne instalacji wynoszą ok. 773 tys. zł. Stwierdzono, że w proponowanym procesie zużycie energii wynosi 555 kWh na 1 t usuniętego CO₂ i plasuje się na poziomie przeciętnych nakładów energetycznych w dostępnych współcześnie technologiach. Stwierdzono także, że w procesie hybrydowym tkwią potencjalne możliwości obniżenia zużycia energii.

EN

A hybrid, pressure swing adsorption-membrane process for CO₂ capture from 1000 m³h (at std. temp. and pressure) of flue gas stream was developed. Pure CO₂ (95%) was fully recovered. A 4-column (diam. 2 m, height 4 m) unit packed with zeolite 13X, and a com. membrane module were used. The total annual prodn. cost and energy consumption (555 kWh/t) were estd. No big differences between the process and other mature CO₂ capture technols. were obsd.

Słowa kluczowe

PL

ditlenek węgla; spaliny; instalacja adsorpcyjno-membranowa

EN

carbon dioxide; flue gases; adsorptive-membrane technique

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 94, nr 2
• Strony: 205--210
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Janusz-Cygan A.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Jaschik M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice

autor

Warmuziński K.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice

autor

Tańczyk M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice

Bibliografia

• 1. S. Krishnamurthy, V.R. Rao, S. Guntuka, P. Sharratt, R. Haghpanah A. Rajendran, M. Amamullah, I.A. Karimi, S. Farooq, AICHE J. 2014, 60, 1830.
• 2. P. Luis, T. van Gerven, B. van der Bruggen, Progr. Energy Combustion Sci. 2012, 38, 419.
• 3. J.A. Delgado, M.A. Uguina, J.L. Sotelo, V.I. Áqueda, A. Sanz, P. Gómez, Computers Chem. Eng. 2011, 35, 1010.
• 4. A. Brunetti, F. Scura, G. Barbieri, E. Drioli, J. Membr. Sci. 2010, 359, 115.
• 5. M.J. Tuinier, H.P. Hamers, M. van Sint Annaland, Int. J. Greenhouse Gas Control 2011, 5, 1559.
• 6. M. Wang, A. Lawal, P. Stephenson, J. Sidders, C. Ramshow, Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 1609.
• 7. J.D. Figueroa, T. Fout, S. Plasynski, H. McIlvried, R.D. Srivastava, Int. J. Greenhouse Gas Control 2008, 2, 9.
• 8. J.C.M. Pires, F.G. Martins, M.C.M. Alvim-Ferraz, M. Simões, Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 1446.
• 9. R.B. Rios, L.S. Correia, M. Bastos-Neto, A.E.B. Torres, S.A. Hatimondi, A.M. Ribeiro, A.E. Rodrigues, C.L. Cavalcante Jr., D.C.S. de Azevedo, Adsorption 2014, 20, 945.
• 10. Report of DOE NETL, Office of Program Planning and Analysis. Quality guidelines for energy system studies, CO2 impurity design parameters, DOE NETL, Jan 2012.
• 11. Raport Europejskiej Platformy Technologicznej ZEP, ETP for zero emission fossil fuel power plants, 2011.
• 12. Z. Liu, L. Wang., X. Kong, P. Li, J. Yu, A.E. Rodrigues, Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 7355.
• 13. M. Ishibashi, H. Ota, N. Akutsu, S. Umeda, M. Tajika, J. Izumi, A. Yasutake, T. Kabata, Y. Kageyama, Energy Convers. Manage. 1996, 37, 929.
• 14. S.H. Cho, J.H. Park, H.T. Beum, S.S. Han, J.N. Kim, Stud. Surf. Sci. Catal. 2004, 153, 405.
• 15. J. Kotowicz, Ł. Bartela, A. Skorek-Osikowska, K. Janusz-Szymańska, T. Chmielniak, L. Remiorz, T. Iluk, Analiza termodynamiczna i ekonomiczna układu gazowo-parowego zintegrowanego ze zgazowaniem węgla oraz membranową separacją ditlenku węgla, Wyd. Politechnika Śląska, Gliwice 2012.
• 16. M. Tańczyk, K. Warmuziński, M. Jaschik, A. Janusz-Cygan, Przem. Chem. 2012, 91, nr 7, 1493.
• 17. K. Warmuziński, M. Tanczyk, M. Jaschik, A. Janusz-Cygan, Energy Procedia 2013, 37, 2154.
• 18. K. Warmuziński, M. Jaschik, A. Janusz-Cygan, I. Zielińska-Nadolska, S. Olejnik, Inż. Ap. Chem. 2004, 43, 6.
• 19. J. Skorek, J. Kalina, Gazowe układy kogeneracyjne, WNT, Warszawa 2005.
• 20. M. Peters, K. Timmerhaus, Plant design and economics for chemical engineers, McGraw-Hill, Inc., New York 1991.
• 21. K. Warmuziński, M. Tańczyk, M. Jaschik, J. Jaschik, A. Janusz-Cygan, A. Wojdyła, Opracowanie hybrydowego procesu separacji adsorpcyjnomembranowej do wysokosprawnego wydzielania ditlenku węgla z gazów odlotowych, Sprawozdanie z projektu badawczego rozwojowego nr 14 0113-10/2010, IICh PAN, Gliwice 2014.
• 22. J.-K. Jeon, S.-K. Ihm, Y.-K. Park, J.S. Kim, J.-I. Dong, S. Kim, J.M. Kim, S.-S. Kim, K.-S. Yoo, Studies Surface Sci. Catal. 2004, 153, 543.