Szén-dioxid leválasztás és tárolás Környezetvédelmi technológia az erőművi technológiában

Indokoltság - szükségesség globális klímaváltozásra adott válasz az energiaigények növekednek az atomenergia elfogadottsága problémás a megújulók nem versenyképesek olaj és gázfüggés csökkentése a szén versenyképességének javítása az emisszió-kvóta kereskedelem hatástalansága

Szén-dioxid kibocsátás

Megoldandó feladatok CO 2 leválasztás  tüzelés után: füstgáztisztítás  tüzelés előtt: tüzelőanyag átalakítás  Oxyfuel technológia CO 2 tárolás  óceánokban  geológiai formációkban  karbonátos ásványokban

Technológiák

Tüzelés utáni leválasztás Abszorpciós technológiák Kémiai oldószerek: alkán-aminovegyületek  Monoetanolamin  Metil-monoetanolamin  Dimetil-monoetanolamin Fizikai oldószerek: metil vegyületek  metanol  polietilénglikol-dimetil-éter Fiziko-kémiaioldószerek: metanol és alkán- aminokeverékek

Tüzelés utáni leválasztás

Tüzelés utáni MEA eljárás

Alkamazható aminok Elsődleges  monoetanol-amin (MEA) Másodlagos  dietanol-amin (DEA)  piperazin (PZ) Harmadlagos  metil-dietanolamin (MDEA)  trietanolamin (TEA)

Monoetanol-amin (MEA)

Másodlagos aminok DEA: CH 3 N (C 2 H 4 OH) 2 Piperazin

Kémiai reakciók (MEA) A víz disszociációja:  2H 2 O ↔ H 3 O + + OH - Karbonát keletkezés:  HCO H 2 O ↔ H 3 O + + CO 3 2- MEA protonátmenet:  MEA + H 3 O + ↔ H 2 O + MEAH + Hidrogén-karbonát keletkezés  CO 2 +2H 2 O ↔ H 3 O + + HCO 3 - Karbamát keletkezés:  MEA + HCO 3 - ↔ MEACOO - + H 2 O

Abszorpciós technológiák jellemzői Kémiai oldószerek  Költséges, mivel rendkívül energiaigényes  Már alacsony (kb. 7%) CO 2 koncentrációnál is működik Fizikai oldószerek  Kevésbéenergiaigényes  Csak magas (15% felett) CO 2 koncentrációnál működik

Tüzelés előtti leválasztás (IGCC)

IGCC karbonkivonással Hatásfok: 38,4%

IGCC H 2 gyártással H 2 fajlagos költsége: 7,1 USD/GJ

Oxyfuel

Oxyfuel

Költségek

Hűtött ammóniás technológia

Költségek

CO 2 tárolás Elvi tárolási lehetőségek Injektálás geológiai formációkba folyékony vagy szuperkritikus állapotban (működik) Óceánok mélyén, legalább 1000 m (kísérleti) Karbonátképzés(kísérleti): fémoxid + CO2= stabil fém-karbonát

CO 2 tárolás Tárolási lehetőségek: 1 kimerült olaj/gázmezők 2 gáz/olaj kinyerése 3 mélységi sós víztestek 4 nem bányászható szénmezők 5 föld alatti szénelgázosítás 6 porózus kőzetek/barlangok