Koolstofafvang

Aminegasbehandeling

Aminegasbehandeling of amine scrbubbing is een op oplosmiddelen gebaseerd proces voor koolstofafscheiding. Het is geschikt voor industrieën met grote volumestromen, zoals energiecentrales, chemische proces-installaties of staalfabrieken. Staan meerdere industriële bedrijven met hoge emissies bij elkaar in de buurt, dan kunnen aminegasbehandelingssystemen zelfs worden gecentraliseerd. Meerdere fabrieken maken dan samen gebruik van één installatie.

Eerst wordt het rookgas - of uitlaatgas - in een koeltoren afgekoeld tot net boven kamertemperatuur. Vervolgens komt het gekoelde rookgas in de absorptietoren. Hier wordt amine - een vloeibaar alkalisch adsorptiemiddel - toegevoegd. De opstijgende CO₂ uit het rookgas wordt door de naar beneden stromende amine opgenomen. Alle andere gassen stijgen verder in de toren en worden afgevoerd.

De amine bevat nu een hoge concentratie CO₂. Om deze af te scheiden, wordt de amine overgebracht naar de regeneratietoren. Hier wordt het onder vacuüm met damp verwarmd. Door het gebruik van vacuüm kan het kookpunt van de amine worden verlaagd. Door de damp komt de afgevangen koolstofdioxide vrij. Het heeft nu op een zeer hoge zuiverheidsgraad. Amine ontleedt pas bij hoge temperaturen. Door het kookpunt te verlagen, blijft de amine behouden. En – bij juiste behandeling – kan dit steeds opnieuw worden hergebruikt. Nieuwe amine is duur in aanschaf en moeilijk af te voeren. Dat maakt amineregeneratie een duurzaam en kostenefficiënt proces.

In de laatste stap wordt de CO₂ naar een opvangvat getransporteerd. Een vacuümpomp transporteert het afgevangen gas van de regeneratietoren naar het verzamelvat. De koolstofdioxide kan vervolgens worden afgevoerd voor hergebruik of opslag. De aminevloeistof gaat weer terug naar de absorptietoren.

Moving bed-proces

Een moving bed-proces voor het afvangen van koolstof bestaat uit drie fasen. De adsorptiereactor, de desorptiereactor en de adsorptiedroger. Bij dit proces wordt de CO₂ verzameld door vaste stoffen. Dit zijn bolletjes van een poreus materiaal die verzadigd zijn met een amine-oplosmiddel en door de drie systeemdelen circuleren.

Adsorptiereactor
Het proces begint in de adsorptiereactor. Hier wordt het rookgas van het industriële proces toegevoerd en wordt de CO₂ geadsorbeerd door het sorptiemiddel. Ook al gaat het om een andere methode, deze stap werkt op dezelfde manier als bij het aminegasbehandelingsproces. De kooldioxide lost op in het amineoplosmiddel en wordt gebonden.

Desorptiereactor
Vervolgens komt het met CO₂ verrijkte vaste sorptiemiddel in de desorptiereactor terecht. Hier wordt damp in de reactor geblazen die op het vaste sorptiemiddel asbsorbeert. De CO₂ komt vrij en kan weer kan worden geëxtraheerd.

Een vacuümpomp die is aangesloten op de uitlaat van de desorptiereactor voert de CO₂ af. Het gas stroomt door de vacuümpomp en komt in de verzamelbak bij de uitlaat terecht. Van daaruit wordt het getransporteerd voor hergebruik of opslag.

Adsorptiedroger
Vervolgens gaat het vaste - met vocht verzadigde - sorptiemiddel naar de adsorptiedroger. Een ventilator blaast warme lucht in de droger, waardoor het vochtgehalte wordt verlaagd. Het vaste sorptiemiddel wordt vervolgens uit de adsorptiedroger afgevoerd en is klaar voor hergebruik.

Vacuum swing adsorption (VSA)

Vacuum swing adsorption (VSA) is ook bekend als pressure swing adsorption (PSA) of pressure swing adsorption (VPSA). Het is een CO₂ afscheidingsproces dat dezelfde algemene stappen volgt als dat van een moving bed. Adsorptie, desorptie en regeneratie.

Adsorptie
Eerst wordt het rookgas onder hoge druk door een zogenaamd adsorptiebed geleid. Dit is een soort filter gemaakt van een vast sorptiemiddel. Een poreus materiaal dat net als bij andere afscheidingsprocessen, kan bestaan uit amine of een andere verbinding zoals actieve kool of zeoliet. Het sorptiemiddel vangt alleen de CO₂-moleculen op en laat tegelijkertijd andere gassen doorstromen.

Desorptie
Nadat de CO₂ uit de rest van het rookgas is afgescheiden en het adsorptiebed verzadigd is, wordt de kamer onder vacuüm gebracht. Hierdoor wordt de druk op de afgescheiden kooldioxidemoleculen verlaagd. De moleculen kunnen zich losmaken van het adsorptiebed of desorberen en weer in een gasvormige toestand terugkeren. Wanneer de temperatuur tegelijkertijd wordt verhoogd, is het desorptieproces nog efficiënter.

Regeneratie
Net als bij het aminegasbehandeling regenereert dit proces ook het op amine gebaseerde adsorptiebed, zodat het opnieuw kan worden gebruikt.

De moleculen - nu met een hoge zuiverheid - kunnen vervolgens opnieuw worden afgevangen voor transport of opslag.

Koolstofafvang met behulp van membranen is een eenvoudig schaalbare methode geschikt voor kleine tot middelgrote koolstofdioxide-uitstotende bedrijven. Bijvoorbeeld biogasverwerking of petrochemische raffinage. Het proces van membraanscheiding omvat verschillende membranen. Deze werken als filters. Het membraanmateriaal laat CO₂ gemakkelijk binnendringen, terwijl andere gassen worden tegengehouden.

Door vacuüm en overdruk toe te passen, wordt de totale efficiëntie van het proces verhoogd. Vacuüm en overdruk helpen om een drukverschil bij elk membraan in stand te houden. De druk wordt aan de ene kant van het membraan verlaagd met behulp van een vacuümpomp en aan de andere kant verhoogd met behulp van een blower. Hierdoor neemt de permeatiesnelheid van de CO₂ door het membraan toe.

De membraanafvang kent gewoonlijk twee afzonderlijke fases. Allebei bestaan ze uit meerdere parallel werkende membraanmodules. Door twee keer te filteren wordt de maximale hoeveelheid rookgassen gescheiden en verwijderd. Hierdoor wordt een hogere zuiverheid van de teruggewonnen CO₂ mogelijk.

Ongeacht de methode kan CO₂ worden gebruikt of permanent worden opgeslagen.

Gebruik

Koolstofdioxide is een belangrijke grondstof die in verschillende industrieën nodig is. Wereldwijd is er jaarlijks meer dan 230 miljoen ton CO₂ nodig. De grootste afnemer is de kunstmestindustrie. Gevolgd door de olie- en gassector, die het gebruikt voor een betere oliewinning.

Het speelt echter ook een belangrijke rol in andere industriële toepassingen. Bijvoorbeeld in brandbestrijdingssystemen, of om de plantengroei in kassen te stimuleren. Maar ook in voedingsmiddelen en dranken.

Door hergebruik van koolstofdioxide die normaal in de atmosfeer terecht zou komen, ontstaat een meer circulair en duurzaam systeem.

Opslag

De tweede optie voor handling van afgevangen koolstofdioxide is permanente opslag. Koolstofdioxide kan diep onder de grond in het gesteente worden opgeslagen.

Daarvoor wordt de CO₂ eerst gemengd met water om koolzuur te creëren. Dit wordt vervolgens diep onder het aardoppervlak gepompd. Het zuur van het koolzuurhoudende water lost de mineralen in het basaltgesteente op en de ionen komen vrij aan het water.

Na verloop van tijd reageren deze ionen met de koolstofdioxide en binden zich eraan. Hierdoor wordt het gemineraliseerd en ontstaat een vaste stof. Dit betekent dat de koolstofdioxide in principe een deel van het gesteente wordt..

Na twee jaar heeft zo'n 90% dit proces doorlopen. Dit garandeert een veilige en duurzame opslag van de kooldioxide.

CO2 omzetten in massief gesteente

Direct Ocean Capture-technologie is een andere methode om kooldioxide uit ons milieu af te vangen en wordt momenteel ontwikkeld.

De oceanen van onze planeet zijn natuurlijke koolstofputten. Gedurende vele decennia verspreidt CO₂ uit de lucht zich en lost het op in de oceaan. De bovenste laag van het zeewater kan worden gezuiverd om de daarin aanwezige kooldioxide te verwijderen. Een kleine hoeveelheid - minder dan 1% - van het opgevangen water wordt voorbehandeld om een zuur te produceren. Dit zuur wordt vervolgens toegevoegd aan het resterende opgevangen water. Hier zet het een chemisch proces in gang zet waarbij de CO₂ wordt afgevangen. Vervolgens wordt het water weer op zijn oorspronkelijke pH-waarde gebracht en teruggevoerd naar de zee.

Na dit proces zou het zeewater weer dezelfde hoeveelheid CO₂ kunnen opnemen, die zojuist is verwijderd.

Als dit daadwerkelijk kan worden toegepast, is dit een bijzonder milieuvriendelijke methode voor het afvangen van koolstofdioxide. Het maakt uitsluitend gebruik van zeewater, zonder absorptiemiddelen of oplosmiddelen en het creëert geen bijproducten.

Afhankelijk van de methode en technologie van de koolstofafscheiding worden verschillende vacuümtechnologieën gebruikt.

Droge schroef-, klauwen- en vloeistofringvacuümpompen kunnen allemaal worden gebruikt voor directe luchtafzuiging (DAC). Industriële afzuigmethoden kunnen ook gebruik maken van draaischuif- en draaiende lobvacuümpompen en zijkanaalventilatoren.

Gebruik de productfinder of neem contact met ons op. om samen de juiste oplossing te vinden.

Direct Air Capture (DAC, directe luchtcaptatie) is een methode voor koolstofafvang waarbij kooldioxide rechtstreeks uit de atmosfeer wordt gehaald.

In tegenstelling tot industriële koolstofafvang vindt dit niet plaats op de locatie van de emissies. Het kan overal worden gedaan.

De koolstof kan dan permanent onder het aardoppervlak worden opgeslagen of worden hergebruikt in industrieën die koolstofdioxide nodig hebben voor hun processen.

Vacuümpompen van Busch worden over de hele wereld gebruikt in de afvang van koolstof. Ze worden ingezet in de meest uiteenlopende technologieën, zowel in industriële koolstofafvang als in Direct Air Capture (DAC).

Onze vacuümpompen spelen een beslissende rol bij de afvang en opslag van koolstof. Ze zorgen ervoor dat de koolstofdioxide effectief en efficiënt uit de atmosfeer wordt verwijderd en veilig wordt hergebruikt of opgeslagen.

Direct Air Capture (DAC) hoeft niet bij de emissiebron plaats te vinden, maar verwijdert al aanwezige kooldioxide uit de atmosfeer.

Het afvangsysteem hoeft dus niet aan een fabriek of energiecentrale te worden gekoppeld. Het proces kan overal plaatsvinden.

DAC wordt niet alleen gebruikt voor het afvangen van koolstof uit emissiebronnen waar een direct systeem niet mogelijk is (bijvoorbeeld in voertuigen). Ook wordt het gebruikt voor het afvangen van ‘oude’ koolstof . Kooldioxide-emissies die zich - in de jaren voordat afvangtechnologieën beschikbaar waren - in de atmosfeer hebben opgehoopt.

Ja, tijdens het proces afgevangen koolstofdioxide kan worden hergebruikt.

CO₂ is een belangrijke grondstof voor verschillende industrieën. Het wordt gebruikt bij de productie van kunstmeststof en brandbestrijdingssystemen. Maar ook in kassen om de plantengroei te stimuleren.

Door koolstofdioxide opnieuw te gebruiken, wordt een meer circulair en duurzaam systeem gecreëerd.

Het afvangen van koolstof kan de CO₂-uitstoot en daarmee de totale impact van bestaande energiecentrales minimaliseren.

en industrieel koolstofafvangssysteem kan achteraf worden ingebouwd in een bestaande energiecentrale die op fossiele brandstoffen draait.

En met Direct Air Capture (DAC) kan koolstofafvang ook eerdere emissies uit de atmosfeer verwijderen.

Koolstofafvang is tijdens de energietransitie een methode om de impact van onze bestaande technologie te verminderen.