Kulstoffangst

Aminskrubning

Aminskrubning er en opløsningsmiddelbaseret kulstoffangstmetode, der er velegnet til industrier med store gennemløbshastigheder, f.eks. kraftværker, kemiske processer eller stålværker. På steder med klynger af flere industrier med høje emissioner kan aminvaskesystemerendda centraliseres, så én installation kan bruges af flere fabrikker.

For det første nedkøles røggassen, også kaldet udstødningsgas, til lige over stuetemperatur i et køletårn. Derefter kommer den afkølede røggas ind i absorberingstårnet, hvor der tilføres amin, et flydende, alkalisk adsorberingsmiddel. CO₂ fra røggassen opløses i aminen og indfanges. Alle andre gasser fortsætter med at stige op gennem tårnet og udledes.

Aminen indeholder nu en høj koncentration af CO₂. For at udskille det overføres aminen til regenereringstårnet, hvor den opvarmes med damp under vakuum. Ved at tilføre vakuum, kan aminens kogepunkt sænkes. Dampen frigiver den opfangede kuldioxid, nu med et meget højt renhedsniveau. Amin nedbrydes ved høje temperaturer. Ved at sænke kogepunktet bevares aminen, som kan genbruges – i mange år, hvis den behandles korrekt. Regenerering af amin resulterer derfor i en proces, der både er mere bæredygtig og mere omkostningseffektiv: Ny amin er dyr at købe og svær at bortskaffe.

Den sidste fase er overførsel af CO₂ til en beholder. En vakuumpumpe suger den opfangne gas fra regenereringstårnet til opsamlingsbeholderen. Kuldioxiden kan derefter transporteres til genbrug eller opbevaring, og aminvæsken returneres til absorberingstårnet.

Moving bed-processen

Moving bed-processen til kulstoffangst består af tre trin: adsorptionsreaktoren, desorptionsreaktoren og adsorbenttørreren. I denne proces opsamles CO₂ af faste stoffer. Det drejer sig om kugler, der er fremstillet af et porøst materiale og mættet med aminopløsningsmiddel, og som cirkulerer gennem systemets tre områder.

Adsorptionsreaktor
Processen begynder i adsorptionsreaktoren. Her tilføres røggassen fra den industrielle proces, og CO₂ absorberes af sorbenten. Selvom metoden er anderledes, fungerer dette trin nøjagtigt på samme måde som ved aminskrubning: Kuldioxiden opløses i aminopløsningsmidlet og fanges.


Desorptionsreaktor Det CO₂-ladede faste stof overføres derefter til desorptionsreaktoren. Der blæses damp ind i reaktoren, og den kondenseres på den faste sorbent, hvorved der frigives CO₂, som derefter kan udvindes.

En vakuumpumpe, der er tilsluttet desorptionsreaktorens udløb, suger CO₂. Gassen bevæger sig gennem vakuumpumpen og kommer ind i opsamlingsbeholderen ved udløbet. Herfra kan det transporteres til genbrug eller opbevaring.

Adsorptionstørrer
Herefter flyttes den faste sorbent, der nu er mættet med fugt, til adsorptionstørreren. En blæser fører varm luft ind i tørreren, hvilket reducerer fugtindholdet. Den faste sorbent udledes derefter fra adsorptionstørreren, klar til genbrug.

Vakuumsvingadsorption (VSA)

Vakuumsvingadsorption (VSA), også kendt som tryksvingadsorption (PSA) eller vakuum-tryksvingadsorption (VPSA), er en CO₂-udskillelsesproces, der følger de samme generelle trin som moving bed-processen: adsorption, desorption og regenerering.

Adsorption
Først føres røggassen under højt tryk gennem det, der kaldes et adsorptionsleje. Dette er en slags filter, der er fremstillet af en fast sorbent: et porøst materiale, der enten kan være aminbaseret, ligesom de andre fangstmetoder, eller et andet sammensat stof som aktivt kul eller zeolit. Det opfanger CO₂-molekylerne selektivt, samtidig med at det lader andre gasser passere.

Desorption
Når CO₂ er adskilt fra resten af røggassen, og adsorbentlejet er mættet, tilføres der vakuum i kammeret. Som følge heraf sænkes trykket på de opfangne kuldioxidmolekyler, hvilket gør det muligt for dem at løsne sig eller desorbere fra adsorbentlaget og vende tilbage til gasform. Når temperaturen øges samtidig, bliver desorptionsprocessen endnu mere effektiv.

Regenerering
Ligesom i aminskrubningsprocessen regenererer denne proces til frigivelse af kuldioxid også det aminbaserede adsorbentlag, så det kan genbruges.

Molekylerne kan efterfølgende fanges igen, nu med høj renhed, til transport eller opbevaring.

Kulstofopsamling ved hjælp af membraner er en let skalerbar metode, der er velegnet til små og mellemstore udledere af kuldioxid, såsom biogasopgradering eller petrokemiske raffineringsprocesser. Membranfangstprocessen består af flere forskellige membraner. De fungerer som filtre: Membranmaterialet lader let CO₂ trænge igennem, men andre gasser udelukkes.

Ved at påføre vakuum og overtryk på disse membraner øges processens samlede effektivitet. Vakuum og overtryk hjælper med at opretholde en trykforskel på tværs af hver membran. Trykket reduceres på den ene side af membranen med en vakuumpumpe og øges på den anden side med en blæser. Dette øger gennemtrængningen af CO₂ gennem membranen.

Membranfangst er typisk opdelt i to separate faser, der hver især består af flere parallelt fungerende membranmoduler. Ved at filtrere to gange udskilles og fjernes den maksimale mængde røggasser, hvilket muliggør en højere renhed af den genvundne CO₂.

Uanset hvilken metode til fjernelse af kuldioxid, der anvendes, kan CO₂ enten udnyttes eller lagres permanent.

Udnyttelse

Kuldioxid er en vigtig ressource, der er nødvendig i en række brancher. På verdensplan er der behov for over 230 millioner ton CO₂ om året. Den største forbruger er gødningsindustrien, efterfulgt af olie- og gassektoren, som anvender gassen til øget oliegenvinding.

Men det er også en vigtig vare i andre kommercielle anvendelser. Gassen bruges i brandslukningssystemer, til at fremme plantevækst i drivhuse samt i fødevare- og drikkevareproduktion.

Ved at genbruge kuldioxid, der ellers ville blive ledt ud i luften, skabes der et mere cirkulært og bæredygtigt system.

Opbevaring

Den anden valgmulighed for håndtering af opfanget kuldioxid er permanent opbevaring. Kuldioxid kan lagres dybt under jorden i grundfjeldet.

For at gøre dette blandes CO₂ først med vand for at danne kulsyre. Den pumpes ned under jordens overflade. Syren i det kulsyreholdige vand opløser mineralerne i basaltgrunden, og deres ioner frigives i vandet.

Over tid reagerer disse ioner med kuldioxiden og binder sig dertil. Derved mineraliseres den, og der skabes et fast stof – hvilket betyder, at kuldioxiden grundlæggende bliver en del af selve fjeldet.

Efter to år vil over 90 % af blandingen have gennemført denne proces. Dette sikrer et sikkert og permanent hvilested for kuldioxidet, samt at det ikke vender tilbage til atmosfæren.

Omdanne CO2 til klipper

Direkte fangst i havet er en anden metode, der er under udvikling, til at fjerne kuldioxid fra vores naturlige miljø.

Oceanerne på vores planet er naturlige kulstofdræn: Over en periode på mange årtier diffunderer CO₂ fra luften og opløses i havet. Det er muligt at behandle det øverste lag af havvandet for at fjerne det indeholdte kuldioxid. En lille mængde – mindre end 1 % - af det opfangne vand omdirigeres og forbehandles for at opnå en syre. Syren tilsættes derefter resten af det opfangne vand, hvor den udløser en kemisk proces, der trækker CO₂ ud. Derefter genoprettes vandets oprindelige pH-niveau, og det ledes tilbage til havet.

Denne proces ville gøre det muligt for havvandet at trække den samme mængde CO₂ ned, som netop blev fjernet, hvilket ville gøre den til en meget bæredygtig løsning.

Hvis den bliver taget i brug, ville det være en ekstremt miljøvenlig kuldioxidfangstmetode, da den udelukkende bruger havvand, og ikke nogen absorbenter eller opløsningsmidler, og der opstår ikke nogen biprodukter.

Der anvendes en række forskellige vakuumteknologier til kulstoffangst, afhængigt af typen og de anvendte teknikker.

Tørtløbende skrue-, klo- og væskerings vakuumpumper kan alle anvendes til direkte luftopsamling (DAC), mens industrielle fangstmetoder også kan bruge lamel- og rotor vakuumpumper samt sidekanalblæsere.

Brug vores produktfinder, eller kontakt os – vi samarbejder med dig om at finde den rigtige løsning til din anvendelse.

Direkte luftopsamling (DAC) er en kulstoffangstmetode, der udvinder kuldioxid direkte fra atmosfæren.

I modsætning til industriel kulstoffangst sker dette ikke på stedet, hvor udledningen sker, men kan finde sted hvor som helst.

Kulstoffet kan derefter lagres permanent under jordens overflade eller genbruges i industrier, der har brug for kuldioxid i deres processer.

Vakuumpumper fra Busch anvendes til kulstoffangstprocesser i hele verden. Vores vakuumpumper anvendes i alle former for kulstoffangstteknologier, både til industriel kulstoffangst og direkte luftopsamling.

Da vores vakuumpumper spiller en afgørende rolle ved fangst og opbevaring af kulstof, bidrager vi også til en grønnere verden. Vores pumper sikrer, at kuldioxiden effektivt fjernes fra vores atmosfære og genbruges eller opbevares sikkert.

I stedet for at være placeret ved udledningskilden fjerner direkte luftopsamling (DAC) allerede eksisterende kuldioxid fra atmosfæren.

Opsamlingssystemet behøver ikke at være tilsluttet en fabrik eller et kraftværk, hvilket betyder, at det kan placeres hvor som helst, helt uafhængigt af andre industrianlæg.

DAC er også en måde at opfange kulstof, der udledes fra kilder, hvor et direkte system ikke er muligt, såsom fra køretøjer, samt gammelt kulstof - dvs. de kuldioxidudledninger, der har ophobet sig i vores atmosfære i mange år, før kulstofopsamlingsteknologi var tilgængelig.

Ja, den kuldioxid, der opfanges i kulstoffangstprocesser, kan genbruges.

CO₂ er en vigtig ressource i en lang række brancher – den bruges til produktion af gødnings- og brandslukningssystemer og ledes ind i drivhuse for at fremme plantevæksten, for blot at nævne nogle få.

Ved at genbruge kuldioxid, der ellers ville blive ledt ud i luften, skabes der et mere cirkulært og bæredygtigt system.

Kulstoffangst kan minimere CO₂-udledningen og dermed de eksisterende kraftværkers samlede påvirkning af vores atmosfære.

Et eksisterende kraftværk, der kører på fossile brændsler, kan eftermonteres med et industrielt kulstoffangstsystem.

Og med et direkte luftopsamlingssystem (DAC) kan kulstoffangst også fjerne tidligere udledninger fra atmosfæren.

Kulstoffangst er derfor en måde at afbøde effekten af vores eksisterende teknologi på, mens verden skifter til grønnere elproduktion.