煙からCO2を安価に回収できる？ 

安価な CO2 リサイクルについて聞いたとき、最初に思い浮かぶのは単なるマーケティング戦略です。誰もがシンプルで安価なソリューションを望んでいますが、実際には、これらの言葉には未熟なテクノロジーが隠されているか、資本コストや運用コストが完全に無視されていることがよくあります。私自身も回収プロジェクトに携わったことがありますが、正直に言うと、特に排ガスなどの複雑な混合ガスの場合、安いことが長期的に効果的であることを意味することはほとんどありません。ただし、すべての入力パラメーターが正しく評価され、普遍性を追求しない場合、特定のアプローチではコストを削減できます。

煙の背後にあるものとそれがなぜ重要なのか

煙はCO2だけではありません。これは、N2、O2、水蒸気、SOx、NOx、飛灰、およびその他の十数種類の不純物の混合物であり、その濃度は燃料と燃焼モードによって異なります。このような流れの CO2 濃度が 10 ～ 15% を超えることはめったにないため、純粋な流れや濃縮された流れ用に設計された多くの安価な方法は直ちに廃止されます。主なコスト項目は、CO2 結合化学物質自体ではなく、洗浄、乾燥、圧縮などのガスの準備です。この段階を無視すると、触媒の被毒や腐食などにより、システムが急速に故障する運命に陥ることになります。

小規模火力発電所で、適切な SO2 除去を行わずに膜分離を使用しようとしたプロジェクトのことを覚えています。メンブレンは 6 か月以内に故障し、交換のコストにより、期待されていた節約効果はすべて消えてしまいました。結論: 設計段階での安さは、後で複数のコストにつながります。機器の価格ではなく、ライフサイクル全体を検討する必要があります。

ここで、複雑なソリューションを専門とするいくつかの設計機関のアプローチに言及する価値があります。たとえば、成都宜之科技有限公司(彼らのウェブサイトはhttps://www.yzkjhx.ru) は、自らを技術プロジェクトの実施のために設立された機関として位置づけています。彼らの実践では、オープンデータから判断すると、次の原則がよく見られます。まず、特定の排出源に対する深い聴衆を集め、次に技術を選択または開発します。これは合理的です。あらゆる状況に対応するボックス化されたソリューションを販売しているわけではありませんが、顧客の特定の状況に応じて機能するため、最終的に全体のコストを削減できます。

回収されたCO2はどこに行けばよいのでしょうか？収益性の問題

実はリサイクルがキーワードなのです。 CO2 を単に埋めるだけの場合、純コストとなります。このプロセスが利益を得るには、ローカルに市場または有用なアプリケーションが存在する必要があります。最も明らかな経路は、ドライアイスの製造、温室での使用、石油回収のための注入 (EOR)、または尿素などの化学物質の合成です。しかし、各ルートには、輸送量、清潔さ、物流の点で独自の制限があります。

私の意見では、多くの企業にとって最も現実的なシナリオは、自社の技術サイクルで使用することです。たとえば、植物が炭酸塩または重炭酸塩を生成する場合、回収された CO2 は廃棄物ではなく原料になります。しかし、ここで再び純度の問題が生じます。化学合成では、多くの場合、不純物含有量が 0.5% 未満の CO2 が必要になります。排ガスからそのような純度を達成することは、簡単ではなく、費用のかかる作業です。

ソーダ製造のミニ工場の体験がありました。私たちは自社のボイラーハウスからの安価な CO2 利用を期待していました。しかし、必要な条件に合わせて精製するコストを計算したところ、サードパーティのサプライヤーから液体二酸化炭素を購入する方が安価であることが判明しました。プロジェクトはキャンセルされました。これは典型的な間違いです。チェーンを最後まで、最終製品まで計算していません。

安価であると主張するテクノロジー

SFを脇に置いたら、今日人々は実際に何を見ているのでしょうか？まず、アミンスクラブ- このジャンルの古典。それは新しいものではありませんが、常に最適化されています。不純物に対してより耐性があり、再生に必要なエネルギーが少ない新しいアミンが登場しています。エネルギーコストが高いため、安価とは言えませんが、大規模な電源の場合、これが信頼性とコストの最適なバランスとなることがよくあります。

第二に、固体物質への吸着(MOF、ゼオライト、活性炭)。ここでの主な利点は、真空や温度変化 (TSA/VSA) などによる脱着のエネルギー消費が潜在的に低くなる点です。しかし、これらの材料は高価であり、実際の煙の条件下ではその能力と選択性が急激に低下する可能性があります。私はゼオライトを使用した実験設備を見ました。石炭ボイラーからのガスで 1 か月間運転した後、硫黄残留物と水分によって細孔が詰まったため、効率が 40% 低下しました。

第三に、石化— 廃棄物（スラグ、灰）を使用した CO2 の炭酸塩への結合。理想的で安価に聞こえます。廃棄物 + CO2 = 有用な製品です。しかし、プロセスの反応速度は非常に遅く、広い面積が必要で、最終製品である同じ炭酸塩のコストはわずかです。 CO2 排出量に対する罰金と廃棄物処理料金が発生する場合にのみ、経済性が高まります。今のところ、これはよりニッチなソリューションです。

どこで節約を探せばいいのでしょうか？練習で得た経験

真の節約は魔法のテクノロジーからではなく、統合と相乗効果から生まれます。 1つ目は低級熱の利用です。アミン溶液の再生にはエネルギーが必要です。同じプラントに廃熱 (冷却装置など) がある場合、それを暖房に使用できるため、外部エネルギー コストが削減されます。

2つ目は過度な掃除を避けることです。純度99.9%のCO2は必ずしも必要というわけではありません。温室肥料などの一部の用途では、特定の不純物が許容されます。消費者の要件を明確に把握し、不必要な精製度に過剰な費用を支払わないようにする必要があります。これは当然のことのように思えますが、設計段階では忘れられがちで、標準パラメータを設定します。

第三に、モジュール性と拡張性です。場合によっては、集中管理された 1 つのパイプラインにガス パイプラインを敷設するよりも、さまざまな煙源に複数の小さなモジュール式設備を設置する方が安価な場合があります。これにより、インフラストラクチャのコストが削減され、システムを段階的に起動できるようになります。同様のモジュール型アプローチは、次のような企業によって提供されることがあります。成都宜之科技有限公司は設計機関として活動しており、その強みは標準ソリューションを特定のサイトとそのインフラストラクチャの制限に適応させることにあります。

結論: 安価なリサイクルなどは存在するのでしょうか?

要するに、いいえ、存在しません。あります最適化されたそして合理的な処分。排ガスの組成や利用可能な資源（熱、廃棄物、スペース）から最終製品や物流の要件に至るまで、サイクル全体を注意深く分析すれば、そのコストは 20 ～ 30%、場合によってはそれ以上削減できます。机上の安さを追求する競争は、ほとんどの場合失敗につながります。

最も重要なことは、テクノロジーの選択から始めるのではなく、特定の施設の技術的および経済的な詳細な分析から始めることです。これがなければ、コストに関する話は推測に過ぎません。広告パンフレットから平均値を取得するのではなく、特定の条件での CAPEX と OPEX を計算する必要があります。

そして最後に、世界は変化しています。割り当ての価格は上昇し、新しい補助金が登場し、テクノロジーが発展しています。 5年前には採算が合わなかった事業も、明日には採算が取れるようになるかもしれない。したがって、重要なスキルは、既成の安価なソリューションを見つけることではなく、変化する経済状況や規制条件に合わせてシステムを柔軟に設計できることです。そして、これはまさに専門の設計機関が支援するところです。その仕事は機器を販売することではなく、実用的で経済的に実行可能な技術チェーンを作成することです。