Techno-economic analysis of carbon capture based on absorption by MEA and simulation using aspen HYSYS

Karbon Yakalama (egzoz gazından Karbondioksitin uzaklaştırılması) son yıllarda sıcak bir konu haline geldi. Küresel ısınmayı azaltmak için sera gazı emisyonlarının sınırlandırılmasına yönelik uluslararası bir anlaşma vardır ve CO2 en önemli sera gazı olarak kabul edilmektedir. Büyük ölçekli CO2 yakalama ve depolama, atmosfere CO2 emisyonlarını azaltmanın bir yöntemidir. CO2'nin uzaklaştırılması veya tutulması için önerilen birkaç yöntem vardır. En gelişmiş yöntem, su-amin çözeltisinde CO2 absorpsiyon işlemi yapmak ve daha sonra onu desorbe etmektir. CO2 absorpsiyon giderimi için birçok hesaplama modeli geliştirilmiştir. Bu modellerin doğruluğu, verimliliği ve sağlamlığı değişiklik gösterir. Absorpsiyon sütunu hesaplamalarını akış şeması hesaplamalarıyla birlikte gerçekleştirirken, ayrıntılı ve karmaşık bir modelin basit ve sağlam bir modelden üstün olup olmadığı sıklıkla tartışılır. Bu çalışmada atmosferik parlamadan CO2 ayrımı için tahmin teknikleri geliştirilmiştir. Bu yöntemleri geliştirmek ve doğrulamak için bazı deneysel araştırmalar da dahil edilmiştir. Vurgu, MEA tabanlı absorpsiyon ve desorpsiyon hesaplama yöntemleri (monoetanolamin) üzerinde olmuştur. Projenin bir amacı, uygun maliyetli süreç parametrelerini hesaplamak olmuştur. Hesaplamaların çoğu, yöntem simülasyon modeli Aspen HYSYS ile birlikte gerçekleştirilmiştir. V12 80 oC'ye kadar CO2 yüklü MEA-su çözeltilerindeki viskozite ve yoğunluk ölçümleri ilişkilendirilmiştir. Daha yüksek sıcaklıklarda CO2 yüklü MEA çözeltilerinin yeni viskozite bilgileri, tipik absorpsiyon koşulları altında viskozite belirsizliğini azaltmıştır. MEA çözümlerindeki tipik CO2 emilimi ekonomik koşulları için, Murphree verimlilikleri zaten hesaplanmıştır. Sıvı filmde test edilen bileşiklere dayalı absorpsiyon oranı hesaplamalarına ve eğitimli tahmin hesaplamalarına göre, 50 oC'nin altındaki tipik çalışma parametreleri için sözde birinci derece koşullardan sapma %10'dan azdır. Sıcaklığın bir fonksiyonu olarak murphree verimleri, sütun üstünde veya sütun altında olağan koşullar için hesaplanmıştır. Bu verimliliklerin aşama aşama sütun hesaplama modellerine dahil edilmesi kolaydır. Murphree verimliliklerini kullanan genel CO2 giderme verimliliğinin hesaplanmasındaki doğruluk, sözde birinci dereceden gereksinimlerin karşılandığı ve bir işlemdeki sıcaklığın yaklaşık olarak sabit olduğu varsayıldığında, daha titiz hesaplamalarınkiyle karşılaştırılabilir. Aspen HYSYS'de, alev gazıyla çalışan elektrik santralinin egzoz gazından CO2 giderme verimliliği hesaplandı. Toplam CO2 giderimi ve ısı kullanımının derecesi sirkülasyon oranı, soğurucu sıcaklığı ve diğer parametrelerin bir sonucu olarak belirlenmiştir. Soğurucu, hem sabit Murphree verimlilikleri hem de oran tabanlı simülasyon kullanılarak Aspen Plus ile simüle edildi ve tüm simülasyonlar, değişen parametrelerin bir fonksiyonu olarak benzer sonuçlar üretti. Aspen Plus oranına dayalı hesaplamalar arasında karşılaştırıldığında, Aspen HYSYS hesaplamaları, benzer sıcaklık profilleri üreten değişen Murphree verimliliklerini kullanmıştır. Bölünmüş akış yapılandırmaları da süreç simülasyonu hesaplamalarına dahil edildi. Aspen HYSYS'de, (28,5 ton/yıl) CO2 uzaklaştırılan MEA kullanan bir splitstream prosesi hesaplanmıştır. Bununla birlikte, maliyet tahminleri, bir splitstream işleminin standart bir süreçten daha uygun maliyetli olup olmadığının net olmadığını göstermektedir. Hesaplamalar, ekipman tahmini ve maliyet tahminini de içerir. Bir dizi hesaplamayla optimum maliyet hesaplanabilir. Karbon Tutma KAVRAMLARININ TEKNO-EKONOMİK ANALİZİ dört bölüme ayrılmıştır: CO2 gazı emme maliyeti hesaplaması için endüstriyel fazla ısı için ısı geri kazanımı, bir Amin tesisinde fazla ısıyı kullanarak CO2 tutma, CO2 Absorpsiyon Tesisi Maliyet Tahmin Aracı, kritik teknik ve ekonomik unsurları tanımlar ve bir petrol rafinerisi Fabrikasında Steam Ürün Kalitesi standartlarına dayalı ürünlerde CO2 Yakalamak için.