09 Aug 2021
Электростанции на ископаемом топливе, а также на основе сжигания отходов, сталелитейные предприятия, предприятия по производству алюминия, стекла, удобрений и цемента имеют одну общую отрицательную черту: все они классифицируются как отрасли с высоким уровнем выбросов CO2.
Углекислый газ (CO2), один из нескольких парниковых газов, поглощает инфракрасное излучение (чистая тепловая энергия), выделяемое поверхностью Земли, и излучает его обратно, способствуя развитию парникового эффекта. В то время как CO2, метан и водяной пар являются наиболее распространенными парниковыми газами, озон на уровне поверхности, оксиды азота и фторсодержащие газы также поглощают инфракрасное излучение. После выделения парниковые газы могут оставаться в атмосфере в течение сотен и даже тысяч лет.
Для достижения целей, обозначенных в Парижском соглашении, повышение глобальной температуры должно удерживаться на уровне на 1,5 градуса по Цельсию выше доиндустриального уровня, чтобы минимизировать дальнейшее катастрофическое разрушение глобальной природной экосистемы. Если этого не сделать, это будет все больше угрожать производству продуктов питания и жизни на планете в целом.
Организация Объединенных Наций, ежегодный доклад об изменении климата за 2019 год
Чтобы удовлетворить растущий спрос на сокращение выбросов в глобальном масштабе, GEA сформировала специальную группу для стимулирования процесса снижения выбросов CO2 в отраслях с высоким уровнем выбросов, уделяя особое внимание следующим вопросам:
GEA, признанный мировой лидер в разработке, проектировании и монтаже систем и технологий контроля выбросов для клиентов в ключевых отраслях обрабатывающей промышленности, обладает более чем столетним опытом в этой сфере. Этот разнообразный портфель включает в себя:
Использование избыточного тепла, образующегося в таких производственных процессах, как производство стекла и цемента, является обязательным для достижения глобальных целей по защите климата. Это требует интеграции установки утилизации отходящего тепла (WHRU), которая является гораздо более экологичной альтернативой, чем просто отвод тепла в атмосферу, или охлаждения газов путем впрыска в них воды. Последний метод, например, означает, что тепловая мощность теряется или доступна при гораздо менее подходящей температуре.
Это рекуперированное тепло может использоваться в процессе очистки воздуха или для выработки электроэнергии. Кроме того, его можно использовать для производства сжатого воздуха, который требуется в процессе производства или направляется в сети централизованного теплоснабжения или другие процессы сушки.
Компания Heidelberger Cement, производитель цемента и клиент GEA, вскоре начнет пусконаладку установки утилизации отходящего тепла. Система будет поглощать тепло, выделяемое при охлаждении шлака, и направлять его в осушитель, чтобы собирать в год около 70 000 тонн обезвоженных осадков сточных вод с региональных очистных сооружений, содержащих до 90 процентов сухого твердого вещества. Обладающие теплотворностью от 11 до 13 мегаджоулей на килограмм твердые вещества будут храниться на месте и использоваться в качестве источников зеленой энергии для производства, заменяя значительное количество ископаемого топлива. Это решение является частью цели компании по сокращению выбросов CO2 на 30 % к 2025 году и производству бетона без выбросов CO2к 2050 году.
В 2012 году GEA поставила немецко-австрийскому производителю Rohrdorf Zement первую в мире систему денитрификации на холодной стороне газового тракта для производства цемента. Установка включает в себя систему утилизации отходящего тепла (WHRU) GEA и контур переноса, что позволяет повторно использовать тепло на объекте.
Производитель стекла Saint Gobain из Пизы, Италия, использует установку утилизации отходящего тепла GEA и электростанцию, работающую по циклу Ренкина на органическом теплоносителе (ORC), для получения тепловой энергии от своей печи. На объекте эта энергия используется:
В результате компания экономит около 5 000 тонн CO2 и почти миллион долларов США в год на этом объекте.
Установка ORC является хорошим вариантом для значительного сокращения выбросов CO2, особенно на предприятиях, где в ORC подается переменная тепловая энергия. Это включает в себя производство стекла и охлаждение шлака на цементных заводах. Аналогичным образом установка ORC не генерирует дополнительных выбросов CO2.
Технологии улавливания, хранения и использования углерода (CCS/CCU) включают улавливание CO2 там, где он образуется на предприятиях и на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. В некоторых отраслях выбросы CO2, связанные с генерированием энергии, сопровождаются выбросами, связанными с технологическими процессами, которые образуются вследствие переработки самого сырья (например, CaCO3 → CaO в цементной промышленности), и поэтому они не могут быть предотвращены за счет сокращения спроса на энергию в технологическом процессе или перехода на альтернативные виды топлива. Улавливание CO2 до того, как он будет выпущен в атмосферу, а затем его использование или хранение, является эффективным вариантом и жизненно важным условием для минимизации парникового эффекта.
Технологии контроля выбросов GEA соответствуют всем граничным условиям для перехода к очистке CO2, что является процессом, необходимым для извлечения углекислого газа из отработавшего газа. Однако, прежде чем это станет возможным, необходимо очистить газ. Для обеспечения эффективной работы системы отделения CO2 (например, путем аминовой очистки) и длительного срока службы поглощающей среды в установку для очистки CO2 должен поступать сверхчистый отработанный газ.
Первым шагом является предварительная обработка и тонкая очистка, для которого GEA предлагает разнообразные решения по удалению загрязняющих веществ, включая сернокислые оксиды и окислы азота. После очистки отработанного газа можно приступать к отделению CO2. Для исключения ситуации, когда процесс препятствует производству, GEA рекомендует выполнять процессы отделения CO2 на холодной стороне газового тракта.
Учитывая важность стабильных, предсказуемых и гибких способов использования извлеченного CO2, производителям рекомендуется выбирать эти способы до выбора процесса сепарации и установки. GEA предлагает небольшие и средние установки отделения CO2 для обеспечения максимальной гибкости, что позволяет клиентам получать CO2 различных уровней чистоты и производить различные продукты с помощью одной и той же сепарационной установки; это включает в себя решения, использующие карбонаты, амины и аммиак в будущем.
CO2, извлеченный во время промышленных процессов или полученный из атмосферы, может быть использован вместо извлечения углерода из ископаемых источников. Извлеченный CO2 уже используется во многих областях и отраслях, включая:
Благодаря партнерству с GEA клиенты пользуются поддержкой глобального лидера, обладающего многолетним опытом в области технологий снижения выбросов. Глубокие отраслевые знания и научное понимание свойств газов позволяют GEA проектировать системы контроля выбросов с более длительным сроком службы. Наши решения по утилизации отходящего тепла и тонкой очистке газовых потоков, включая термическое разделение, используются клиентами по всему миру для обеспечения соответствия требованиям законодательства (которые они чаще всего превосходят) по выбросам с минимально возможным потреблением энергии.
— подчеркивает Феликс Ортлофф, руководитель отдела систем газоочистки компании GEA