Please be aware that these translations have been generated automatically, and while we strive for accuracy, they may not be entirely precise. We apologize for any potential inaccuracies and appreciate your understanding.

You are reading an automatic translated page, click here to go to the base English page.

Contact
Contact

CO₂ reinigen voor valorisatie

Terwijl de industrie op weg is naar een netto nultoekomst, richt de aandacht zich op de valorisatie van kooldioxide (CO₂)-afgassen als onderdeel van de circulaire economie. Dit gaat gepaard met een groeiende vraag naar CO₂, bijvoorbeeld van voedsel- en drankenbedrijven, voedselverwerkende bedrijven en de opkomende duurzame brandstof- en chemische industrie. Het valoriseren van CO₂-afgas vereist een duidelijk inzicht in de productiebron en de onzuiverheden die moeten worden verwijderd om aan de specificaties van verschillende eindtoepassingen te voldoen. Vervolgens kan een passende reinigingsoplossing worden ontworpen en aangeboden.

DESOTEC kan deel uitmaken van de oplossing door duurzame filtratie te bieden om ongewenste componenten in de CO₂-stroom te verminderen. DESOTEC draagt al bij aan systemen voor het verwijderen van CO₂ uit biogas voor gebruik in de voedingsmiddelen- en drankensector, en beschikt over een brede expertise die kan worden toegepast op andere industrieën.

Drijfveren en markten voor CO₂

  • Chauffeurs

Tot voor kort was het meeste CO₂ dat door de Europese industrie werd gebruikt afkomstig van de productie van ammoniak voor kunstmest. De recente stijging van de olie- en gasprijzen heeft echter geleid tot een drastische daling van de Europese ammoniakproductie. Daarom wordt er gezocht naar nieuwe bronnen van CO₂ om de beschikbaarheid te verbeteren. In Noord-Amerika wordt het CO 2 -verbruik voornamelijk gedreven door de organische groei van Enhanced Oil Recovery (EOR) en de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.

De EU Green Deal, het EPA Net Zero Initiative en soortgelijke wetgeving over de hele wereld stimuleren het koolstofvrij maken van de industrie en het groener maken van de CO₂-productie. Stimulansen kunnen bestaan uit belastingvoordelen en subsidies, terwijl onder bepaalde omstandigheden ook CO2-handelscertificaten van toepassing zijn.

Bovendien beïnvloedt het groeiende bewustzijn van de klimaatverandering de beslissingen van kopers op alle markten. Biogene bronnen van CO₂, zoals biogas, zijn bijzonder gewild omdat ze negatieve emissies veroorzaken, waardoor ze duurzamer en kosteneffectiever worden.

  • Markten

Elke markt stelt andere eisen aan de CO₂-zuiverheid.

Voor voedselveilige toepassingen moet het gas aan strenge normen voldoen. Voor andere markten worden specificaties vastgesteld door eindgebruikers. Bij non-food toepassingen is de belangrijkste reden om CO₂ te zuiveren doorgaans het voorkomen van vergiftiging van stroomafwaartse katalysatoren en het voorkomen van corrosie van leidingen en instrumenten.

Gevestigde markten:

- Voedsel en drank , momenteel de grootste markt. CO₂ wordt gebruikt voor carbonatatie en als droogijs voor het bewaren van voedsel. Voor CO 2 van voedingskwaliteit moet de zuiverheid hoog zijn. In de EU bepaalt EIGA Document 70/17 de volgende limieten: totaal S 0,1 µmol/mol = 0,1 ppm, totaal vluchtige koolwaterstoffen 50 µmol/mol = 50 ppm.

Deze markt heeft nu al moeite om CO2 te vinden . Andere obstakels zijn de behoefte aan certificering en traceerbaarheid, en religieuze eisen, zoals CO₂ geproduceerd uit halalbronnen.

- Voedselproductie . Foodgrade CO₂ wordt gebruikt voor: inerte atmosfeer voor verpakking van bijvoorbeeld ham en kaas; bedwelmingsmethoden in slachthuizen; en fruitconservering in magazijnen.

- Industrie : lassen, waterbehandeling, oppervlaktereiniging, elektronica enz.

- Chemische productie en nieuwe chemicaliën : bijvoorbeeld het vervangen van olie door CO 2 voor PU-productie voor groene matrassen; productie van natriumbicarbonaat; als oplosmiddel/inerte atmosfeer etc.

- Olie- en gasindustrie: verbeterde oliewinning.

- Kassen , om de groentegroei te versnellen.

Opkomende markten:

- Duurzame brandstoffen en Power to X (PtX) . Methanol en koolwaterstoffen met een hoger molecuulgewicht worden gemaakt uit CO 2 en waterstof via processen zoals directe hydrogenering, Fischer-Tropsch-synthese of methanol tot olefinen (MTO). Het wordt gebruikt voor duurzame vliegtuigbrandstof (SAF) en andere synthetische brandstoffen of chemicaliën. Deze markt zal de komende jaren waarschijnlijk aanzienlijk groeien naarmate landen ernaar streven hun EU Green Deal-doelstellingen te bereiken.

Bronnen van CO₂

Afhankelijk van de herkomst zal het afgas verschillende CO 2 -concentraties hebben en verschillende componenten die moeten worden gereinigd vóór valorisatie.

1- Uitlaatgassen van thermische processen of verbranding van afval, fossiele brandstoffen en biogene brandstoffen. Zeer grote stromen worden uitgestoten door industrieën zoals de staal-, cement- en bouwsector. Dit afgas bevat doorgaans 3-20% CO 2 , evenals vocht, inerte gassen en ook katalysator-/micro-organismegif zoals carbonylsulfide (COS), koolstofdisulfide (CS 2 ) enz. Vanwege de relatief lage concentratie is het energie-intensief om deze CO₂ te extraheren.

2- Brandbare brandstofgassen geproduceerd door biogasinstallaties, raffinaderijen, mijnbouw, riolering en stortplaatsen. Deze stromen bevatten doorgaans 30-50% CO 2 en ook vluchtige organische stoffen (VOS) zoals methaan, vocht, maar ook katalysator-/micro-organismegif zoals waterstofsulfide (H 2 S), siloxanen en andere componenten.

3- CO 2 -rijke gassen afkomstig van de productie van ammoniak en ureum (kunstmest), ethanol (wasmiddelen), waterstof en ethyleenoxide (voor wasmiddelen en kunststoffen) enz. Deze afgassen bestaan vrijwel geheel uit CO 2 maar bevatten ook vocht, inerte gassen, VOS, aminen enz. als onzuiverheden.

Te reinigen onderdelen

Zoals uit de bovenstaande voorbeelden blijkt, zijn de onzuiverheden van een afgas afhankelijk van de herkomst ervan, terwijl het beoogde eindgebruik het vereiste reinigingsniveau bepaalt.

Deze onzuiverheden kunnen zijn:

  • Grote volumes H 2 O, O 2 , N 2 , H 2 , Ar.
  • Deeltjes/stof, die mechanisch gescheiden moeten worden.
  • Sporen van componenten die mogelijk katalysatorvergif zijn of giftig voor micro-organismen in het stroomafwaartse proces of zelfs voor menselijke consumptie:

- Zure componenten zoals H 2 S, SO 2 , SO 3 , HCl, HF, COS, CS 2 , CH 3SH , HCN, NO, NO 2 /NO 3 en Cl 2 .

- Basiscomponenten zoals NH 3 en Aminen.

- Brandbare componenten zoals CO, CH 4 , organische stoffen.

- Biologische organische componenten zoals gisten en schimmels.

- Metaalcomponenten zoals kwik (Hg), zware metalen (Ni, Cr, enz.) en alkalische en aardalkalimetalen (Na, K, Ca, Ba), die voorkomen als aerosolen in plaats van als deeltjes.

- Vluchtige organische componenten zoals aromatische koolwaterstoffen, olefinen, aldehyden/organische zuren, dioxines/furanen, oliën/vetten enz.

Het verwijderen van CO2 uit gasstromen

Er zijn momenteel vier belangrijke technologieën om CO 2 uit uitlaatgassen te verwijderen. Tegenwoordig wordt absorptie of adsorptie het meest gebruikt.

1. Absorptie/natte wassers

Er zijn verschillende technologieën waarvan de meest prominente aminewassing is. Aminen vangen zowel grote hoeveelheden H₂S als CO₂ op. Tijdens flash-desorptie komt H₂S samen met gasvormig CO₂ vrij, waardoor een verdere H₂S-verwijderingsstap noodzakelijk is. Bovendien vermindert H₂S geleidelijk het CO₂-laadvermogen van aminen en verkort het hun levensduur. Daarom moet H2S bij voorkeur stroomopwaarts van de aminewassing worden verwijderd, of in ieder geval stroomafwaarts als de CO₂ gevaloriseerd moet worden, samen met andere hierboven genoemde onzuiverheden.

Meestal is de eerste stap het oplossen van het CO₂-gas in een geschikte vloeistof, bijvoorbeeld arm amine, in een kolomwasser. De tweede stap is het desorberen van de CO₂ in een tweede kolom. Daarna moet de CO₂ worden gedroogd en gereinigd. Het wordt dan waarschijnlijk gecomprimeerd en gekoeld of zelfs vloeibaar gemaakt tot ongeveer 2 MPa en -20°C. Vervolgens is het klaar voor transport, opslag en uiteindelijk levering aan de eindgebruiker.

2. Adsorptieprocedures

Temperatuurschommelingen of drukschommelingen op actieve kool (moleculaire koolstofzeven) of zeolieten worden vaak gebruikt in biogastoepassingen en kleinere installaties om CO 2 te reinigen van permanente gassen zoals methaan, stikstof, zuurstof, H₂O en Ar. Sporen van de hierboven genoemde onzuiverheden glippen echter door deze fase heen en moeten mogelijk worden gereinigd.

3. Cryocondensors

Deze technologie scheidt CO₂ over het algemeen van vocht en permanente gassen. Er kunnen geen zeer lage concentraties verontreinigende stoffen worden bereikt. De standaardturbines en koelers die bij elke CO₂-stroom worden gebruikt, kunnen worden versterkt om als effectieve cryocondensor te fungeren. Op zichzelf is dit echter mogelijk niet voldoende om aan alle specificaties te voldoen, waardoor aanvullende reiniging nodig kan zijn om andere onzuiverheden te verminderen.

4. Membranen

Deze scheiden afgassen met een hoge CO 2 -concentratie van zure gassen, biologisch materiaal, sommige VOC's en aërosolen. Ze hebben optimale bedrijfsomstandigheden nodig, zoals temperatuur, druk en vochtigheid. Vaak kunnen hogere VOS-concentraties leiden tot membraanvervuiling. Voor bepaalde afgassen kan deze scheidingstechnologie een haalbare optie zijn, zelfs als meerdere membranen in serie moeten worden gezet voor hoge CO₂-concentraties.

CO₂ reinigen met actieve kool

Zodra de CO 2 is gescheiden, kan de CO 2- stroom restwater bevatten plus sporen van onzuiverheden, zoals hierboven vermeld. Daarom zal het in veel gevallen moeten worden schoongemaakt.

Actieve koolfiltratie is een beproefde technologie die vaak wordt gebruikt om CO₂ te reinigen of te polijsten. Het biedt de volgende belangrijke voordelen:

  • Verwijdering van VOS , zure en basische componenten, kwik, halogeencomponenten, organische stoffen, zwavel en geuren.
  • Zeer nuttig als polijststap na andere technologie, waarbij de laatste sporen van componenten worden teruggebracht tot onder het detecteerbare niveau.
  • Potentieel om zowel lucht-/gas- als water-/vloeistofstromen te reinigen.
  • Eenvoudig te installeren en te gebruiken.
  • Kan omgaan met variërende stroomsnelheden, waardoor het geschikt is voor batch- of intermitterende processen.
  • Circulair proces , waarbij afval wordt geproduceerd dat kan worden gereactiveerd voor verder gebruik, waardoor de duurzaamheid wordt bevorderd.


Actieve koolfiltratie heeft de volgende beperkingen:

  • Bij zeer grote stromen, bijvoorbeeld vanuit de zware industrie, kan dit oneconomisch zijn.
  • Het kan geen permanente gassen, methaan, ethaan of deeltjes afscheiden.

Een typisch reinigingsproces met actieve kool

CO2-reinigingsproces


DESOTEC zou zich tussen de koeler en de compressor (Filter 1), of na de compressor (Filter 2) of vóór de scheidingstechnologie (Conditioning) bevinden.

DESOTEC's mobiele duurzame filtratieoplossingen

DESOTEC levert mobiele duurzame oplossingen met behulp van actieve kool aan bedrijven in een reeks industriële sectoren, in Europa en Noord-Amerika.

Onze modulaire filtervloot maakt stroomsnelheden mogelijk van een paar honderd kubieke meter per uur (m³/u) tot 55.000 m³/u in de gasfase, en van 2 m³/u tot 50 m³/u in de vloeistoffase. Door filters parallel te plaatsen zijn ook hogere stromen behandelbaar.

We bieden een reeks koolstofkwaliteiten om verschillende componenten te behandelen en af te vangen. Voor zure/basische onzuiverheden zoals ammoniak, aminen, HCl, HCN, H₂S, enz. en metalen zoals kwik wordt geïmpregneerde koolstof gebruikt.

Duurzame verwerking van filtratieafval is de sleutel tot onze circulaire dienstverlening . Al het filtratieafval wordt in gesloten filters weggevoerd van de locatie van de klant en naar onze ultramoderne faciliteiten gebracht. Componenten die op de koolstof worden geadsorbeerd, worden gedesorbeerd en afgebroken in de ovens van DESOTEC, of gevaloriseerd. In de meeste gevallen wordt de actieve kool gereactiveerd voor hergebruik , waardoor de kosten voor de klant omlaag gaan, de duurzaamheid wordt verbeterd en onze en uw CO 2 -voetafdruk worden verlaagd.

Case study: het reinigen van CO₂ uit een biogasinstallatie voor de voedingsmiddelen- en drankensector

Deze Deense fabriek produceert biogas uit voedselafval en landbouwresten.

Zodra het methaan wordt gewonnen voor energieopwekking ontstaat er een CO₂-offgasstroom. In de meeste biogasinstallaties zou de CO₂ na reiniging in de atmosfeer terechtkomen, maar hier wordt het gevaloriseerd.

DESOTEC levert twee AC3000PE-filters , parallel geplaatst, als onderdeel van een behandelingssysteem dat andere technologie omvat, zoals een compressor. De afgasstroom bedraagt 2250 m³/h en bevat 50 ppm H₂S en 2.000 ppm VOS , de rest is CO₂.

Uit metingen van de klant blijkt dat er na behandeling vrijwel geen onzuiverheden in de CO₂-stroom achterblijven, waardoor het product geschikt is voor gebruik in de drankenindustrie.

Het gereinigde gas wordt opgeslagen in twee tanks, klaar voor transport per vrachtwagen naar klanten in de drankensector.

  • Onze filtratie-oplossingen

    We bieden een breed gamma filtermodellen en actieve kool om te voldoen aan jouw vereisten voor industriële water- of luchtzuivering.
    Read more

  • Onze unieke dienstverlening

    Ons closed-loop, full-service model is net zo uniek als uw zakelijke behoeften. We definiëren de juiste filtratie-opstelling en recyclen filtratie-afval veilig, waardoor het gemakkelijk wordt om groen te worden.
    Read more

  • Jouw duurzaamheidstraject

    Net als jij vinden wij het belangrijk om onze lucht, ons water en onze bodem te beschermen voor toekomstige generaties. Onze filtratie-oplossingen helpen je om aan de milieunormen te voldoen en jouw ecologische voetafdruk te verkleinen.
    Read more