Skontaktuj się z nami
Skraplanie gazu

Skraplanie dwutlenku węgla

Aby ułatwić wykorzystanie, transport i magazynowanie dwutlenku węgla, gaz można skroplić do postaci bardzo zwartej, łatwej w transporcie. Gaz bogaty w CO₂ jest odzyskiwany z instalacji do przetwarzania gazu.
Skontaktuj się z nami
Zaprojektuj swój własny!

Do czego potrzebny jest dwutlenek węgla?

Skroplony dwutlenek węgla (CO₂) jest wielofunkcyjną substancją szeroko stosowaną w przemyśle, żywności, rozwiązaniach środowiskowych i sektorze energetycznym. Odgrywa ważną rolę w wielu sektorach - a także coraz większą rolę w budowaniu neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla gospodarki o obiegu zamkniętym poprzez wychwytywanie, skraplanie i ponowne wykorzystanie dwutlenku węgla.

Przemysł spożywczy i napojów wykorzystują dwutlenek węgla do gazowania napojów bezalkoholowych, piwa i wód mineralnych. Jako gaz opakowaniowy wydłuża okres przydatności do spożycia żywności poprzez wypieranie tlenu, co spowalnia psucie się żywności i rozwój bakterii. Skroplony CO₂ można przekształcić w suchy lód, który jest wykorzystywany w transporcie chłodniczym i do szybkiego zamrażania żywności. Zwiększenie stężenia CO₂ w szklarniach może przyspieszyć wzrost roślin nawet o 20-30 %.

Dwutlenek węgla w przemyśle i produkcji jest stosowany jako gaz spawalniczy, jako surowiec w przemyśle chemicznym, na przykład w produkcji mocznika i metanolu, a także w przemyśle betonowym. Dwutlenek węgla jest stosowany w “czyszczeniu suchym lodem” jako przyjazna dla środowiska metoda czyszczenia, w której lód z dwutlenku węgla usuwa brud i powłoki bez użycia rozpuszczalników. 

Dla sektora energetycznego i środowiska Wykorzystanie dwutlenku węgla rozwija się dynamicznie. Skroplony CO₂ jest łatwiejszy w transporcie i magazynowaniu w podziemnych formacjach lub procesach przemysłowych. W przypadku paliw syntetycznych skroplony CO₂ może być wykorzystywany jako surowiec do produkcji np. syntetycznego metanu, metanolu lub innych paliw z wykorzystaniem zielonego wodoru. Skroplony CO₂ zajmuje około 1/500 objętości w porównaniu z gazem, dzięki czemu można go łatwo transportować cysternami, statkami lub rurociągami na duże odległości. Jest on coraz częściej wykorzystywany w recyklingu dwutlenku węgla oraz w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych w celu osiągnięcia neutralności węglowej.

Wychwytywanie i skraplanie dwutlenku węgla

Gaz bogaty w CO₂ jest odzyskiwany z jednostki przetwarzania gazu. Zawartość CO2 w odzyskanym gazie szacuje się na około 97 %. Gaz jest chłodzony przez wymiennik ciepła przed sprężarką, aby skroplić wszelką wilgoć, która może towarzyszyć gazowi i uniknąć problemów z kondensacją w sprężarce gazu.

Sprężanie gazu

Odzyskany gaz CO₂ jest sprężany do wysokiego ciśnienia za pomocą sprężarki, ponieważ skraplanie wymaga odpowiednio wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury. Po opuszczeniu sprężarki gaz musi zostać schłodzony w wymienniku ciepła, aby wystarczająco obniżyć temperaturę. Chłodzenie gazu powoduje kondensację pary wodnej, a woda jest oddzielana przez separator kondensatu za wymiennikiem ciepła.

Suszenie gazowe

Sprężony i schłodzony gaz nadal zawiera niewielką ilość pary wodnej, która musi zostać usunięta przed dalszym schłodzeniem gazu. Do osuszania używany jest aktywowany tlenek glinu, który wiąże wodę z gazu. Gaz regeneracyjny jest podgrzewany do temperatury około 250°C za pomocą oddzielnego rezystora grzewczego. W wyniku procesu suszenia punkt rosy gazu został znacznie obniżony, dzięki czemu woda nie może już kondensować/utwardzać się na zimnych powierzchniach podczas procesu skraplania.

Chłodzenie i skraplanie dwutlenku węgla

Po osuszeniu gaz jest schładzany stopniowo za pomocą wstępnego i głównego wymiennika ciepła, aż osiągnie temperaturę wymaganą do skroplenia. Dwustopniowy wymiennik ciepła jest niezbędny, ponieważ przemiana fazowa gazu w ciecz powoduje uwolnienie dużej ilości ciepła, a wiele etapów poprawia stopień skroplenia. Do chłodzenia używa się agregatu chłodniczego, który jest w stanie schłodzić gaz do wystarczająco niskiej temperatury. W wyniku chłodzenia CO₂ ulega skropleniu i jest kierowany do strippera.

Usuwanie dwutlenku węgla

Ciekły CO₂ zawiera jeszcze niewielką ilość rozpuszczonego metanu, który jest usuwany w procesie strippingu. Podczas strippingu ciecz spływa w dół, a uwolnione gazy unoszą się do góry. W razie potrzeby do cieczy można doprowadzić ciepło, co zwiększa gazowanie w dolnej części kolumny i poprawia wydajność strippingu. Uwolnione gazy są odprowadzane z górnej części kolumny strippingu i zawracane do przetwarzania biogazu lub magazynu surowego gazu. W dolnej części kolumny strippingu znajduje się zbiornik, w którym gromadzi się ciekły dwutlenek węgla. W razie potrzeby do zbiornika tego doprowadza się energię cieplną, aby ciecz odparowała do postaci gazu i zwiększyła wydajność strippingu. Poprawia to stopień czystości ciekłego dwutlenku węgla.

 

Magazynowanie i pomiar jakości skroplonego dwutlenku węgla

Składowanie skroplonego dwutlenku węgla

Skroplony CO₂ jest przenoszony do zbiornika magazynowego, gdzie może zostać skierowany do dalszego wykorzystania lub transportu. Ze zbiornika ciekły CO8220 może zostać przepompowany do cysterny lub kontenera.

Weryfikacja jakości

Jakość gazu w zakładzie skraplania jest mierzona dla gazu przychodzącego i skroplonego. Dla kontroli instalacji ważna jest znajomość ilości metanu w skroplonym gazie, ponieważ musi on zostać zredukowany podczas procesu skraplania, aby spełnić wymagania jakościowe. Często sam proces skraplania oddziela składniki, ponieważ, na przykład, temperatury skraplania dwutlenku węgla i metanu są znacznie od siebie oddalone, ale podczas skraplania mieszanin gazowych niektóre inne gazy są związane ze skroplonym gazem. Gazy te można oddzielić od cieczy za pomocą techniki strippingu, a skuteczność strippingu można w razie potrzeby regulować. W celu zapewnienia jakości przemysłowej, analizatory, które mogą wykryć stężenie pojedynczego składnika, takiego jak metan lub dwutlenek węgla, są zwykle wystarczające, ale w celu zapewnienia jakości żywności, do analizy należy użyć oprzyrządowania opartego na chromatografii gazowej.

Biovoima jako partner w tworzeniu kompleksowego rozwiązania

Rozwiązania w zakresie skraplania dwutlenku węgla są zawsze dostosowywane do potrzeb klienta i wymagań lokalizacji. Specjalna wiedza specjalistyczna Biovoima obejmuje identyfikację najbardziej opłacalnych wdrożeń technicznych do produkcji i/lub wykorzystania gazu, przynoszących najwyższe możliwe korzyści handlowe. Możemy również pomóc w zawieraniu umów na wykorzystanie gazu na końcu łańcucha wartości.

Skontaktuj się z nami i sprawdź, czy możemy pomóc Ci znaleźć optymalne rozwiązanie!