Προσομοίωση και Βελτιστοποίηση της μετά-καύσης συλλογής του CO2 με χρήση Aspen HYSYS

Abstract

Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2), ενός αερίου του θερμοκηπίου, συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής το 40% των εκπομπών του CO2 το 2007 προερχόταν από τον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας. Μετά από σχετικές παρατηρήσεις, η χημική απορρόφηση αποτελεί πλέον μια εφαρμοσμένη τεχνολογία για την απομόνωση του CO2. Οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου επηρεάζονται σημαντικά από τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα για την παραγωγή ενέργειας. Πλέον, η καλύτερη τεχνική για την μείωση των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής είναι η δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από μετά-καύση (PCC) με χρήση διαλυτών. Ο διαλύτης που χρησιμοποιήθηκε για αυτή την μελέτη είναι 30% μονοαιθανολαμίνη (MEA). Ωστόσο, η προσέγγιση PCC έχει μερικά μειονεκτήματα, το πιο σημαντικό από τα οποία είναι η υψηλή τιμή και οι ενεργειακές απαιτήσεις της αναγέννηση του διαλύτη. Στην παρούσα μελέτη, παρουσιάζονται τρείς διαφορετικές προσομοιώσεις της διαδικασίας συλλογής του CO2 από σταθμό ηλεκτροπαραγωγής φυσικού αερίου (10–15 wt% CO2). Αυτές οι διαμορφώσεις είναι οι Lean Vapor Compressor (LVC), Stripper Split Flow (SSF) και ο συνδυασμός τους (LVC+SSF) με κυρίως σκοπό την μείωση της ενεργειακής απαίτησης για την αναγέννηση του διαλύτη. Τελικά, η ενεργειακή απαίτηση για το LVC+SSF σύστημα ήταν η χαμηλότερη αλλά το οικονομικό κόστος ήταν υψηλότερο σχετικά με το LVC. Το LVC ήταν το σχετικά πιο βελτιστοποιημένο και οικονομικό σύστημα με ενεργειακή μείωση μέχρι και 52% και πιο οικονομικό σε ποσοστό 19,6% σε σχέση με το αρχικό (BASE).