Ograniczenie ilości gazów cieplarnianych wytwarzanych przez systemy grzewcze i przemysł
W ramach finansowanego przez UE projektu e-CODUCT powstaje przełomowa technologia wytwarzania ekologicznych produktów końcowych, tlenku węgla (CO) i siarki (S) z dwutlenku węgla (CO₂) i siarkowodoru (H₂S). Technologia ta to elektrotermiczny reaktor katalityczny zasilany odnawialnymi źródłami energii. Umożliwi on przejście z procesów ogrzewanych paliwami kopalnymi na procesy ogrzewane elektrycznie na potrzeby oczyszczania kwaśnych gazów w szeregu sektorów. Obecnie ogrzewanie i przemysł odpowiadają za emisję dużych ilości CO₂ do atmosfery, ale poza około dwiema gigatonami sekwestrowanymi naturalnie każdego roku wychwytywanie i składowanie CO₂ w podziemnych zbiornikach za pomocą środków technicznych jest ograniczone. Ponadto tylko niewielkie ilości CO₂ są wtórnie wykorzystywane przez przemysł i brakuje technologii umożliwiających obieg zamknięty, redukcję emisji i waloryzację większych ilości CO₂. Mieszanina CO₂ i H₂S, czyli kwaśny gaz, wytwarzany przez rafinerie i inne procesy przemysłowe, jest obecnie oczyszczana za pomocą metody zwanej procesem Clausa. Obejmuje on odzyskiwanie siarki ze strumieni gazu bogatych w H₂S i wymaga dodatkowego wykorzystania gazu opałowego w przypadku źródeł o stężeniu H₂S poniżej 55%. W przypadku termokatalitycznego lub elektrokatalitycznego podejścia do redukcji CO₂ potrzebny jest CO₂ o wysokim stopniu czystości, co wymaga odpowiedniego oddzielenia go od kwaśnego gazu.
Uporać się z bieżącymi wyzwaniami
Żadna z dostępnych obecnie technologii nie pozwala na jednoczesną redukcję emisji CO₂ i H₂S. Główne wyzwanie napotykane obecnie w przypadku konwersji CO₂ dotyczy strumieni, których skład obejmuje inne gazy kwaśne oraz nieefektywność środowiskowa reaktorów. Zespół e-CODUCT stara się temu zaradzić poprzez elektryfikację jednoczesnej konwersji chemicznej składników gazów kwaśnych (CO₂ i H₂S) do cząsteczki platformowej CO i rynkowej S. Opracowana w projekcie nowa technologia umożliwi dwuetapową waloryzację gazu kwaśnego poprzez przekształcenie CO₂ i H₂S w siarczek karbonylu (COS) w reaktorze ze złożem stałym, a następnie przekształcenie COS w CO i S przy użyciu elektrotermicznego reaktora ze złożem fluidalnym. Dzięki temu rozwiązaniu, które jednocześnie oczyszcza CO₂ i H₂S, projekt e-CODUCT zapoczątkuje przejście z procesów oczyszczania gazów kwaśnych ogrzewanych paliwami kopalnymi na procesy ogrzewane elektrycznie, co pomoże poprawić efektywność środowiskową europejskiego przemysłu i operacji w rafineriach. Prace zmierzające do osiągnięcia tego celu są już mocno zaawansowane. Pierwsze zadania techniczne dotyczyły optymalizacji reakcji przekształcania CO₂ w COS oraz konstrukcji katalizatorów i optymalizacji reakcji między CO₂ i H₂S. Uruchomiono reaktor i przeprowadzono pierwszą wymianę techniczną dotyczącą reaktora reakcyjnego, wsadowego i ciągłego. Przedstawiono także propozycję projektu reaktora do konwersji COS do CO przy użyciu elektrotermicznego złoża fluidalnego. Miejscem wybranym do instalacji pilotażowej jest słoweński zakład chemiczny produkujący melaminę. Zakończenie projektu e-CODUCT (Fast-response Electrically heated catalytic reactor technology for CO2 reDUCTion) zaplanowano na sierpień 2025 roku. Więcej informacji: strona projektu e-CODUCT
Słowa kluczowe
e-CODUCT, kwaśny gaz, dwutlenek węgla, CO₂, siarkowodór, H₂S, tlenek węgla, CO, energia odnawialna, elektrotermiczny reaktor katalityczny
