Что, если бы мы могли не только улавливать углекислый газ, но и превращать его во что-то полезное?? S. Комар Каватра и его ученики справились с этой задачей и добились определенного успеха.
Команда под руководством Каватры, профессора химической инженерии в Мичиганском технологическом университете, его аспирантов Шрирама Валлури и Виктора Кларембу, а также студента Сэма Рута, разработала скруббер с углекислым газом.
Они работают над превращением углекислого газа, который они захватывают, в щавелевую кислоту, естественное химическое вещество, содержащееся во многих продуктах питания.
Рут и Валлури были приглашены представить свои исследования на ежегодном собрании Общества горнодобывающей, металлургической и геологоразведочной промышленности в Денвере в феврале.
Щавелевая кислота используется в промышленности для выщелачивания редкоземельных элементов из рудных тел. Редкие земли используются в электронике, например, в сотовых телефонах.
Редкие земли в настоящее время не производятся в Соединенных Штатах; Китай производит 90 и более процентов редкоземельных элементов в мире. Производя щавелевую кислоту внутри страны, можно с выгодой извлекать редкоземельные элементы из урана.S., что важно для национальной безопасности, сказал Каватра.
Как работает скруббер из углекислого газа
Группа установила скруббер диоксида углерода на паровой установке Michigan Tech, где они проводят испытания с реальным дымовым газом в масштабе пилотной установки.
Паровая установка производит дымовой газ, содержащий восемь процентов углекислого газа.
Скруббер инженеров-химиков снизил выбросы до четырех процентов, и их цель – снизить уровень выбросов ниже двух процентов.
«Ниже двух процентов, мы счастливы», – сказал Каватра. "Ниже одного процента мы будем очень рады."
Это реальная возможность. «Мы уже снизили его до нуля в лаборатории», – отметил Валлури.
В паровой установке они отбирают пробу дымового газа из основной выхлопной линии котла.
Дымовой газ выходит из горелки при температуре 300-350 градусов по Фаренгейту. Проба сжимается через фильтр, который удаляет частицы, затем проходит через охлаждающую установку, прежде чем попадет в нижнюю часть промывной колонны.
Кальцинированная сода улавливает двуокись углерода
Раствор карбоната натрия закачивается в верхнюю часть промывной колонны высотой 11 футов. Дымовой газ барботируется через колонку. По мере продвижения к верху карбонат натрия или кальцинированная сода удаляет большую часть углекислого газа из газа.
Каватра и его ученики постоянно следят за количеством углекислого газа.
«Самая большая проблема – это колеблющееся соотношение газов в дымовых газах», – сказал Валлури.
Член команды Рут поясняет: «Вам нужна система каскадного контроля, которая измеряет углекислый газ и соответствующим образом регулирует количество моющего раствора."
«Наши следующие задачи: насколько мы можем увеличить масштаб газоочистителя и для чего мы можем использовать углекислый газ», – говорит Валлури. Это связано с другим исследовательским проектом Валлури и Кларембу – преобразованием углекислого газа в полезные продукты. Они смогли производить щавелевую кислоту из углекислого газа в лабораторных условиях.
Технический выпускник поддерживает исследования
Джон Симмонс, выпускник Технологической академии Мичигана в Химико-инженерной академии в Технологическом институте и председатель компании Carbontec Energy в Бисмарке, Северная Дакота, поддерживает исследования Каватры. Он говорит, что промышленность этого типа скрубберов с углекислым газом дает огромную экономию.
Обычный метод удаления диоксида углерода из выбросов использует амины, химические соединения на основе азота, которые связывают диоксид углерода.
Но, по словам Симмонса, амины стоят 20000 долларов за тонну. Карбонаты, такие как кальцинированная сода, которые использует команда Каватры, стоят 200 долларов за тонну.
Симмонс воодушевлен потенциалом производства коммерческого продукта из уловленного диоксида углерода. «Я не думаю, что укрывать его в земле – хорошая идея», – говорит он. "Мы должны найти способ использовать его в коммерческих целях."
Технология, получившая торговое название «Процесс улавливания / утилизации углекислого газа Clearite VI», была запатентована (патент №. US7,919,064B2) изобретателями, S. Комар Каватра, Тим Эйзеле и Джон Симмонс, назначены в Michigan Tech.
Carbontec Energy Corporation, спонсор технологии, является эксклюзивным лицензиатом во всем мире и планирует коммерциализировать технологию через совместные предприятия и сублицензии.
Симмонс рад, что Каватра и его студенты проводят экспериментальное исследование своего скруббера на паровой установке, работающей на природном газе, Michigan Tech. «Было важно протестировать процесс в реальных условиях выбросов», – объясняет он.