Des technologies bon marché pour recycler le CO des fumées ? 

Quand vous entendez parler de « bon marché » ? Méthodes de captage du CO, je veux immédiatement demander : qu’est-ce qui est considéré comme bon marché ? Zéro frais ? Ou est-ce simplement moins cher que la conversion au méthanol ? L’industrie confond souvent des coûts d’exploitation inférieurs avec des coûts d’investissement en capital inférieurs. Mon expérience suggère que si nous parlons spécifiquement de gaz de combustion, où la concentration de CO peut fluctuer de quelques à plusieurs dizaines de pour cent, et à proximité il y a beaucoup d'azote et d'humidité, alors « bon marché » ? s'avère souvent être un mythe, à l'exception des options avec postcombustion directe pour la chaleur. Mais même ici, tout n’est pas simple.

Idée fausse : « bon marché » ? signifie ?simple ?

De nombreux clients, notamment dans les petites industries, nous viennent avec la demande : « Il faut valoriser le CO des gaz d'échappement, le budget est limité ? ». En règle générale, il s'agit d'installer une postcombustion catalytique. Oui, c’est relativement peu coûteux en termes d’équipement. Mais quand on commence à compter, les détails apparaissent. Premièrement, si la quantité de CO dans le mélange est inférieure à 0,5 à 1 %, il n'est souvent plus rentable de le brûler avec l'approvisionnement en carburant - les coûts énergétiques engloutissent toutes les économies. Deuxièmement, la composition du gaz. Le soufre, la poussière et le phosphore sont des compagnons courants des gaz de combustion issus de la métallurgie ou de l'incinération des déchets. Ils tuentcatalyseur bon marchépendant des mois, voire des semaines. Vous parlez de la nécessité d'un nettoyage coûteux en plusieurs étapes - et vous voyez à quel point l'intérêt s'estompe. Il s’avère qu’une technologie bon marché se fait au détriment d’une formation coûteuse. C’est la première pierre d’achoppement.

Nous avions un projet sur le gaz provenant d'un four à ferroalliages. Une concentration de CO d'environ 12 % semble être une excellente concentration à éliminer. Mais il y avait de la poussière contenant du zinc et des métaux alcalins. Les adsorbants standards à base de zéolithe ou même les catalyseurs cuivre-zinc perdent rapidement leur activité. Il a fallu concevoir un précipitateur électrique et un épurateur humide, ce qui a multiplié par une fois et demie le coût d'installation. Le client a refusé et a décidé de simplement le disperser à travers un grand tuyau. Économie? Seulement sur papier et seulement à court terme.

Ma première règle est donc la suivante : une technologie bon marché commence par une analyse de gaz précise et honnête sur une longue période. Il ne s'agit pas d'une mesure ponctuelle, mais d'une surveillance. Sinon, tous les calculs vont au diable.

Méthodes d’adsorption : où se cache le coût réel ?

Le PSA (adsorption modulée en pression) est souvent présenté commesolution efficacepour libérer du CO. La technologie est, en principe, éprouvée. Mais son « bon marché » pour les gaz de combustion est une question controversée. Le principal poste de coût n’est pas les adsorbeurs eux-mêmes, mais le pré-séchage. Le CO2 et la vapeur d’eau entrent en compétition avec le CO pour les sites actifs de l’adsorbant, réduisant fortement son efficacité. Cela signifie que vous avez besoin d’une unité de séchage sérieuse, souvent avec un refroidissement en profondeur. C'est énergivore.

Nous avons travaillé sur une installation dans l'une des usines chimiques chinoises ; le projet a été supervisé par Chengdu Yizhi Technology Co. Leurs experts ont proposé un schéma combiné : absorption avec de la monoéthanolamine pour éliminer la majeure partie du CO2, puis séchage par adsorption, et ensuite seulement PSA sur des tamis moléculaires en carbone. Selon leurs calculs, cela donnait un coût acceptable du CO2 séparé. La clé était d'utiliser la récupération de chaleur provenant d'autres processus de l'usine pour régénérer les adsorbants. Sans cette « gratuité », l'économie de chaleur devenait fragile.

Point intéressant deTechnologie Yizhi: ils se sont concentrés sur la personnalisation des cycles d’adsorption pour un cycle spécifique « sale ». profil de gaz. Nous n’avons pas pris de solutions toutes faites du catalogue, mais avons modélisé le processus. C’est exactement ce détail qui distingue le travail de conception de la vente d’équipements. Vous pouvez trouver des cas sur leur site yzkjhx.ru, mais là, bien sûr, tout est présenté plus facilement qu'en réalité avec sa mise en service sans fin.

Transformations catalytiques : pas seulement la postcombustion

Pourquoi tout le monde ne pense qu’à l’oxydation en CO2 ? Il existe également des réactions, par exemple l'hydrogénation en méthane (méthanation) ou la synthèse Fischer-Tropsch. Mais ils ont besoin d’hydrogène. Où puis-je l'obtenir à moindre coût ? S'il y a une source à proximité, par exemple une électrolyse alcaline, alors elle peut être envisagée. Mais là encore on se heurte à une logistique complexe et au coût du H2.

Nous avons essayé d'envisager l'optionoxydation catalytiqueavec récupération de chaleur pour chaudière à chaleur résiduelle. Techniquement - un schéma de travail. Mais l’économie dépend fortement de la stabilité de la pression et de la consommation du gaz. Dans l'une des cimenteries, des fluctuations dans le fonctionnement du four ont conduit au fait que la chaudière fonctionnait à sa capacité prévue ou faisait simplement circuler de l'air. La chaleur était évacuée de manière inégale, le cycle vapeur fonctionnait par intermittence. Une méthode de récupération de chaleur apparemment bon marché s’est transformée en un véritable casse-tête pour les opérateurs.

Un autre point subtil est le choix du catalyseur. Un catalyseur cuivre-chrome bon marché fonctionne dans une fenêtre de température étroite et a peur des « excès ? oxygène. Le platine cher est plus stable, mais son vol devient un réel risque sur certains sites. Il s’agit d’absurdités pratiques qui ne sont pas décrites dans les articles.

Approches biotechnologiques : solution d’avenir ou de niche ?

J'ai entendu parler de l'expérience de l'utilisation de bactéries carboxydotrophes qui absorbent le CO. Cela semble futuriste et « bon marché », car les bactéries sont censées se reproduire. Mais dans la vie, il existe d’énormes bioréacteurs qui nécessitent un contrôle strict de la température, du pH et de l’apport en nutriments. Et surtout, que faire de la biomasse ? Il faut également s'en débarrasser.

J'ai vu une usine pilote dans une usine de transformation du bois. Nous prenions le gaz d'une chaudière à déchets de bois. Le problème résidait dans les inhibiteurs : les résines et les phénols inhibaient la culture bactérienne. Le coût du système de nettoyage avant le bioréacteur est égal à celui du réacteur lui-même. Le projet est resté bloqué au stade des tests pilotes. Conclusion : jusqu'à présent, ces méthodes permettent d'obtenir des flux de gaz très propres et stables, ce qui n'est presque jamais le cas dans l'industrie réelle.

L'intégration dans le processus : la seule voie vers le « bon marché »

Dans ma profonde conviction,récupération de CO bon marché— il ne s'agit pas d'une installation distincte, mais d'une option intégrée au cycle technologique de l'entreprise. Le meilleur exemple que j’ai vu est l’utilisation du CO comme agent réducteur en métallurgie ou pour la carbonylation en synthèse chimique. C’est-à-dire non pas un recyclage, mais une utilisation utile sans altération radicale du flux.

Par exemple, dans une usine d’acide acétique, un flux de gaz de combustion à forte teneur en CO après purification a été mélangé au principal gaz de synthèse brut. Cela a nécessité un réglage précis du catalyseur et une surveillance supplémentaire, mais a permis des économies sur les matières premières. Les modifications ont été initiées par l'équipe du projet, notamment avec la participation d'ingénieurs de Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., un institut de conception créé par Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. Leur rôle consistait précisément à adapter la technologie à l'infrastructure existante, et non à vendre un produit « en boîte ». solutions.

Mon résultat est le suivant : recherchez la magie « technologie bon marché » ? inutile. Vous devez examiner un gaz spécifique, une usine spécifique, son bilan énergétique et matériel. Parfois, le moyen le moins coûteux consiste à rendre le processus principal plus efficace afin de produire moins de CO. Et parfois, investissez dans la purification et vendez le CO comme produit commercial. Tout se résume à des détails qui ne sont visibles que lorsqu’on est immergé dans le problème. Le reste est discuté lors de conférences.