Tour d'absorption et tour de régénération

Optimisation et vérification des équipements de séparation et de récupération du CO2

Les équipements de séparation et de récupération du CO2 doivent répondre à des exigences telles qu'une faible consommation d'énergie, une miniaturisation de l'équipement et un faible coût.

L'équipement de séparation et de récupération du CO2 se compose principalement de quatre parties : tour d'absorptionTour de régénération, échangeur de chaleur de régénération et rebouilleur.

Ces exigences sont satisfaites en optimisant les quatre composants principaux et la conception du processus, et en améliorant les performances du liquide absorbant (https://www.yitan2010.com/what-are-the-key-differences-between-absorption-towers-and-regeneration-towers-in).

La figure 2 illustre le processus de développement, de vérification et d'application de la technologie de séparation et de récupération du CO2. Le processus de développement de la technologie de séparation et de récupération du CO2 consiste à passer de l'échelle du laboratoire à l'échelle pilote, puis à l'échelle pilote, tout en utilisant de manière appropriée la simulation des processus et l'analyse numérique des fluides, et à appliquer les connaissances acquises à la conception d'équipements à l'échelle réelle. Parmi celles-ci, la plus importante est la vérification de l'usine pilote installée à la centrale électrique Mikawa de Sigma Electric Power Ariake (ville d'Omuta, préfecture de Fukuoka) (puissance de 50 MW).

Processus de développement, de vérification et d'application de la technologie de séparation et de récupération du CO2

Tout en utilisant pleinement la simulation des processus et l'analyse numérique des fluides, nous élargirons l'échelle et appliquerons la technologie développée à la conception de dispositifs à l'échelle réelle par le biais d'une vérification dans l'usine pilote de Sanchuan.

L'usine pilote a été installée en 2009 et a la capacité de traiter une partie des gaz d'échappement de la centrale électrique et de séparer et récupérer le CO2 à un taux de 10t/jour. Cette installation pilote a été utilisée pour vérifier les performances du système, l'état réel des gaz d'échappement et l'impact des impuretés contenues sur les performances du liquide absorbant, ainsi que l'opérabilité, l'applicabilité et la maintenabilité, et les résultats ont été appliqués à un dispositif à échelle réelle⑴.

Par exemple, pour fournir la chaleur nécessaire à la réaction dans la tour de régénération, une partie de la vapeur utilisée pour la production d'électricité est généralement extraite comme source de chaleur. Toutefois, lorsque la quantité de gaz résiduaires à traiter est importante, l'apport de chaleur nécessaire est également très important, ce qui entraîne une réduction de l'efficacité de la production d'électricité. . Pour éviter cela, il est nécessaire de développer un liquide absorbant avec une chaleur de réaction plus faible, d'adopter un processus de récupération de la chaleur et d'optimiser la conception de l'échangeur de chaleur de régénération, augmentant ainsi la chaleur de récupération dans le dispositif.

En outre, dans la méthode d'absorption chimique utilisant un liquide d'absorption à base d'amine, les gaz d'échappement après récupération du CO2 rejeté dans l'atmosphère par la tour d'absorption contiennent des traces de composants d'amine dérivés du liquide d'absorption, qui peuvent avoir un impact sur l'environnement. C'est pourquoi des études sur site de ces gaz d'échappement et le développement de technologies visant à réduire les émissions de composants aminés sont également en cours.

Équipement de démonstration pour la séparation et la récupération du CO2

Toshiba Energy Systems a construit une installation de démonstration à grande échelle près de la centrale électrique de Mikawa pour séparer et récupérer le CO2 des gaz d'échappement de la centrale (figure 3). Après le début de la construction en février 2018, la livraison et l'installation des équipements ont commencé. Après un essai de fonctionnement, l'installation a été officiellement mise en service en octobre 2020 (2). La figure 4 montre la relation entre cet équipement de démonstration et la centrale électrique de Mikawa.

La construction et l'exploitation de l'équipement de démonstration de séparation et de récupération du CO2 ont été mises en œuvre dans le cadre du "Projet de démonstration de CSC respectueux de l'environnement" du ministère de l'environnement, et le projet a été adopté par de nombreuses entreprises, dont Mizuho Research & Technology Co. (actuellement Mizuho Research & Technology Co., Ltd.). En outre, Toshiba Energy Systems est responsable de la conception, de la construction et de l'exploitation de l'équipement de démonstration de séparation et de récupération du CO2.