Гибридный энергоэффективный метод - мембранно-абсорбционное газоразделение для задач удаления и улавливания кислых газов

Проект направлен на решение проблемы удаления и/или улавливания кислых газов (диоксид углерода, сероводород) из потока природного газа, биогаза и дымовых газов теплоэлектростанций. Наличие примесей кислых газов в природном газе негативно сказывается на его теплотворной способности, а в присутствии воды происходит коррозия трубопровода и образуются газовые гидраты. Также, диоксид углерода содержится в дымовых газах теплоэлектростанций, при это его концентрация довольно высока (10 - 20 мол.% в зависимости от используемого сырья). При этом, ТЭЦ мощностью 600 МВт генерирует порядка 500 м3/с дымовых газов. Технологическая стадия улавливания диоксида углерода из дымовых газов может потреблять до 30% генерируемой электроэнергии, что приводит к росту ее стоимости, а отсутствие такой стадии приводит к резкому повышению нагрузки на экологию. В настоящее время повсеместно применяемой технологией удаления/улавливания кислых газов является химическая абсорбция с применением водных растворов аминоспиртов. Несмотря на то, что этот процесс активно применяется, он имеет ряд недостатков, таких как потеря абсорбента в связи с его деградацией и образование химически активных веществ. Кроме того, этот подход характеризуется высокой энергоемкостью, обусловленной, главным образом, стадией регенерации абсорбента, и высокими капитальными затратами вследствие сложного аппаратурного оформления и больших габаритов. Настоящий проект направлен на повышение эффективности процесса улавливания/удаления кислых газов за счет применения энергоэффективного и высокоселективного гибридного метода - мембранно-абсорбционное газоразделение. Это процесс газоразделения, реализующийся в непрерывном стационарном режиме под действием перепада давления, включает абсорбцию газа жидким абсорбентом, расположенным на поверхности газоразделительной мембраны. Условно процесс можно разделить на несколько этапов: ввод газовой смеси непосредственно в слой абсорбента, абсорбция кислых газов, диффузия газа через толщу абсорбента, десорбция с обратной стороны и перенос газа через высокопроницаемую полимерную мембрану. В таком процессе селективность, главным образом, обеспечивается жидким абсорбентом, а производительность - высокопроницаемой полимерной мембраной. Таким образом, в проекте будет реализована разработка эффективного метода улавливания/удаления кислых газов с помощью нового гибридного метода. При этом, метод будет оптимизироваться с учетом специфичных свойств питающего потока (природный газ, биогаз, дымовые газы ТЭЦ), а именно, давление, состав, температура.