Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

innovative sorbents for the sorbent enhanced water-gas shift process

Alternativ tittel: innovative sorbenter for sorbent fremmet vann-gass skift prosessen

Tildelt: kr 8,8 mill.

Hovedmålet i iSWEGS prosjektet har vært å utvikle CO2 sorbenter (faste materialer som fanger utvalgte gassmolekyler ii en blanding) for å gjøre en sorbentbasert prosess for hydrogenproduksjon mer effektiv og lønnsom. I prosessen vi har jobbet med (SEWGS; sorbent enhanced water-gas shift process, vann/gass-skiftreaksjon) skilles hydrogenet fra et karbon-holdig brensel før det brukes til produksjon av strøm eller kjemikalier. Med andre ord separerer man ut karbonet (CO2) før forbrenning. Først omdannes brenselet (f.eks. naturgass, biogass, kull, olje) til syntesegass (CO+H2). Deretter ledes CO over en katalysator som transformerer gassen videre til H2 og CO2 ved hjelp av vann (H2O). I dette trinnet tas CO2 opp i sorbenten (materialet kalles en sorbent siden CO2 setter seg fast på den) og driver reaksjonen mot produktsiden og mer H2. I tillegg blir CO2 værende i reaktoren slik at det er en H2 rik gass som slipper ut. Når sorbenten har fylt seg med CO2 må den aktiveres igjen ved 350-400 C. Da frigjøres CO2 som tas videre for transport og lagring. Fordelene med denne metoden er bl.a. at hydrogenet som produseres er varmt (350-400 C) og kommer ved et høyt trykk (20-30 atm.). Selv om prosessen er effektiv og økonomisk er det behov for bedre og mer robuste sorbenter for å konkurrere med prosesser hvor karbonet fanges etter forbrenning. De viktigste sorbentmaterialene for denne teknologien i dag er lagdelte hydroksider (leiremineraler) som inneholder magnesium og aluminium med noe kalium, og vi startet derfor prosjektet med disse som utgangspunkt. En av hovedutfordringene i prosjektet har vært å lage en sorbent som er bedre enn de vi allerede har. Et annet viktig mål i prosjektet var å fastslå hvordan sorbentene faktisk virker under industrielle betingelser. Slik innsikt vil gi muligheter for å lage materialer som er betydelig bedre. For å studere sorbentene i detalj når de brukes har vi bl.a. tatt i bruk synkrotron røntgenstråling ved anlegget i Grenoble for å se på strukturen til materialene når de brukes ved relevante betingelser. Fra dette arbeidet utarbeidet vi en hypotese om hva som kan være den aktive komponenten ved reaksjonsbetingelser. Vi har fra dette laget noen nye materialer som er beslektet med de opprinnelige foreslåtte, og som kan være aktuelle som sorbenter. Fra dette arbeidet har vi kommet et godt steg på veien videre med å forstå hva som er de aktive komponentene i materialene. Vi har også utviklet frem en ny serie materialer der en sammensetning har blitt karakterisert og testet ved industrielle betingelser. Denne sorbenten kan se ut som at har bedre egenskaper ved gjentatt bruk sammenlignet med referanse materialer, og forbedringen i prosessen kan estimeres vha. modellering til å være rundt 10% ved de rette betingelser.

Significant improvements in both cost and energy efficiency for CO2 capture by pre-combustion sorbent enhanced water-gas shift (SEWGS) process can be obtained by using sorbents having increased cyclic sorption capacity compared to state-of-art. In the present project, the competence on the preparation and deep understanding of hydrotalcites, their structures and transformations at the University of Oslo will be coupled with long term experience on sorption phenomena and the development of sorption based processes at SINTEF. Together, the two groups will prepare and evaluate new hydrotalcite based sorbents for the SEWGS process. Mechanistic understanding of the sorbent function as well as long term testing at relevant conditions will be carried out giving direction towards improved sorbents and processes. To assure industrial relevance to the work, Energy research Centre of the Netherlands (ECN) and Politecnico di Milano (POLIMI), who have been major players in the development of SEWGS technology, will participate as project partner. ECN will contribute with relevant long term testing of the best sorbents providing data that will be used in the benchmarking of the SEWGS process utilizing the novel sorbents, while POLIMI will contribute with process benchmarking. The project is planned for a three year period involving one post doc at the university of Oslo and relevant staff at SINTEF, ECN and POLIMI.

Aktivitet:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering