Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Enabling technology for the Development of moving bed Temperature swing adsorption process for post combustion CO2 capture

Alternativ tittel: Utvikling av syklisk temperatur-sving prosess for fangst av CO2 ved bruk av faste adsorbenter ved lav temperatur

Tildelt: kr 10,7 mill.

Prosjektnummer:

267873

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2017 - 2022

Samarbeidsland:

I prosjektet har vi videreutviklet en fangstprosess (MBTSA) der man benytter et pulver med høyt overflateareal som selektivt binder CO2 sterkere enn de andre komponentene i gassen man ønsker å rense for CO2. I prosessen vil pulveret, etter å ha fanget CO2 i en kolonne, flyte videre til en annen varmere kolonne der CO2 vil bli frigjort. Den produserte CO2 gassen kan enten sendes til langtidslagring, eller utnyttes. Ett hovedfokus i prosjektet har vært å fremstille og evaluere partikulære adsorbenter med høy syklisk CO2 kapasitet som også har den nødvendige fysiske styrken. Et annet fokus har vært å bestemme usikre prosessparametere slik at den matematiske modellen av den kontinuerlige prosessen gir mer realistiske resultater. Modellen er brukt til å simulere prosessen for ytterligere å optimalisere og forbedre denne. Etter tredje år har vi fremskaffet en serie adsorbenter og gjort en første evaluering av disse: mest fokus har vært på kommersielle acitiv karbon og Zeolitt 13X adsorbenter i tillegg til forming av en MOF (CPO-27-Ni) adsorbent i 300-700 mikron sfærer og en adsorbent basert på polyethylenimin (PEI) på en kommersiell silikabærer . Adsorpsjonskarakteristika for de forskjellige adsorbentene er blitt brukt til å vurdere bruk av MBTSA prosessen for CO2 fangst fra naturgassbasert kraftverk og søppelforbrenningsalegg. Resultatene så langt viser at MBTSA prosessen, selv med fjerning av vann før fangstprosessen, er konkurransedyktig med MEA prosessen. MOF- og Zeolitt 13X adsorbentene er sammenlignbare for bruk i CO2 rensing av naturgass-baserte kraftverk. Initsielle studier viser at PEI/silika adsorbenten sannsynligvis er for kjemisk ustabil for MBTSA prosessen. I siste fase av prosjektet har vi bestemt varmeoverførings-parametere for MBTSA piloten ved SINTEF i Oslo samt modifisert riggen slik at resirkulering av gasser fra utvalgte punkter i prosessen er mulig og bedre massebalanse kan oppnås.

We are still developing our MBTSA rig within the ongoing H2020 MOF4AIR project (https://www.mof4air.eu/?lang=no). In that project we are now about to upscale one (and maybe two) shaped MOF adsorbents to 10 L scale to be tested in the MBTSA pilot. As part of the project we will also make modification to the rig to improve the process. This work will go on during the second half of 2022 and in 2023. In addition, we are presently working with a big oil and gas company to evaluate one of their adsorbents for use in an MBTSA process in both NGCC and DAC (direct air capture) contexts. At presently we also work in a project with TotalEnergies E&P NORGE partly funded by Gassnova named "Disruptive CO2 capture" where the aim is to evaluate various adsorbent/process concepts on a comparable basis for use to capture CO2 in a NGCC context. There are several KPIs to be compared with the most important being cost, energy requirement, environmental issues and LCA. In this project also the MBTSA process for NGCC will be further evaluated. We believe the future further development of the MBTSA process will be strongly dependent on the outcome of this study. So, answering the question of the three bullet points is not possible today. But, after the thorough examination of the different available adsorbent-based technologies done in the "Disruptive" project mentioned in the former paragraph, I am certain that we in 2-3 years are able to answer.

Technologies for CO2 separation at low temperatures using solid sorbents are much less developed than alkanolamine based solvent processes. However, recent benchmarking studies have shown that low temperature sorption processes based on solid sorption may have similar and even smaller energy penalties for CO2 capture than state-of-art MEA processes. However, such benchmarking studies have large uncertainties due to lack of relevant data for solid sorption systems. In the present project the aim is to produce relevant process data and a reactor model for moving-bed temperature swing adsorption (MBTSA) process for post-combustion CO2 capture. An ECCSEL infrastructure to be finalized early 2018 will be used to gain knowledge on the process itself and the working performances of selected solid sorbents. We will make a limited selection of sorbents from the carbon, Zeolite, amine-grafted silicas and metal-organic framework families based on knowhow gained through previous post-combustion sorbent development projects. The performance data obtained will be used to make an improved benchmarking of the MBTSA capture process utilizing such sorbents integrated in both power plant, industrial and waste management contexts. In addition to the main research partners at SINTEF and NTNU, the project will initiate cooperation with SRI International (USA) having significant expertise on carbon adsorbents and the MBTSA process from an earlier DOE project. We already plan to extend this cooperation into a future GASSNOVA/DOE project during the implementation of the EDemoTeC project. The project is cross-disciplinary, combining advanced material development with reactor development and benchmarking.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering