Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Membrane-Assisted CO2 capture through liquefaction for clean H2 production

Alternativ tittel: Membran-assistert CO2 fangst gjennom flytendegjøring for produksjon av ren H2

Tildelt: kr 7,5 mill.

MACH-2-prosjektet har som mål å utvikle en ny prosess for hydrogenproduksjon fra naturgass med effektiv fangst av det produserte karbondioksid. Prosjektet vil kombinere H2-produksjon fra metan med protonisk membranreformatorteknologi med påfølgende CO2-fangst ved lav temperatur i en ny integrert prosess. Ved å utnytte fordelene ved begge teknologiene og anvende dem i deres foretrukne driftsvindu, forventes det betydelige kostnads- og effektivitetsgevinster. MACH-2-prosjektet er et samarbeid mellom SINTEF Industri, SINTEF Energi og Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, og involverer internasjonalt samarbeid med West Virginia University i USA. Prosjektet er spunnet ut av det Norske senteret for karbonfangst og -lagring (NCCS) og vil bli utført som en aktivitet under dette senteret. Prosjektet startet 1. april 2019 og alle aktiviteter har kommet videre. Mer spesifikt er prosess- og systemdesignet (arbeidspakke 1), med fokus på optimalisering av hybridprosessen som kombinerer både membranen og lavtemperaturprosessen, ferdigstilt. For prosessintensivering resirkuleres avgassen fra fangstprosessen. I tillegg implementeres en vanngassskiftreaktor for retentatgassen for å redusere innhold av CO. Det foreslåtte konseptet oppnår rundt 99 % av systemets H2- og CO2-utvinningsgrad selv når membranreformeren driftes ved relativt lav hydrogengjenvinning, noe som resulterer i energieffektiv H2-produksjon med lav karbonintensitet. I arbeidspakke 2 og 3 utføres eksperimenter for å demonstrere hydrogenmembranen og lavtemperatur CO2-separasjon under forhold som er relevante for MACH-2 prosessen. For dette er ECCSEL infrastruktur (NO2.3 og NO3.3) blitt oppgradert. Mer spesifikt, ved bruk av Cold Carbon Capture Pilot (CCCP) enheten, er innledende forsøk av flytendeliggjøring av retentatgassen med relativt høye konsentrasjoner av brennbare og giftige gasser (H2, CH4 og CO) utført. I 2021 ble resultater fra MACH-2-prosjektet presentert på NCCS-møter. Dessverre ble PSE2021 (14th International Symposium on Process Systems Engineering) utsatt til sommeren 2022 på grunn av Covid19-pandemien. En utvidet artikkel for denne konferansen som beskriver prosess- og systemdesignet ble sendt inn i november.

The MACH-2 project will develop and demonstrate the potential of an innovative hybrid technology for H2 production with CO2 capture enabling high carbon capture rates with high purity CO2 and H2 and a hydrogen cost comparable to conventional technologies without capture. The project will combine H2 extraction from syngas by membrane technology with subsequent low-temperature CO2 capture in one integrated novel process. The low carbon residual fuel produced as the off-gas from the liquefaction process is aimed to provide sufficient heat input to the reforming stage. By exploiting the advantages of both technologies and applying them in their preferred window of operation, significant cost and efficiency gains are obtained. Based on the concept, a targeted carbon capture rate of over 95% is projected with a specific energy penalty of less than 2 MJ/kg CO2. The H2 cost is expected to be less than 2 euro/kg. This H2 production cost is comparable to conventional technologies without carbon capture, which emit almost 10 kg CO2/kg H2. The MACH-2 project is a collaboration between SINTEF Industry, SINTEF Energy AS, and the Norwegian University of Science and Technology, and involves international cooperation with West Virginia University in the US. They are chosen based on their world leading expertise in high-temperature membranes (SINTEF Industry), large-scale hydrogen production and liquefaction from renewable power as well as natural gas reforming with CO2 capture (SINTEF Energy AS), and process systems engineering (NTNU). Furthermore, international collaboration between SINTEF/NTNU and Prof. D. Bhattacharyya's "Advanced Process and Energy Systems Engineering" group at West Virginia University, will strongly contribute to expand knowledge and skills. By leveraging on activities in previous EU and national projects, MACH-2 represents thus a compact consortium that allows integrating knowledge from several partners.

Aktivitet:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering