ФИЗИКО – ХИМИЧНА ТЕХНОЛОГИЯ „ЧИСТИ ВЪГЛИЩА CSIF & ELPHI“ ЗА МЕТАНИЗАЦИЯ НА ВЪГЛЕРОДЕН ДИОКСИД , проф. д.т.н. инж. Жеко Ганев

Технологията „Чисти въглища CSIF & ELPHI” е технология за превръщане на въглеродния диоксид в нещо полезно. В молекулата на въглеродния диоксид въглеродът е здраво свързан с два атома кислород и да има каквато и да е химическа полза от този окислен въглерод от него трябва да се откъсне поне единия атом кислород. За това е необходима енергия, аналогична на тази която бихме получили чрез окисляване на въглеродния окис обратно до въглероден диоксид.

За икономически целесъобразен процес разходите за неговата реализация трябва да са по-ниски от разходите за закупуване на квоти въглероден диоксид. Такава икономически целесъобразна технология се явява разработената от нас иновативна технология за улавяне на въглероден диоксид от горещи димни газове с многокомпонентно замърсяване, преобразуването му във въглероден оксид и метанизацията му с водород.

Процесите заложени в технологията са моделирани и реализирани на етап лабораторни модели и са в процес на патентна защита.

Процесите са в унисон с технологията CCU – Улавяне и оползотворяване на въглерод /Carbon Capture and Utilization/. Тази технология е продължение на CCS – Улавяне и съхранение на въглеродния диоксид /Carbon Capture and Storge/.

Двете технологии са с една и съща насоченост – намаляване промишлените емисии въглероден диоксид. Технологията CCS осигурява дълговременно подземно съхранение на СО2, а технологията CCU превръщането на емисиите СО2 в алтернативен източник на въглерод при което да се реализира затваряне на индустриалния въглероден цикъл – стабилната и ниско енергийна молекула СО2 да се преобразува в продукт с добра пазарна реализация.

Технологията „Чисти въглища CSIF & ELPHI” е технология за улавяне и оползотворяване на въглероден диоксид, получен от изгарянето на въглища, осигуряваща възможност за едновременно удовлетворяване на изискванията за намаляване на парниковите газове и за рециклиране на антропогенни и техногенни отпадъци. С нея се постигат приетите цели в областта на климата и енергетиката за намаляване на емисиите парникови газове.

Технология „Чисти въглища CSIF & ELPHI” е алтернатива на използването на природен газ за производство на електроенергия. Независимо, че природния газ отделя много по-малко СО2 на генериран киловатчас, твърдение застъпено във всяка база за сравнение, не се отчита потенциалът за глобалното затопляне поради изтекъл природен газ, както и емисиите на СО2 в него и необходимата енергия за транспортирането му като втечнен природен газ.

Изтичането на 3% природен газ е равно на ефекта на глобално затопляне при производство на електроенергия от въглища.

Технология „Чисти въглища CSIF & ELPHI” за улавяне и преобразуване със синтетичен водород на въглероден диоксид от димни газове до метан СН4

Димните газове със съдържание 15 % въглероден диоксид СО2, генерирани от изгарянето на лигнитни въглища, се подават чрез турбокомпресор, към съоръжения за задържане и преобразуване на серни газове – серен диоксид SO2, серовъглерод CS2, сероводород H2S до елементарна сяра S2.

Пречистените димни газове преминават през ежекторна инсталация за улавяне на въглеродния диоксид СО2 и чрез интегрирана многокомпонентна физико-химична инсталация се трансформира до въглероден оксид СО.

Въглеродния оксид СО се подава в инсталация за синтез на метан СН4. В нея протичат плазмено химични процеси на метанизация на въглеродния оксид със синтетичен водород в катализационна среда – алуминиево литиев силикат.

Синтетичния водород Н2 се получава по иновативен метод – интегрирана оптично стимулирана кавитационна електролиза.

Технологията е иновативна, без аналог в световната практика и е патентно защитена.

Концепцията ”Чисти въглища CSIF & ELPHI” се основава на:

„енергия към газ” получаване на метан:

СО + 3Н2 = СН4 + Н2О ∆Н = – 206 kJ/mol;

„антропогенен химичен въглероден цикъл” получаване на метанол:

СО + 2Н2О = СН3ОН +Н2О ∆Н = – 49 kJ/mol;

„директен синтез” получаване на диметилов етер DME /възобновяемо алтернативно гориво/:

2СО + 4Н2 → СН3ОСН3 + Н2О

Предимства на технологията:

• Енергийно рентабилен и екологично съобразен процес;

• Зелена енергийна технология с многопластов социален ефект;

• Висока ефективност и производителност

• Иновативност, патентно защитена.

Технологията е моделирана чрез лабораторна инсталация за улавяне и оползотворяване на 20 kg въглероден диоксид СО2, финансирана от CSIF.

Публично демонстрирана, с доказана стабилност на заложените процеси и режими при синтеза на алкани.

С активното участие на кмета на Стара Загора Живко Тодоров, се обсъжда възможността на територията на централата МИ 2 да се изгради инсталация „Чисти въглища CSIF & ELPHI” за преобразуване на въглероден диоксид до метан с

ТЕХНИЧЕСКИ ПОКАЗАТЕЛИ:

•  при изгаряне на 1 000 kg/h лигнитни въглища със средно съдържание на въглерод 378 kg и топлина на изгаряне 14 800 kJ/kg в горивните пещи на ТЕЦ МИ 2 за производството на електрическа енергия се получава 4 MWh и се генерират 1384 kg въглероден диоксид СО2;
• възможна минимална мощност на един енергоблок 145 MW при минимално количество изгорени лигнитни въглища в горивна пещ – 36 100 kg/h
• количество димни газове 335 000 Nm3 със съдържание на СО2 15%, SOx 2%;
• генериран въглероден диоксид 50 000 kg/h
• процент на уловени серни съединения минимум 98 %;
• процент уловен въглероден диоксид – минимум 80 %;
• уловен въглероден диоксид 40 000 kg/h
• разходи за улавяне на 1000 кг СО2, max 14 Евро;
• трансформация на СО2 в СО, min 24 000 kg/h;
• разходи за трансформация на 1000 kg СО2 до СО, max 17 Евро;
• количество синтезиран енергиен газ 8000 kg/h.
• разходи за синтез от въглероден оксид със синтетичен водород за 1000 kg/h енергиен газ със състав: метан СН4 78%, въглероден оксид СО 22% – max 210 Евро;
• всичко разходи за утализация на 50 t/h СО2 до 8 t/h енергиен газ 3418 Евро
• приходи от реализация на 8 t/h енергиен газ при цена 390 Евро за 1000 кг 3120 Евро
• спестени такси от емисии 35 х 55 = 1925 Евро
• приходи (3120 + 1925) – 3418 = 1627/50 = 32,54 Евро, приход от 1000 kg СО2
• емисии или годишни приходи (50 х24 х 300) х 32,54 = 11 714 400 Евро
• капитални вложения 58 400 000 Евро
• срок за възвращаемост на инвестицията 58 400 000 / 11 714 400 = 5 години

За доказване на технико икономическите показатели се предвижда изграждане на пилотна инсталация в мащаб 1:10 на територията на ТЕЦ МИ 2 за 4 000 kg/h въглеродни емисии със срок на изпълнение 18 календарни месеца.

Стара Загора

28.07.2021 г