Regisztráció és bejelentkezés

A szén-dioxid kibocsátás csökkentése vizes ammónia oldatban történő elnyeletéssel

A szén-dioxid kibocsátás csökkentése vizes ammónia oldatban történő elnyeletéssel

Készítette: Erdős Máté

Témavezető: Dr. Láng Péter egyetemi tanár

Konzulens: Hégely László doktorandusz

BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Napjainkban a növekvő energiaigény miatt a fosszilis energiahordozók tüzeléséből származó szén-dioxid mennyiség jelentősen megnövekedett a légkörben. A troposzférában felhalmozódó gáz elnyeli a földről visszaverődő nagy hullámhosszú sugárzást, ezáltal növelve a Föld átlaghőmérsékletét. Ez a mesterségesen előidézett folyamat klímaváltozáshoz vezethet, amely kártékony hatással van az egész élővilágra. A szén-dioxid kibocsátás csökkentésének problémája korunk egy égető kérdésévé nőtte ki magát. A problémára számos megoldási módszer született.

Eddig a legszélesebb körben vizsgált módszer a kémiai abszorpcióval történő elnyeletés. A kémiai abszorpció lényege, hogy egy oldat (abszorbens) segítségével elnyeletjük a szén-dioxidot, majd később a sztrippelés folyamán a folyadék hőmérsékletének emelésével kihajtjuk a gázt az oldatból. Az abszorbensek közül a legelterjedtebbek a vizes amin oldatok. Ezek alkalmazásának legnagyobb hátránya, hogy a sztrippelés energiaigénye magas. A másik, manapság egyre több helyen alkalmazott abszorbens a vizes ammónia oldat [1].Ennek az eljárásnak a várható előnye, hogy a sztrippelés energiaigénye kisebb az aminos oldatokéhoz képest.

A vizes ammóniás oldattal történő szén-dioxid abszorpció modellezésére a ChemCAD professzionális folyamatszimulátort használtam. A fázisegyensúlyok leírására az elektrolit NRTL modellt alkalmaztam. A töltött oszlopok működésének leírására az elméleti tányér modell szolgált. A modell validálásához egy meglévő üzem adatait vettem alapul [2]. Az ausztráliai kísérleti üzem egy feketeszén tüzelésű erőműből kilépő füstgáz szén-dioxid tartalmát csökkenti ammóniás abszorpcióval. A számítással kapott adatok jó egyezést mutattak a kísérleti üzeméivel. Megvizsgáltam, hogy a különböző műveleti paraméterek (pl.: hőmérséklet, nyomás) változtatása hogyan befolyásolja az üzem energiaigényét. Az aminos módszerhez képest az ammóniával történő abszorpciós folyamat energiaigénye kisebbnek adódott. Ugyanakkor az utóbbinak jelentős hűtőenergiaigénye is van, és problémát okozhat a tornyokban a szilárd anyag kiválása is.

Irodalom:

[1] Mathias Paul M., Satish Reddy and John P. O’Connell, International Journal of Greenhouse Gas Control4 174–179(2010)

[2] Yu Hai, Scott Morgan, Andrew Allport, Aaron Cottrell, Thong Do, James McGregor,Leigh Wardhaugh, Paul ChemicalEngineering Research and Design89 1204–1215(2011)

szerző

  • Erdős Máté
    gépészmérnöki
    nappali alapszak

konzulensek

  • Dr. Láng Péter
    Egyetemi tanár, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
  • Hégely László
    Doktorandusz, (külső)