Rezultate

n

Rezultatele estimate:

Etapa 1:

  • Identificarea a 2 solventi chimici;
  • Realizarea modelului multicriterial;
  • Dimensionarea echipamentelor de pretratare a fluxului gazos;
  • Caracterizarea produsilor obtinuti din degradarea solventului-faza initiala;

Etapa 2:

  • Stabilirea setului de criterii de evaluare a performantelor tehnico-economice, de mediu, securitate sociala și a tehnologiei prin absorbtie chimica CO2 in vederea validarii acesteia;
  • Evaluarea performantelor tehnice ale procesului de absorbtie-regenerare CO2;
  • Caracterizarea produsilor obtinuti din degradarea solventului-faza finala;

Etapa 3:

  • Realizarea platformei software;
  • Testarea platformei software;
  • Validarea platformei software.

Diseminarea rezultatelor

Etapa I:

Scopul proiectului este de a utiliza datele obținute din studii experimentale și de simulare-modelare pentru a stabili o soluție conceptuală de captare CO2 prin absorbție chimică în vederea analizei oportunității implementării acesteia în diferite medii industriale caracterizate de procese și tehnologii diferite (PETAL și CARMEUSE). Astfel, tehnologia de absorbție chimică CO2 trebuie să fie evaluată atât în procese pre-combustie cât și post-combustie, diferite date necesare (debit solvent chimic, concentrație solvent chimic în soluție, raport L/G – debit solvent/debit flux gazos) putând fi obținute în urmă studiilor experimentale și de simulare realizate în cadrul partenerilor UPB și INCDPM.

În cadrul Etapei I s-a respectat ordinea cronologică a activităților propuse în cadrul propunerii de proiect, astfel: au fost dimensionate echipamentele de pretratare a fluxului bazos, a fost dezvoltat modelul multicriterial în vederea selectării solventului chimic şi a fost efectuată caracterizarea produșilor rezultați din degradarea solventilor chimici- faza inițială.

Pe parcursul etapei s-a urmărit dimensionarea corectă a unităţilor de tratare a fluxului de gaze de ardere provenit din procesele de ardere. Dimensionarea corectă a unităţilor de tratare (electrofiltru, unitate de desulfurare şi unitate de captare CO2) a fost necesar ă pentru reducerea consumurilor energetice dar şi a costurilor asociate fie cu producerea de energie (industria energetică) fie cu producerea de ciment, sticlă, etc. În cadrul acestei etape s-au identificat scenariile care urmează a fi analizate în cadrul proiectului dar şi a tehnologiilor de captare CO2 pe care le vom compară în cadrul modelului multicriterial dezvoltat în proiect. Tehnologiile de captare CO2 ce vor fi comparate sunt reprezentate de absorbţie chimică, arderea în buclă chimică, şi membrane polimerice. În cazul procesului de absorbţie chimică s-au analizat mai mulţi solvenţi chimici pe bază de amîne , analizându- se amâne primare, secundare şi terţiare pentru a identifica consumurile de energie necesare regenerării acestora. Ulterior, în cadrul etapelor 2 şi 3 ale proiectului tehnologiile de captare CO2 vor fi comparate pe baza criteriilor tehnico-economici şi de mediu propuși în cadrul acestei etape.

În urmă studiilor realizate au fost dimensionate echipamentele de pretratare a fluxului gazos, a fost realizat modelul multicriterial necesar pentru selectarea solventului chimic, au fost caracterizați produșii obținuți din degradarea solventului- faza inițială și au fost caracterizați și identificați doi solvenți chimici care respectă criteriile impuse.

Fig. Identificarea solvenților chimici utilizați în absorbția de CO2

Pe parcursul etapei au fost desfășurate și activități de diseminare și comunicare, astfel:

  • s-a realizat pagină WEB a proiectului
  • s-a efectuat diseminarea rezultatelor în cadrul conferinței: „CONFERINȚA NAȚIONALĂ STINTIFICĂ DE TOAMNĂ a AOSR 2022” 03-05.11.2022, PRINT ISSN 2601 – 5102, pag. 11, 56
  • s-a realizat diseminarea rezultatelor în cadrul unui workshop desfășurat la sediul companiei Wing Computer Group SRL.

Etapa a II-a:

Scopul celei de-a doua etape a proiectului a fost dublu. Pe de o parte, s-a avut în vedere definirea indicatorilor de performanță (KPI’s) pentru utilizarea lor în analizele tehnico-economice, de risc, de siguranță, sociale și de evaluare a impactului asupra mediului. Această abordare a fost esențială pentru validarea soluției conceptuale de captare a CO2 prin absorbție chimică. Pe de altă parte, a fost inițiată dezvoltarea platformei software, anticipându-se finalizarea și optimizarea acesteia în etapa ulterioară a proiectului.        

Procesul de captare CO2 post-combustie prin absorbție chimică pe bază de amine (MEA, DEA, MDEA) a fost integrat în cadrul unei centrale termoelectrice (industria energetică) și în cadrul unei fabrici de ciment (industria cimentului). Evaluarea solvenților chimici a fost realizată după următorii indicatori tehnici de performanță: raportul L/G, eficiența de captare CO2, consumul de energie termică pentru regenerare, gradul de încărcare al solventului bogat în CO2, gradul de încărcare al solventului sărac în CO2. Indicatorii cheie de performanță pentru evaluarea tehnologiei de captare CO2 prin absorbție chimică considerați au fost: penalitatea eficienței globale, factorul de emisie CO2, costul actualizat al energiei electrice/ al cimentului, costul de captare CO2 și costul cu emisiile evitate de CO2.

Pentru sistemele analizate a fost realizată analiza ciclului viață. În cadrul acestei analize au fost calculați următorii indicatori de impact: epuizarea resurselor naturale, schimbările climatice, acidificarea, eutrofizarea, poluarea fotochimică și toxicitatea umană. Dioxidul de carbon captat poate fi utilizat și valorificat prin mai multe metode, cum ar fi: conversie în combustibili, în substanțe chimice, în materiale de construcții; sau prin utilizarea directă ca și fluid pentru transferul termic, la producerea ureei etc.

Fig. Identificarea compușilor de degradare ale soluțiilor de amine utilizate în absorbția de CO2

Activitățile de diseminare și comunicare desfășurate pe parcursul acestei etape au fost următoarele:

  1. Publicarea a 2 articole în reviste cotate ISI:
  • Nela Slavu, Cristian Dinca. Clean Energy from Poplar and Plastic Mix Valorisation in a Gas Turbine with CO2Capture Process. Processes 11.10 (2023): 2922. https://doi.org/10.3390/pr11102922. Journal Impact Factor: 3.5, Q2.
  • Maytham Alabid, Cristian Dinca. Parametrical Assessment of Polyacrylamide Polymer Membrane Used for CO2 Post-Combustion Capture.” Applied Sciences 13.20 (2023): 11333. https://doi.org/10.3390/app132011333. Journal Impact Factor: 2.7, Q2.
  1. Publicarea unui articol Conference Proceedings (Elsevier):
  • Slavu Nela, Maytham Alabid, Marius Sandru, Cristian Dinca. A techno-economic assessment of biomass combustion with CO2 capture technology. Computer Aided Chemical Engineering. Vol. 52. Elsevier, 2023. 3219-3225. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15274-0.50513-8.
  1. Participarea la 2 conferințe naționale:
  • Nela Slavu. Integrarea tehnologiilor de captare CO2 în industria energetică. CONFERINŢA ŞTIINŢIFICĂ DE PRIMĂVARĂ a AOSR, 2023, BUCURESTI, Transformarea digitală în științe, 19-20 mai 2023, București.
  • Nela Slavu, Adrian Badea, Cristian Dinca. Analiză tehnico-economică de producere a energiei electrice pe bază de biomasă cu captare de CO2. CONFERINȚA NAȚIONALĂ ŞTIINŢIFICĂ DE TOAMNĂ a AOSR 2023, Știința pentru o societate sănătoasă, Joi 21 septembrie 2023 – sâmbătă 23 septembrie 2023, Constanța.
  1. Participarea cu un stand de prezentare în cadrul EnergyFest 2023 (9-11 martie 2023).
  2. S-a realizat diseminarea rezultatelor în cadrul unui workshop desfășurat la sediul companiei Wing Computer Group SRL.