Auf dem Carbon Capture & Storage Summit stellte Lara Petrishchev von Emerson Messtechnologien zur Bewältigung von Herausforderungen bei der Kohlenstoffabscheidung vor.
Hier sind einige Aspekte, die sie mit den Teilnehmern teilte.Lara begann mit der Darstellung eines typischen Prozesses zur Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) bei der Wasserstoffproduktion.
Das Abgas aus dem Reformer wird während der Vorbehandlung gekühlt und entschwefelt. Nach der Vorbehandlung kommt das Abgas in einem Absorber mit einem Lösungsmittel in Kontakt, um das CO2 zu absorbieren. Das mit CO2 angereicherte Lösungsmittel wird dann mit Dampf vergast und in einen Abscheider geleitet, wo das CO2 extrahiert wird. Das CO2-freie Lösungsmittel wird anschließend gekühlt und zurück in den Absorber geleitet. Ein Diagramm dieses Prozesses ist unten dargestellt. Lara sprach über diverse Herausforderungen des Aminverfahrens zur CO2-Abscheidung.
Einige Lösungsansätze zur Bewältigung dieser Herausforderungen umfassen den Einsatz von Micro Motion™ Dichtemessgeräten zur indirekten Bestimmung der Qualität des mageren Amins. Diese Instrumente helfen, die Aminaufbereitungsrate zu steuern, um eine gewünschte CO2-Abscheidungsrate zu geringstmöglichen Kosten zu erreichen und den erforderlichen manuellen Probenahmeaufwand zu reduzieren.
Im Falle eines Absorbers werden die Gas- und Flüssigphasen absichtlich in Kontakt gebracht, was turbulente Strömungsbedingungen erzeugen kann. Diese Turbulenz kann Vermischungen an der Schnittstelle verursachen, was die Unterscheidung der Phasen erschwert und die Bestimmung der Schnittstelle für Füllstandssensoren schwierig macht. Der Rosemount™ 5300 Füllstandstransmitter – geführtes Radar – sorgt für einen sicheren Betrieb der Absorbersäule, reduziert Wartungskosten bei der Kalibrierung und erhöht den Produktdurchsatz durch zuverlässigere Füllstandsmessungen.
Wassernutzung und -qualität sind weitere Herausforderungen, da im Kohlenstoffabscheidungsprozess große Mengen Wasser für Kühl- und Kondensationsprozesse benötigt werden. Ein kombiniert eingesetztes Rosemount Magnet-Durchflussmessgerät zusammen mit Rosemount 3900 pH/Redox– und 400 Leitfähigkeitssensoren kann beim Wassermanagement und dem Energieverbrauch unterstützen, indem es ein Verkalken und Verstopfen von Geräten durch Wasserqualitätsbewertungen verhindert.
Die in diesem Prozess gebildete Kohlensäure schafft korrosive Bedingungen. Das Rosemount Wireless Permasense ET210 Korrosions- und Erosionsüberwachungssystem überwacht kontinuierlich die Wandstärke der Rohre und erkennt die Auswirkungen von Korrosion und Erosion.
Wärmetauscher sind eine weitere Quelle potenzieller Ineffizienzen durch Ablagerungen. Die Plantweb Insight™ Air-Cooled Heat Exchanger-Anwendung, kombiniert mit kabellosen Geräten wie dem Rosemount 848T Temperaturtransmitter, bietet Überwachung der Wärmeleistung und Reinigungsempfehlungen, um eine hohe Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.
Um eine ausreichende Dampferzeugung zur Erwärmung des Amins und zur effizienten Extraktion von CO2 sicherzustellen, ist die Messung der Dampfmassen zur Bestimmung des Energieinhalts entscheidend. Temperatur- und Druckkompensation mit der Rosemount 3051S MultiVariable™ kompensierten DP-Durchflussmessung und dem Rosemount 8800 MultiVariable Vortex-Durchflussmessgerät bieten Dampfmassenstrommessung.
Die Anpassung der Temperatur, des Drucks und des Dampf-Kohlenstoff-Verhältnisses kann helfen, die Umwandlung von Methan in Wasserstoff zu maximieren und nicht umgesetztes Methan zu minimieren. Nicht erfasste hohe Methankonzentrationen sind ein Zeichen für eine schlechte Reformer-Effizienz. Der Rosemount X-STREAM Enhanced XEFD kontinuierliche Gasanalysator eignet sich gut zur CH4-, CO- und CO2-Messung mithilfe von NDIR (nicht-dispersive Infrarot)-Photometrie zur Verbesserung der Reformer-Effizienz.
Die Messung des Flusses und der Zusammensetzung des Abgases in diesem Prozess ermöglicht eine verbesserte CO2-Balance. Beispielsweise misst die Rosemount Annubar™ Durchflussmesserserie die Abgasdurchflussrate präzise mithilfe einer k-Faktor-Korrektur zur Bewertung der tatsächlichen Durchflussrate.
Ein weiteres Problem ist der CO2-Transport, wenn z. B. CO2 über eine Pipeline in einer dichten/superkritischen Phase transportiert wird. Eine genaue Dichtemessung ist aufgrund der Phaseninstabilität sehr schwierig. Aufgrund fortschrittlicher Phasenmessfähigkeiten können Micro Motion Coriolis-Durchflussmesser Flüssigkeiten in einem überkritischen Zustand genau messen.
Zusätzlich müssen Spuren im CO2 kontrolliert werden, um die Pipeline zu schützen und vertragliche Anforderungen zu erfüllen. Eine Vielzahl von Rosemount Gasanalysatoren kann so eingesetzt werden, dass sie die Anforderungen der Kohlenstoffabscheidung erfüllen.
Vergewissern Sie sich, dass Sie viele der oben genannten Links verfolgen, um mehr über die Messtechnik zu erfahren, die Ihnen hilft, eine höhere Leistung bei der Kohlenstoffabscheidung zu erzielen.
Update: Dieser Beitrag wurde aktualisiert, um Laras Präsentation rückblickend statt vorausschauend darzustellen.
