Thu hôi và cô lập CO2 Hóa Môi Trường TL Môi trường

Chúng ta đang nhận thức rõ về tác động của biến đổi khí hậu do lượng khí nhà kính gây ra. Các loại khí nhà kính phổ biến nhất trên Trái Đất gồm: hơi nước, khí carbonic (CO2), khí metan (CH4), khí oxyt nitơ (N2O), khí ozone, và các loại khí CFC như sulfur hexafluoride, hydrofluorocarbons và perfluorocarbons. Mức độ góp phần gây nên hiệu ứng nhà kính của các khí chính có thể sắp xếp theo trình tự sau: 1. Hơi nước 36–72%; 2. Khí carbonic 9–26%; 3. Khí metan 4–9%; và 4. Khí ozone 3–7% (IPCC, 2007). Theo ước tính của IPCC khí CO2 chiếm tới 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu. Nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850–1998 và hiện nay nồng độ CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm. Chính vì vậy, khí CO2 đã trở thành đối tượng chính trong các nỗ lực của loài người nhằm giảm phát thải khí nhà kính, dưới các hình thức hoặc là giảm phát thải khí CO2 hoặc thu hồi và cất giữ nó một cách an toàn và lâu dài... Vì vậy mà nhóm chúng em đã cùng nhau tìm hiểu và đưa ra bài báo cáo về những “PHƯƠNG PHÁP THU HỒI VÀ CẤT GIỮ CO2” nhằm củng cố kiến thức và giúp cho mọi người có một cái nhìn tổng quát hơn, sâu sắc hơn về lợi ích của các phương pháp xử lý CO2 hiện nay.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG



TIỂU LUẬN MÔN HỌC HÓA MÔI TRƯỜNG

Capture and

TP Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2017

từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850–1998 và hiện nay nồng độ CO2 tăngkhoảng 10% trong chu kỳ 20 năm Chính vì vậy, khí CO2 đã trở thành đối tượngchính trong các nỗ lực của loài người nhằm giảm phát thải khí nhà kính, dưới cáchình thức hoặc là giảm phát thải khí CO2 hoặc thu hồi và cất giữ nó một cách antoàn và lâu dài Vì vậy mà nhóm chúng em đã cùng nhau tìm hiểu và đưa ra bài

báo cáo về những “PHƯƠNG PHÁP THU HỒI VÀ CẤT GIỮ CO 2” nhằm củng

cố kiến thức và giúp cho mọi người có một cái nhìn tổng quát hơn, sâu sắc hơn về

lợi ích của các phương pháp xử lý CO2 hiện nay Dù đã cố gắng rất nhiều và dokiến thức có giới hạn nên sẽ không tránh khỏi những sai sót trong bài Rất mongđược sự góp ý của cô và thầy để những bài báo cáo về sau sẽ đầy đủ và tốt hơn.

CHÚ THÍCH

1 IPCC: Intergovernmental Panel on climate change

2 GHG: Green House Gases

3 CLC: Chemical looping combustion

4 ZIF: Zeolitic Imidazolate Frameworks

5 MDEA: Metyl diethanolamin

6 IGCC: Intergrated gasification combined-cycle

7 BECCS: Bio Energy with carbon capture and storage

PHẦN I THỰC TRẠNG

1 Nguồn gốc của CO2 và các phản ứng liên quan:

1.1. Nguồn gốc của CO2:

Carbon dioxide thu được từ nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên như:

- Có sẵn trong không khí trong lành với hàm lượng là 0,04%

- Khí thoát ra từ các miệng núi lửa

- Sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ

- Hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí

- Từ một số sinh vật sản xuất từ sự lên men và hô hấp tế bào

- Từ quá trình hô hấp của cây xanh vào buổi tối

-

1.2. Các phản ứng liên quan:

Sự đốt cháy của tất cả các loại nhiên liệu có chứa carbon, như khí metan(khí tự nhiên), dầu hỏa cất (xăng, dầu diesel, dầu hỏa, propan), than đá, gỗ và cácchất hữu cơ, Ví dụ: Phản ứng hóa học giữa metan và oxy:

Phân hủy nhiệt của đá vôi (CaCO3) bằng cách nung nóng (nung) vào khoảng850°C (1.560°F), trong sản xuất vôi sống (oxit canxi, CaO), một hợp chất mà cónhiều công dụng công nghiệp:

Tất cả các sinh vật hiếu khí sinh ra CO2 khi chúng oxy hoá carbohydrate,acid béo và protein Số lượng lớn các phản ứng liên quan rất phức tạp và khôngđược mô tả một cách dễ dàng Ví dụ: Phương trình hô hấp của glucose và cácmonosaccharides khác:

Carbon dioxide là một sản phẩm phụ của quá trình lên men của đường trongsản xuất bia, rượu whisky, các đồ uống có cồn và trong việc sản xuất ethanol sinhhọc Nấm men chuyển hoá đường để tạo ra CO2 và ethanol, còn được gọi là rượu:

Carbon dioxide có thể làm thay đổi độ pH của nước Carbon dioxide tan íttrong nước để tạo ra một acid yếu gọi là acid carbonic H2CO3, theo phản ứng sau:

Sau đó, acid carbonic phản ứng một chút và có thể đảo ngược trong nước đểtạo ra một cation hydronium, H3O+ và ion bicarbonate, , theo phản ứng sau:

2 Các dạng tồn tại của CO2:

Carbon dioxide trong khí quyển của trái đất là một loại khí thải

Ngoài ra, Carbon dioxide hòa tan trong đại dương để hình thành acid carbonic(H2CO3), bicarbonate () và carbonat () Có khoảng 50 lần lượng carbon hòa tantrong các đại dương như tồn tại trong khí quyển Các đại dương đóng vai trò nhưmột bể chứa carbon khổng lồ và chứa khoảng một phần ba lượng CO2 thải ra bởihoạt động của con người

3 Ảnh hưởng của CO2 đến môi trường và con người:

Các đại dương đã hấp thụ khoảng 50% lượng khí carbon dioxide (CO2) thoát ra

từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến phản ứng hóa học làm giảm pH đạidương, từ khi bắt đầu thời đại công nghiệp đã làm tăng khoảng 30% ion H+ thôngqua quá trình gọi là "acid hóa đại dương" Các nghiên cứu đã chứng minh lượng

CO2 hòa tan trong đại dương ngày càng tăng càng tác động bất lợi đối với sinh vậtbiển, bao gồm:

- Tỷ lệ san hô tạo ra bộ xương của chúng giảm đi, trong khi sản lượng củanhiều loài sứa tăng

- Khả năng của tảo biển và động vật phù du tự do để duy trì vỏ bảo vệ giảmxuống

- Sự sống sót của các loài cá biển, bao gồm cá thương mại và động vật có vỏbị giảm xuống

Đáng chú ý: Carbon dioxide là khí nhà kính, điều này có nghĩa là gì và những hậu quả có thể xảy ra của sự nóng lên toàn cầu là gì?

 Bức xạ từ Mặt trời làm bầu khí quyển, đại dương và đất đai của Trái Đất ấm lên.Các bức xạ đến có thể đi qua bầu khí quyển bên ngoài để đến Trái đất, nhưng phầnlớn không thể thoát ra khỏi bầu khí quyển khi bầu khí quyển hoạt động như là vanmột chiều Chính xác có bao nhiêu bức xạ thoát ra khỏi khí quyển tùy thuộc vàonồng độ khí nhà kính (bao gồm CO2, khí metan, ) Tuy nhiên, cái gọi là hiệu ứngnhà kính không phải là một điều xấu - không có nó, nhiệt độ của bề mặt trái đất sẽ

là -18 °C, thay vì giá trị thực tế khoảng 15°C

 Mối quan tâm như đã đề cập trước đó, lượng bức xạ thoát ra phụ thuộc vào nồng

độ khí nhà kính trong khí quyển - làm tăng nồng độ lượng khí thải carbon dioxide,

có nghĩa là lượng bức xạ sẽ tràn ra không gian sẽ ít hơn Điều này có nghĩa lànhiệt độ bề mặt của Trái Đất tăng lên - khoảng 0,6°C ± 0,2°C trong thế kỷ trước

Sự ấm lên sẽ tăng theo thời gian và có hậu quả tai hại Những thứ này có thể baogồm:

 Mực nước biển dâng cao - Vùng đồng bằng duyên hải sẽ thấp hơn mựcnước biển nên không thể ở được với mực nước biển dâng cao, điều này làkết quả của sự tan chảy của băng ở hai cực Trái Đất

 Tác động đến nông nghiệp - Nóng lên toàn cầu có thể có những ảnh hưởnglớn đến năng suất nông nghiệp.

 Giảm tầng ozone - Sự nóng lên sẽ làm tăng độ che phủ mây vào mùa đông

 Thời tiết khắc nghiệt tăng - khí hậu nóng lên có thể thay đổi hệ thống thờitiết của trái đất, có nghĩa là sẽ có nhiều hạn hán và lũ lụt hơn và nhiều cơnbão thường xuyên và mạnh hơn

 Sự lây lan của bệnh - Bệnh có thể lây lan sang các khu vực trước đây quálạnh để chúng có thể tồn tại

 Thay đổi hệ sinh thái - Cũng giống như các bệnh, phạm vi của thực vật vàđộng vật sẽ thay đổi, dẫn đến sự di cư của những loại động vật đến nhữngkhu vực có khí hậu thích hợp hơn

Như vậy, tác động của lượng khí thải CO2 có thể rất lớn và gây ra nhữngvấn đề lớn Thậm chí giảm bớt một lượng nhỏ khí thải nhà kính cũng có thể giúpgiảm bớt các vấn đề mà các thế hệ tương lai sẽ phải đối mặt

1 Tại sao phải cô lập và thu giữ CO2? Mục đích để làm gì?

1.1.Lý do:

Vì CO2 đã được công nhận là khí nhà kính (GHG), do đó có khả năng gâyhại cho môi trường Ủy ban liên Chính phủ về Thay đổi Khí hậu (IPCC) đã côngnhận rằng việc phát thải liên tục lượng khí CO2 ở mức gia tăng có thể ảnh hưởngđến khí hậu Trong khi tác động trực tiếp của CO2 lên môi trường vẫn còn chưa rõràng, toàn cầu và quốc gia giới hạn về việc phát thải nó bao gồm Nghị định thưKyoto kêu gọi giảm phát thải khí nhà kính (GHG) Liên minh châu Âu sử dụngphương thức tiếp cận thương mại để giảm CO2 Việc giảm lượng khí nhà kính rấtquan trọng bởi vì những tác động của biến đổi khí hậu được dự đoán là ảnh hưởng

tới bất cứ đâu từ 1-12% GDP của nhiều nước do sự thay đổi khí hậu, lũ lụt, hạnhán và mực nước biển dâng cao Khí thải carbon dioxide chiếm 77% lượng phátthải khí nhà kính do con người tạo ra trong năm 2004 Hơn 98% khí thải CO2 phátsinh từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch bao gồm than đá, khí đốt tự nhiên vàdầu mỏ Cụ thể hơn là sự đốt cháy than chiếm tới 33%.

Thu hồi carbon liên quan đến việc lưu trữ carbon dioxide dài hạn hoặc cácdạng carbon khác để giảm nhẹ hoặc trì hoãn sự nóng lên toàn cầu và tránh thayđổi khí hậu nguy hiểm vì CO2 trong bầu khí quyển hoạt động như tấm chăn ấmlàm cho nhiệt độ Trái Đất tăng do bức xạ bị giữ lại nhiều hơn là phản xạ lại khônggian  Trái đất nóng lên, băng tan gây lũ lụt, hạn hán, Nên nó đã được đề xuấtnhư là một cách để làm chậm sự tích tụ khí quyển trong khí quyển và biển, đượcthải ra bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch

Trong tự nhiên thì CO2 được cô lập và thu giữ qua các quá trình sinh học,hóa học và thể chất Vì vậy, các quá trình nhân tạo đã được đưa ra để tạo ra cáchiệu ứng tương tự, bao gồm cả việc thu hồi và bắt giữ nhân tạo quy mô lớn vàviệc cô lập các CO2 công nghiệp sản xuất sử dụng các tầng chứa nước ngầm dướilòng đất, hồ chứa, nước đại dương, các cánh đồng dầu già hoặc các bồn chứacarbon dioxide

1.2.Mục đích của cô lập và thu giữ CO2:

Khí thải CO2 từ việc đốt nhiên liệu hoá thạch đã được nghiên cứu từ thời

kỳ công nghiệp Với hơn 85% năng lượng của thế giới đến từ nhiên liệu hóa thạch,

nó sẽ vẫn là nguồn năng lượng quan trọng trong tương lai Nhưng do nhu cầu vềnhiên liệu hoá thạch ngày càng tăng nên lượng CO2 thải ra mỗi năm đều tăng đáng

kể Điều này đã dẫn đến mối quan ngại về tác động của lượng khí thải CO2 đối với

sự thay đổi khí hậu toàn cầu Nên cô lập và thu giữ CO2 là một lựa chọn đangđược quan tâm để ổn định và giảm nồng độ CO2.

Năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch là một phần quan trọng đối với nền kinh

tế của các nước trên thế giới nên năng lượng sản xuất từ các nhà máy điện đốt

nhiên liệu hóa thạch là rất lớn,vì vậy việc loại bỏ sử dụng nó một cách nhanhchóng là không khả thi Các nhà máy năng lượng hóa thạch có thể giảm đượclượng khí thải CO2 đốt thải ra môi trường sạch hơn bằng cách sử dụng các phươngpháp khác nhau của việc cô lập và thu giữ CO2 để giữ mức phát thải CO 2 thấpnhất Do đó giảm sự tác động đến quá trình biến đổi khí hậu  giảm thiên tai xảy

ra  giảm lượng chất thải thải ra môi trường do các thiên tai tạo nên (VD: núi lửa

 khí SO2, ) Giảm lượng khí thải nhà kính phát ra môi trường Thúc đẩy sửdụng nguồn năng lượng tái tạo

2 Nguyên tắc chung trong việc thu giữ và cô lập CO 2 :

CCS bao gồm ba phần:

2.1. Thu giữ carbon dioxide:

Công nghệ bắt giữ cho phép tách carbon dioxide từ khí thải trong sản xuấtđiện và các quá trình công nghiệp theo một trong ba phương pháp:

- Chụp pre-đốt

- Chụp hậu đốt

- Oxyfuel đốt

2.2. Vận chuyển CO 2 :

Carbon dioxide sau đó được vận chuyển bằng đường ống hoặc tàu để lưu trữ

an toàn Hàng triệu tấn CO2 đã được vận chuyển hàng năm cho các mục đíchthương mại bằng tàu và đường ống Mỹ có bốn thập kỷ kinh nghiệm trong việcvận chuyển CO2 bằng đường ống dẫn dầu cho các dự án phục hồi dầu

2.3. Lưu trữ khí carbon dioxide:

Carbon dioxide được lưu trữ một cách an toàn, trong các mỏ dầu và khí đốtcạn kiệt hoặc các tầng nước ngầm ngập nước thường nằm cách bề mặt Trái đất vàikilomet.

3 Phương pháp và vật liệu sử dụng trong quá trình thu giữ và cô lập CO 23.1 Ph ươ ng pháp thu CO 2 t ngu n: ừ ồ

Việc thu giữ CO2 có thể có hiệu quả nhất là tại các nguồn phát sinh, chẳnghạn như các nhà máy năng lượng lớn sử dụng nhiên liệu hóa thạch hay sinh khối,các ngành công nghiệp có lượng khí thải CO2 lớn, các nhà máy xử lý khí đốt tựnhiên, tổng hợp nhiên liệu và các nhà máy sản xuất khí hydro sử dụng nhiên liệuhóa thạch Việc chiết xuất (phục hồi) từ không khí là có thể được, nhưng khôngthực tế Nồng độ CO2 giảm nhanh chóng khi di chuyển khỏi điểm nguồn Nồng độthấp hơn làm tăng khối lượng không khí cần phải được xử lý (để chiết xuất mỗitấn carbon dioxide)

Có ba phương pháp thu giữ CO2 khác nhau: trước khi đốt, sau khi đốt và đốtbằng nhiên liệu oxy

3.1.1. Thu giữ trước khi đốt:

Thu giữ CO2 trước khi đốt mang lại một số lợi thế Thứ nhất, CO2 chưa bịpha loãng bởi không khí đốt Thứ hai, dòng khí chứa CO2 thường ở áp suất cao Vìthế, Có thể áp dụng các phương pháp tách hiệu quả hơn

Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong việc sản xuất phân bón, hóachất, khí nhiên liệu (H2, CH4), và điện Trong những trường hợp này, nhiên liệuhóa thạch được oxy hóa một phần, chẳng hạn trong một quy trình khí hóa Khítổng hợp thu được (CO và H2O) được phân tách thành CO2 và H2 CO2 thu được cóthể được thu giữ từ một dòng khí tương đối tinh khiết H2 khi đó được sử dụnglàm nhiên liệu CO2 sẽ được loại bỏ sau khi đốt các nhiên liệu hóa thạch trước khiCO2 bị phát tán ra do áp suất khí quyển Quy trình này được áp dụng cho các nhàmáy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch mới, hoặc cho những nhà máy cũ nơi

các trạm điện có thể được thay thế Thu giữ trước khi phát tán, chẳng hạn từ khínén, là tiêu chuẩn trong phần lớn quy trình thu giữ CO2 công nghiệp, với quy môtương tự như được yêu cầu cho các nhà máy điện tiện ích.

Hình II.1 Carbon sequestration_2009-10-07

3.1.2. Thu giữ sau khi đốt:

CO2 được loại bỏ sau khi đốt nhiên liệu hóa thạch, đây là chương trình cóthể áp dụng cho các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch Tại đây, carbondioxide được thu giữ từ các khí thải tại các nhà máy điện hoặc những điểm nguồnlớn khác Công nghệ này đã được hiểu biết rõ và hiện đang được sử dụng trongcác ứng dụng công nghiệp khác, mặc dù không có quy mô đủ để có thể áp dụngcho một nhà máy điện quy mô thương mại

Hình II.2 Quy trình thu giữ CO2 sau khi đốt

3.1.3. Đốt nhiên liệu bằng oxy:

Khi một nhiên liệu hóa thạch (than, dầu và khí tự nhiên) bị đốt cháy trongkhông khí, phần CO2 trong khói khí dao động từ 3-15%, tùy thuộc vào hàm lượngcarbon của nhiên liệu và lượng không khí thừa cần thiết cho quá trình đốt

Hình II.1 Quy trình đốt nhiên liệu bằng oxy

Nhiên liệu được đốt trong oxy thay vì không khí Để hạn chế nhiệt độ cháyphát sinh ở mức thông thường như trong quá trình đốt thông thường, khí thải đượclàm mát được tái tuần hoàn và được bơm vào buồng đốt Khí thải gồm chủ yếu làcarbon dioxide và hơi nước, sau đó hơi nước được ngưng tụ thông qua quá trìnhlàm mát Kết quả là một dòng khí carbon gần như tinh khiết có thể được vậnchuyển đến nơi cô lập và được cất trữ Những quy trình của nhà máy điện dựa trênviệc đốt nhiên liệu bằng oxy đôi khi được gọi là các chu trình "không khí thải", vìCO2 được cất trữ không phải là một phần được lấy từ dòng khí thải (như trong cáctrường hợp thu giữ trước và sau khi đốt) mà chính là bản thân dòng khí thải Mộtphần CO2 nhất định phát sinh trong khi đốt sẽ chắc chắn kết thúc trong nước đượcngưng tụ Để đảm bảo nhãn hiệu "không khí thải" thì nước sẽ phải được xử lýhoặc thải ra một cách thích hợp

Một phương pháp thay thế hiện đang trong quá trình phát triển, là đốt bằngvòng lặp hóa chất (CLC) Vòng lặp hóa chất sử dụng một oxide kim loại làm chấttrung chuyển oxy rắn Oxide kim loại sẽ phản ứng với một nhiên liệu rắn, lỏnghoặc khí trong một buồng đốt tầng sôi, tạo ra các hạt kim loại rắn và một hỗn hợpcủa carbon dioxide và hơi nước Hơi nước được ngưng tụ, để lại carbon dioxidetinh khiết để có thể được cô lập sau đó Các hạt kim loại rắn được tuần hoàn đếnmột tầng sôi khác để phản ứng với không khí, sinh nhiệt và tái sinh ra các hạtoxide kim loại được tái tuần hoàn đến buồng đốt tầng sôi Một biến thể khác củavòng lặp hóa chất là vòng lặp canxi, sử dụng quá trình carbon hóa xen kẽ và sau

đó là nung nóng một chất trung chuyển canxi oxide làm phương tiện để thu giữCO2

3.2 Ph ươ ng pháp tách CO 2 t khói th i c a các nhà máy nhi t đi n ừ ả ủ ệ ệ Quá trình

3.2.1.Tách CO2 bằng phương pháp hấp thụ

Phương pháp này chủ yếu sử dụng dung môi hóa học tái sinh là các baseyếu Bản chất của phương pháp hấp thụ hóa học là phản ứng hóa học giữa dung

môi base và khí CO2 (có tính acid) để tạo thành dung dịch muối tan Trong quátrình tái sinh dung môi, các muối này có thể phân hủy bởi nhiệt Các dung môithường dùng là monoethanolamine (MEA), methyldiethanolamine (MDEA),diethanolamine (DEA) Phản ứng cơ sở của phương pháp này như sau:

Sản phẩm CO2 sau khi ngưng tụ (áp suất khoảng 25psi) được làm khô và néntới áp suất phù hợp để thuận lợi cho quá trình thu gom Độ sạch của CO2 tách từquá trình hấp thụ bằng dung môi amine đạt 99,9% thể tích Chất lượng của CO2sau khi làm sạch đáp ứng tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm

Trên thế giới có nhiều hãng cung cấp bản quyền phương pháp tách CO2 bằngphương pháp hấp thụ Dưới đây là một số bản quyền phương pháp hấp thụ hóa họcthấp áp tách CO2 từ khí thải

3.2.1.1. Fluor Daniel Inc./Econamine FGSM

Công nghệ Econamine FGSM sử dụng dung môi MEA có nồng độ 30% khốilượng, kết hợp với phụ gia ức chế quá trình ăn mòn và ức chế quá trình biến tínhdung môi Với những đặc tính của phụ gia bổ sung vào dung môi hấp thụ, côngnghệ Econamine FGSM cho phép sử dụng vật liệu thép carbon để xây lắp hệ thốngnên giảm được chi phí đầu tư Bên cạnh đó, giảm tiêu hao MEA bị biến tính khi cómặt O2 trong khói lò cũng góp phần giảm chi phí vận hành Tuy nhiên, các phụ gia

ức chế lại có giá thành cao, chi phí các phụ gia chiếm đến 20% tổng chi phí dungmôi bổ sung trong quá trình vận hành Fluor Daniel Inc đã cung cấp bản quyềncông nghệ ứng dụng cho hơn 20 hệ thống tách CO2 trên thế giới, công suất táchcác hệ thống này là 4,8 – 360 tấn CO2/ngày Công nghệ này chỉ ứng dụng cho cáccột tháp hấp thụ có chu vi nhỏ hơn 12,8m

Hình II.4 Các phương pháp tách CO2 từ khói thải của các nhà máy nhiệt điện

3.2.1.2. Mitsubishi Heavy Industries (MHI)

MHI bắt đầu nghiên cứu quá trình xử lý tách loại CO2 trong khói thải từ năm

1990 và đưa vào thử nghiệm vận hành bán công nghiệp năm 2003 MHI chú trọngđến việc nghiên cứu tăng tốc độ dòng khói thải trong tháp hấp thụ, giảm kíchthước lớp đệm và giảm tiêu hao dung môi hấp thụ

MHI đã cung cấp bản quyền công nghệ cho các hệ thống tách CO2 có công suất 800 tấn CO2/ngày và đang hướng đến hệ thống có khả năng tách 3.000 tấn CO2/ngày trong tương lai gần Đến nay, công nghệ bản quyền của MHI đã được ứng dụng cho gần 10 hệ thống tách CO2 trên thế giới, chưa kể một số dự án tiềm năng đang trong giai đoạn đàm phán

Hình II.5 Sơ đồ thiết bị hấp thụ và nhả hấp thụ CO2 sử dụng dung môi hóa học

3.2.2. Tách CO2 bằng phương pháp hấp phụ

Bản chất của phương pháp hấp phụ là các phân tử CO2 được giữ lại trên bềmặt của chất hấp phụ Các chất hấp phụ CO2 thường được sử dụng phổ biến làthan hoạt tính, zeolite, silicagel, nhôm Hệ thống hấp phụ hoạt động theo ba bước:hấp phụ CO2, loại bỏ các loại khí khác và giải hấp để tách CO2 Thiết bị của quátrình này chứa ba lớp vật liệu hấp phụ để tối ưu hóa hiệu suất:

- Khói thải đi vào tháp hấp phụ từ phía dưới, khí đã tách CO2 thoát ra từ đỉnhtháp

- Bơm CO2 vào tháp để loại triệt để khí N2.

- Bơm chân không để giảm áp suất trong hệ thống thiết bị giải hấp CO2.

Hình II.6 Thiết bị hấp phụ CO2

3.2.3.Tách CO2 từ khói thải bằng phương pháp màng lọc

 Màng hấp thụ khí

Màng hấp thụ khí sử dụng dung môi để hấp thụ CO2 CO2 khuếch tán giữacác lỗ màng, sau đó được hấp thụ bởi dung môi Màng đóng vai trò tăng cường vàduy trì tiếp xúc của pha khí và pha lỏng Màng hấp thụ khí được sử dụng khi ápsuất riêng phần của CO2 thấp (vì động lực tách khí nhỏ) Các lỗ xốp của màng chophép khí tiếp xúc với dung môi CO2 được hấp thụ bởi tính chọn lọc của dungmôi Màng không tự tách CO2 từ các khí khác mà chỉ có vai trò khuếch tán khítrong các lỗ xốp nằm chắn giữa pha lỏng và khí Hiệu quả tách CO2 bằng mànghấp thụ khí cao hơn hiệu quả tách CO2 bằng dung môi thông thường nên kíchthước thiết bị giảm Dạng module thường được sử dụng là màng sợi rỗng

 Màng tách khí