SPALANIE TŁOKOWE: KIEDY SPALANIE Z UŻYCIEM TLENU OTWIERA DROGĘ DO WYKORZYSTANIA CO2

Nowy sposób na spalanie kalorii 
W elektrowniach lub cementowniach paliwa spala się zazwyczaj w obecności powietrza. Jednak powietrze składa się głównie z azotu (prawie 80 %!). W rezultacie spaliny zawierają niewiele CO₂ (zaledwie 10–15 %).

Azot jest wykorzystywany jako nośnik ciepła, więc jego obecność nie jest bezcelowa. Spalanie w obecności N₂ powoduje powstawanie tlenków azotu, które są przyczyną zanieczyszczeń kwasowych. 

Spalanie tlenowe zmienia ten schemat: zamiast powietrza wykorzystuje się niemal czysty tlen (95–99 %), wytwarzany w instalacji do rozdzielania powietrza. Aby zapobiec nadmiernemu wzrostowi temperatury płomienia, część spalin, już bogatych w CO₂ i parę wodną, jest ponownie wprowadzana do procesu.

Jak podsumowuje Lockwood oraz jego współpracownicy w ACS Omega (2023), zasada ta “pozwala uzyskać strumień gazu, który jest znacznie łatwiejszy w obróbce, zawierający głównie CO₂ i parę wodną”, a przede wszystkim pozbawiony NOx.

Zalety spalania tlenowego 

1. Strumień spalin niemal bez azotu 
   Po wyeliminowaniu azotu z równania otrzymujemy gazy, w których CO₂ stanowi od 70 do 90 % objętości (po skropleniu wody). 
2. Uproszczone przechwytywanie 
   W przypadku tradycyjnego spalania do oddzielenia rozcieńczonego CO₂ konieczne są skomplikowane procesy. Tutaj, jak mówi Toftegaard i in. w Paliwo (2010), “proces oczyszczania jest znacznie ułatwiony, co zmniejsza koszty energetyczne związane z poborem wody”. 
3. Zgodność z różnymi rodzajami paliw 
   Technologię spalania tlenowego przetestowano w przypadku węgla, gazu ziemnego, biomasy, a nawet w przemyśle cementowym. Według raportu…’IEA Bioenergy (2022), jest ona szczególnie obiecująca w sektorach, w których trudno jest ograniczyć emisję dwutlenku węgla, takich jak przemysł cementowy czy hutniczy. 

Krok w kierunku wykorzystania CO₂   

Jeśli technologia spalania tlenowego budzi tak duże zainteresowanie, to nie tylko ze względu na wychwytywanie CO₂, ale także ze względu na ponownie wykorzystać. 

Skoncentrowany i stosunkowo czysty strumień CO₂ otwiera wiele możliwości w zakresie waloryzacja : produkcja metanolu, wytwarzanie paliw syntetycznych, karbonatyzacja minerałów, a nawet zasilanie upraw mikroalg. Jak podkreślają Artz i in. w Przegląd chemiczny (2018), “CO₂ to nie tylko gaz, który należy usuwać, ale także surowiec chemiczny, z którego należy nauczyć się czerpać korzyści”. 

Innymi słowy, spalanie tlenowe nie tylko ułatwia wychwytywanie, ale może stać się punkt wyjścia do gospodarki o obiegu zamkniętym w zakresie węgla, gdzie CO₂ wyemitowane wczoraj staje się surowcem jutra. 

W tym kontekście, Platforma W przyczyniła się do rozwoju technologii spalania tlenowego, proponując innowacyjne rozwiązanie, które przyspiesza jej wdrożenie w przemyśle. 

Dowiedz się więcej