1 5 K J E M I 2 2 0 2 3 av blandinger av dimetyletere av polyetylenglykol under høyt trykk. En annen kjent metode er Rectisolprosessen3, der metanol brukes som absorbent. Dette skjer ved lav temperatur (-40 °C) og høyt trykk. De kjemiske absorpsjonsprosessene vil bli dekket i avsnittet om post-forbrenningsanlegg, da dette er den mest brukte teknologien for denne typen håndtering. Et problem med de fysiske metodene er temperatur. Mange løsemidler er avhengige av lav temperatur for å fungere godt. Et interessant alternativ er ioniske væsker4, som er salter som er flytende ved lave temperaturer. Dette er imidlertid fortsatt på utprøvingsstadiet. Kryogen fraksjonering⁵ kan også benyttes. Der man i destillasjon vil varme en væskeblanding opp og separere stoffer ut fra deres ulike kokepunkt kan man selvsagt også gå motsatt vei og avkjøle gassblandinger og dermed få kondensert ut stoffer ved ulik temperatur. Dette er svært kostbart, for det er energikrevende å avkjøle en gassblanding tilstrekkelig til å kondensere. I tillegg krever det svært høye CO₂-konsentrasjoner – gjerne opp mot 90 %. Man trenger gjerne også å fjerne enkelte komponenter (vann, NOx, SO) før avkjølingen. Det gjøres også et stort arbeid på å utvikle membraner som kan brukes til å separere CO₂ ut fra en gasstrøm. Disse membranene må ha høy CO₂-permeabilitet og være selektive med hensyn på CO₂. De må også fungere ved høye temperaturer og trykk. Se Khalipour⁶ for en oversiktsartikkel om membranbasert karbonfangst. Uansett hvilken separasjonsteknikk man har valgt, sitter man igjen med hydrogengass som er en utmerket energikilde, og som ikke produserer CO₂ ved forbrenning. Fjerning av CO₂ etter forbrenning Dette er den vanligste metoden for karbonfangst i dag. Dette skyldes nok at det er enklere å tilpasse denne metoden (retrofitting) til eksisterende anlegg, slik at kostnadsnivået holdes nede. Det er likevel snakk om betydelige utgifter, både til installasjon og drift. Det lavere partialtrykket av CO₂ i råstoffet ved denne metoden, samt forekomsten av andre gasser (vann, SO2, NOx) i røyk- gassen vanskeliggjør separasjonen, og energikostnadene er betydelige. Vi har derfor sett i den senere tid her i Norge at støtte fra nasjonale myndigheter eller overnasjonale organisasjoner som EU derfor ofte er nødvendig for å et slikt anlegg operativt. Råstoffet for denne prosessen er altså en røyk- gass fra et anlegg. CO₂-innholdet i røykgassen vil variere med kilden. Ved testanlegget på Mongstad har man historisk sett hatt to kilder til røykgass: Fra raffineriet har typisk CO₂-innholdet i røykgassen vært rundt 15 %, mens røykgass fra kraftvarmeverket har gjerne hatt et innhold på under 4 % CO₂. Denne konsentrasjonen, samt hvilke andre gasser som er til stede i røykgassen, betyr noe for selve renseprosessen. Selv om man kan benytte seg av faste sorbenter, kryogen fraksjonering og membraner også for post-forbrenningsanlegg, er den vanligste metoden å la CO₂ reagere i en reversibel reaksjon med et egnet løsemiddel. CO₂ er et surt oksid, og det reagerer derfor med baser. Nå er det et stort utvalg av baser å ta av, så hvilke egenskaper hos basen er ønskelige? Det er selvsagt viktig at basen har en god kapasitet til å ta opp CO₂. Kinetikken i prosessen er viktig – det er ønskelig at CO₂ raskt absorberes av løsemiddelet. På et tidspunkt må absorpsjonen reverseres, og CO₂ slippes fri igjen slik at løsemiddelet kan brukes om igjen. Dette bør også skje så raskt som mulig. Løsemiddelet må ha lav viskositet, da dette skal pumpes rundt i rør. Ingenting varer evig, men det er viktig at degraderingshastigheten til basen er så lav som mulig. Det er heller ikke bra med veldig flyktige forbindelser. Da risikerer man utslipp av skadelige stoffer til omgivelsene. Dette er energimessig krevende operasjoner, og reaksjonsentalpien til prosessene er derfor viktig. Ammoniakk er benyttet i en del tilfeller som løsemiddel. Dette kan gjøres ved romtemperatur (opp til cirka 40 °C), eller i en avkjølt variant – det som på fint heter chilled ammonia process⁷. Den sistnevnte prosessen ble patentert i 2006. Testanlegget på Mongstad har et tårn til bruk for ammoniakkbasert rensing. Det er mest vanlig å benytte seg av aminer til renseprosessen. Tradisjonelt har man benyttet seg av det primære aminet monoetanolamin (MEA) (fig. 1), og man vil kunne oppnå opp mot 99 % fangst av CO₂ ved bruk av denne solventen med en konsentrasjon på 30 %. Helt uproblematisk er Figur 1. Monoetanolamin, MEA. Figur 2. 2-amino-2-metylpropan-1-ol, AMP.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ3Mzgy