Zachycený oxid uhličitý se převede na kyselinu šťavelovou.
Oxid uhličitý byl až dosud vypouštěn do oceánů nebo pohřben v podzemí. Průmysl se zdráhal používat v zařízeních pračky oxidu uhličitého kvůli jejich ceně a stopě.
Co kdybychom dokázali nejen zachytit oxid uhličitý, ale přeměnit ho na něco užitečného? S. Komar Kawatra a jeho studenti tuto výzvu překonali a dosahují určitého úspěchu.
Tým pod vedením Kawatry, profesora chemického inženýrství na Michiganské technické univerzitě, doktorandů, Srirama Valluriho a Victora Clarembouxe a univerzitního studenta Sama Roota, vytvořil pračku oxidu uhličitého. Pracují na přeměně zachyceného oxidu uhličitého na kyselinu šťavelovou, což je přírodní chemikálie v mnoha potravinách.
Root a Valluri byli vyzváni, aby představili svůj výzkum na výročním zasedání asociace pro těžbu, metalurgii a průzkum v únoru v Denveru.
Kyselina šťavelová se v průmyslu používá k vyluhování prvků vzácných zemin z minerálních těl. Vzácné zeminy se používají v elektronice, jako jsou mobilní telefony. Vzácné zeminy se v současné době ve Spojených státech nevyrábějí; Čína produkuje 90 procent a více vzácných zemin na světě. Lokální produkcí kyseliny šťavelové je možné se ziskem těžit vzácné zeminy v USA, řekl Kawatra, což je důležité pro národní bezpečnost.
Jak funguje čistič oxidu uhličitého?
Skupina instalovala pračky oxidu uhličitého v parní elektrárně Michigan Tech, kde testují skutečné spaliny v pilotním měřítku.
Parní elektrárna produkuje spaliny obsahující osm procent oxidu uhličitého. Chemičtí inženýři snížili čistší emise na 4 procenta a usilují o snížení na méně než dvě procenta.
“Jsme šťastní méně než dvě procenta,” řekla Kawatra. „Pod jedno procento budeme velmi šťastní.“
To je skutečná možnost. “V laboratoři jsme to snížili na nula procent,” řekl Valluri.
V parním zařízení vstupují do proudu spalin z hlavního výfukového potrubí kotle. Spalovací plyn opouští hořák při teplotě 300–350 stupňů Fahrenheita. Vzorek je komprimován přes filtr, který odstraňuje pevné částice, a poté prochází chladicí jednotkou před vstupem do promývací kolony.
Soda zachycuje oxid uhličitý
Roztok uhličitanu sodného se čerpá na 11 stop vysokou čisticí kolonu. Kolonou probublávají spaliny. Jak se pohybuje nahoru, uhličitan sodný nebo soda odstraňuje většinu oxidu uhličitého z plynu. Kawatra a její studenti neustále sledují množství oxidu uhličitého.
“Největší výzvou je kolísavý podíl plynu ve spalinách,” řekl Valluri. “Potřebujete kaskádový řídicí systém, který měří oxid uhličitý a podle toho zpracovává množství promývacího roztoku,” řekl člen týmu Root.
“Naší další výzvou je, do jaké míry můžeme změnit velikost pračky a na co můžeme použít oxid uhličitý,” říká Valluri. To souvisí s dalším výzkumným projektem společnosti Valluri a Claremboux, který přeměňuje oxid uhličitý na užitečné produkty. Byli schopni produkovat kyselinu šťavelovou z oxidu uhličitého v laboratorním měřítku.
Tech Alumnus podporuje výzkum
John Simmons, absolvent Michigan Tech na Akademii chemického inženýrství na Tech a prezident společnosti Carbontec Energy v Bismarcku v Severní Dakotě, podporuje výzkum Kawatry. Úspory plynoucí z tohoto typu pračky oxidu uhličitého jsou podle něj obrovské.
Běžná metoda odstraňování oxidu uhličitého z emisí využívá aminy, což jsou chemické látky na bázi dusíku, které se vážou na oxid uhličitý. Simmons uvedl, že aminy stojí 20 000 $ za tunu. Uhličitany, stejně jako kalcinovaná soda použitá týmem Kawatra, stojí 200 $ za tunu.
Simmons je nadšený z potenciálu vytvořit komerční produkt ze zachyceného oxidu uhličitého. “Nemyslím si, že je dobrý nápad nechat ho na zemi chybět,” říká. „Musíme najít způsob, jak to komerčně využít.“
Tato technologie, komerčně označovaná jako „proces zachycování / používání oxidu uhličitého VI“, byla patentována vynálezci S. Komarem Kawatrou, Timem Eisele a Johnem Simmonsem (patent č. US 7 919 064 B2) a převedena na společnost Michigan Tech. Carbontec Energy Corporation, sponzor této technologie, je jediným držitelem licence na celém světě a plánuje komercializaci této technologie prostřednictvím společných podniků a sublicencí.
“Bylo důležité otestovat proces za skutečných emisních podmínek,” vysvětluje Simmons, potěšen, že Kawatra a jeho studenti prováděli pilotní práce na úpravnách v parní elektrárně na zemní plyn společnosti Michigan Tech.
