Search the digital library catalog

Abstract: Ogljikov dioksid (CO2) je glavni toplogredni plin, ki prispeva h globalnemu segrevanju. Pretvorba emisij CO2 v tekoča goriva, kot je metanol, je obetavna tehnologija za zmanjšanje emisij ogljika in proizvodnjo uporabnih goriv. Metanol je vsestransko gorivo, ki se lahko uporablja v motorjih z notranjim zgorevanjem, gorivnih celicah in kot surovina za proizvodnjo različnih kemikalij. Vendar pa se večina metanola trenutno proizvaja iz fosilnih goriv, kar ni trajnostno. Sinteza metanola iz CO2 prek fotokatalitskih, elektrokemičnih in kemičnih metod ponuja potencialno rešitev za trajnostno proizvodnjo metanola in zmanjšanje emisij CO2. Cilj magistrskega dela je bil v programu Aspen Plus izvesti simulacijo procesa proizvodnje metanola iz ogljikovega dioksida in vode kot vira vodika. Za zajem CO2 smo uporabili postopek absorpcije z monoetanolaminom (MEA), ki je široko uporabljana tehnologija za zajemanje CO2 iz industrijskih dimnih plinov. Nato smo vodik, potreben za sintezo metanola, pridobivali z alkalno elektrolizo vode, ki je ena najstarejših in najbolj razširjenih metod za proizvodnjo vodika iz obnovljivih virov. Zajeti ogljikov dioksid in proizvedeni vodik smo nato na dva načina pretvorili v metanol s postopkom hidrogeniranja CO2, in sicer z direktno in dvostopenjsko sintezo. Pri direktni pretvorbi smo izvedli neposredno hidrogeniranje CO2 v metanol. Pri dvostopenjski pretvorbi pa smo CO2 najprej pretvorili v CO z reakcijo RWGS, nato pa smo mešanico CO in CO2 hidrogenirali v metanol. Poleg simulacije procesa smo izvedli tudi analizo porabe pogonskih sredstev ter njunih stroškov ter občutljivostno analizo glede na temperaturo v reaktorju in vhodni tok vodika. Rezultati kažejo, da ima direktna sinteza večji donos metanola (63,56 t/h) v primerjavi z dvostopenjsko sintezo (62,70 t/h), vendar le za 1,4 %. Direktna sinteza porabi 147,9 MW energije, medtem ko dvostopenjska sinteza porabi 175 MW. Ta razlika znaša 15,5 % oziroma 27,1 MW, kar pomeni letni prihranek v višini 2,2 milijona dolarjev.
Keywords: moč-do-X, Aspen Plus, metanol, zajemanje CO2, proizvodnja metanola, elektroliza vode
Published in DKUM: 05.08.2024; Views: 101; Downloads: 27
Full text (7,74 MB)