تحلیل، بررسی و طراحی واحد جذب دی اکسیدکربن از دودکش نیروگاه ها به روش پس از احتراق با استفاده از حلال شیمیایی مونواتانول آمین

استفاده از سوخت های فسیلی باعث انتشار میزان زیادی از گازهای گلخانه ای در جو می¬شود که عمدتاً از دی اکسیدکربن تشکیل شده است. به دلیل اثرات مخرب زیست محیطی این گازها، آیین نامه ها و قوانین بین المللی برای کنترل آن وضع شده است که مهم ترین آن ها پیمان کیوتو است و کشورهای امضاکننده ی آن را ملزم به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می کند. از طرف دیگر، گاز دی اکسیدکربن ماده ای ارزشمند است که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز برای تزریق در چاه های استخراج نفت و گاز جهت افزایش استحصال، دارد. در حال حاضر مهم ترین منبع تولید دی اکسیدکربن صنعت برق است که سهم آن از کل انتشار گاز دی اکسیدکربن حدود 26 تا 30 درصد است. در ایران نیز بیش از 90 درصد برق تولیدی از نیروگاه های سوخت فسیلی است. فن آوری جذب و ذخیره سازی دی اکسیدکربن از جمله راهکارهای ارائه شده توسط هیئت بین الدول تغییر آب و هوا برای کاهش انتشار دی اکسیدکربن در جو است. روش جذب دی اکسیدکربن پس از احتراق شامل تمام فعالیت های انجام شده روی دود خروجی برای حذف دی اکسیدکربن و تبدیل آن به مایع و ذخیره ی آن می شود. این روش می تواند به سادگی با تمام انواع نیروگاه های موجود ترکیب شود. این روش مناسب ترین روش برای جداسازی دی اکسیدکربن با غلظت کم (3 تا 8 درصد مولی) است که این غلظت بیشتر در نیروگاه های حرارتی وجود دارد. پرکاربردترین روش برای جذب دی اکسیدکربن به روش پس از احتراق استفاده از حلال های شیمیایی است. در این روش از یک محلول آبی از آمین ها (اغلب مونواتانول آمین) به عنوان حلال استفاده می شود. این فرآیند شامل جذب دی اکسیدکربن توسط حلال شیمیایی در دمای پایین و بازیابی دی اکسیدکربن از حلال با استفاده از حرارت در دمای بالا که می تواند از نیروگاه گرفته شود، است. مشکل این روش میزان زیاد انرژی مورد نیاز برای بازیابی حلال است. با توجه به اهمیت صنعتی و تحقیقاتی این واحد برای نیروگاه های کشور، در این پروژه موضوع طراحی واحد جذب دی اکسیدکربن بر روی نیروگاه های کشور مورد بررسی قرار گرفت. در این پروژه، نیروگاه شهید منتظرقائم کرج به عنوان نمونه انتخاب شد و مؤثرترین عوامل در فرآیند طراحی، شناسایی ¬شدند و تحلیل حساسیت و تأثیر آن ها بر روی عملکرد کلی واحد با مدل سازی در نرم افزار اسپن پلاس بررسی ¬شد. واحد جذب دی اکسیدکربن برای سه حالت 85، 90 و 99 درصد جذب طراحی شد و مصرف انرژی برای این سه حالت به ترتیب برابر 106/40، 112/41 و 127/47 مگاوات است و مقدار دی اکسیدکربن تولیدی از این حالت ها به ترتیب 18/096، 19/082 و 21/016 کیلوگرم بر ثانیه و لذا انرژی مخصوص آن به ترتیب برابر 5/879، 5/891 و 6/065 مگاژول بر کیلوگرم دی اکسیدکربن دفع شده از حلال است. افت راندمان واحد کلی سیکل گازی همراه با واحد به دام اندازی دی اکسیدکربن برای این سه حالت نسبت به حالت مرجع به ترتیب برابر 7/3، 7/61 و 8/37 درصد خواهد بود. در این واحد بازیابی حلال تا بیش از 99 درصد انجام شد. به دلیل هزینه های اجتماعی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای و در آمد ناشی از کاربرد دی اکسیدکربن تولیدی در صنایع دیگر از جمله نفت و گاز برای تزریق در چاه های استخراج نفت و گاز برای افزایش استحصال، این طرح می تواند توجیه پذیری اقتصادی داشته باشد. کلمات کلیدی: فن آوری جذب و ذخیره سازی دی اکسیدکربن، جذب پس از احتراق، مونواتانول آمین، اسپن پلاس