Российские исследователи предложили новую мембранную систему для снижения выбросов углекислого газа на электростанциях. Технология эффективна, компактна и экономически выгодна.
Команда учёных из Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского и Московского государственного университета разработала новую схему улавливания CO₂ после сжигания топлива на ТЭЦ и ТЭК. Такой подход особенно важен для действующих электростанций, где невозможно полностью перестраивать оборудование.
Сегодня основным промышленным методом остаётся химическая абсорбция аминными растворами. Технология надёжна, но требует больших затрат энергии на регенерацию раствора, сталкивается с проблемами коррозии и образованием отходов. Мембранные методы, при которых газы проходят через полупроницаемую мембрану, считаются более экологичными и компактными. Однако при низкой концентрации CO₂ и близком к атмосферному давлении обычные мембранные установки часто оказываются экономически невыгодными.
Новое решение российских учёных основано на принципе непрерывной мембранной колонки. Мембраны работают как единый блок, а два газовых потока циркулируют внутри установки. Один поток постепенно очищается от CO₂, второй накапливает его шаг за шагом. Такой принцип позволяет повысить эффективность разделения без резкого повышения давления или создания вакуума.
Учёные проверили систему с помощью компьютерного моделирования Aspen Plus. В расчетах использовались реальные параметры дымовых газов 600 МВт ТЭЦ. Целью было уловить не менее 90% CO₂, получить продукт, очищенный на 95%, и снизить концентрацию углекислого газа в выбросах до 2% и ниже.
Результаты показали, что оба варианта новой колонки эффективны, но наиболее перспективной стала конфигурация с объединением всех газовых потоков перед охлаждением и сжижением CO₂. Такая схема позволяет уменьшить размер установки, сократить затраты на оборудование и поддерживать конкурентный уровень энергопотребления. Площадь мембран при этом составляет около 2,8 миллионов квадратных метров — почти на треть меньше, чем у аналогов.
Экономическая оценка показала: стоимость улавливания одной тонны CO₂ в новой системе составляет примерно 34 доллара, что значительно ниже классических двухступенчатых вакуумных установок и современных мембранных решений. Расходы распределяются сбалансировано между оборудованием и эксплуатационными затратами.
Новая мембранная колонна российских учёных делает улавливание углекислого газа на ТЭЦ более эффективным, экономичным и экологичным. Технология открывает путь к снижению выбросов CO₂ без дорогостоящей реконструкции электростанций.
Источник: Global Energy
Изображение: Global Energy
