(Pitt professor models a system that can capture carbon dioxide from coal plants using capsules filled with baking soda and water)
2018/12/12 ｱﾒﾘｶ合衆国ピッツバーグ大学
・ ピッツバーグ大学とローレンスリバモア国立研究所(LLNL)が、石炭火力発電からの CO2 をより安全で効率的に捕獲する、安価な材料を使用したマイクロカプセル技術を開発。
・ 環境への負担も懸念される従来の高価な化学物質のアミンによる CO2 分離回収方法等とは異なり、同技術では水に溶かした重曹を充填したマイクロカプセルで CO2 を捕獲する。
・ 同技術による CO2 回収反応器設計では、このようなマクロカプセルを詰め込んだコンテナに発電所からの排気ガスを通過させて CO2 を捕獲する。高温度を必要とする従来の反応器では発電所の運転コストが増加するが、小規模な構造の新技術設計では消費電力がより少なくコストが低減する。
・ 同マイクロカプセルの微小なサイズが付与する重曹溶液の高表面積により、CO2 吸収速度の緩慢な溶液を使用した、より迅速な CO2 吸収が可能となる。
・ 同技術は反応の遅い溶液を効率化するため、ポストコンバッションでの CO2 捕獲に期待できる。低コストの溶液を小規模なシステム構造とより低い運転コストと組合せることで、環境への影響を回避しながら石炭・天然ガス発電所の利益の長期的な維持の支援が可能と考える。
URL: https://www.engineering.pitt.edu/News/2018/Hornbostel-CO2-microcapsules/
(関連情報)
Applied Energy 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Packed and fluidized bed absorber modeling for carbon capture with micro-encapsulated sodium carbonate solution
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261918317355?via%3Dihub
＜NEDO海外技術情報より＞
Abstract
Micro-Encapsulated CO2 Sorbents (MECS) are a promising technology for post-combustion carbon capture because they enable slow-reacting solvents like carbonate solution to compete with traditional amine solvents. Before scaling up MECS for pilot testing, modeling is needed to design a MECS absorber and quantify its size and energy penalty. To that end, a multi-scale model for MECS- that ranges from a single capsule to a 500 MWe power plant absorber- is developed and presented here. First, the individual capsule model is developed and fitted to experimental CO2 absorption data collected on a 0.1 g sample of capsules filled with sodium carbonate solution. This capsule model is then validated against data collected on a 25 g batch of capsules exposed to flue gas conditions in a fluidized column. This model is then scaled up to represent two absorber designs: a multi-stage, counter-flow fluidized bed and a hollow, cylindrical packed bed with radial gas flow. These two absorber bed models are first optimized for a 1 MWe pilot-scale absorber, and then optimized for a 500 MWe coal plant. This model predicts absorbers of similar dimensions and smaller energy penalties than previously modeled absorbers filled with amine solvent capsules. Furthermore, it is demonstrated here that a few reasonable improvements to capsule design would result in absorber sizes and energy penalties lower than those of a benchmark amine solvent tower. These results demonstrate that micro-encapsulated carbonate solution can compete with faster-acting amine solvents for post-combustion carbon capture.
