Επιτεύγματα NANOCAP

ΜΕΛΕΤΕΣ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗΣ

• Αναπτύχθηκε μοντέλο βασιζόμενο σε δεδομένα θερμοδυναμικής ισορροπίας για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και την αξιολόγηση διεργασίας δέσμευσης CO₂ με διφασικούς διαλύτες.
• Το προτεινόμενο νέο μίγμα διαλυτών της Ν-κυκλοεξυλ-1, 3-προπανοδιαμίνης (S₁N) και της Ν, Ν-διμεθυλο-κυκλοεξυλαμίνης (DMCA) επιτυγχάνει βέλτιστο λόγο δέσμευσης CO₂ προς αμίνη ίσο με 1.35 (στην ίδια μονάδα η τιμή του λόγου στην ΜΕΑ είναι 0.51)
• Οι διφασικοί διαλύτες συνολικά πετυχαίνουν μείωση 42% στη περίπτωση της CaO και 45% στην περίπτωση των ΕΛΛΕ, μειώνοντας έτσι δραστικά το λειτουργικό κόστος της διεργασίας.
• Αναπτύχθηκε και επικυρώθηκε μοντέλο παραγωγής PCC (νανοσωματιδίων ανθρακικού ασβεστίου) και BMC (νανοσωματιδιων υδρομαγνησίτη) σε ΠΚΛ που συνδέει την κατανομή μεγέθους σωματιδίων PSD που επιτυγχάνεται υπό διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας στην ΠΚΛ, με βασικούς δείκτες απόδοσης διεργασιών, όπως η ταχύτητα του ρότορα και η κατανάλωση ενέργειας.
• Το βέλτιστο εύρος λειτουργίας της ΠΚΛ, βρέθηκε στις 1000-3000 rpm, όπου η ενεργειακή κατανάλωση είναι 0.01-0.1 MW/kg, η δέσμευση CO₂ που επιτυγχάνεται είναι 77.7- 94.6 % και το μέγεθος των σωματιδίων κυμαίνεται μεταξύ 8.9-10.2 nm

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ

• Αξιολόγηση διαλύτη αλλαγής φάσης S1N/DMCA 3:1 σε πιλοτική μονάδα απορρόφησης – εκρόφησης διοξειδίου του άνθρακα και σύγκριση με διαλύτη αναφοράς
• Δοκιμές σε 3 Μ (mol ολικης αμίνης/L) S1N/DMCA 3:1 έδειξαν ενέργεια αναγέννησης για τον διφασικό διαλύτη στην περιοχή 2.29 – 2.50 GJ/tn CO2 ανάλογα με το λόγο Υ/Α, που είναι η χαμηλότερη μεταξύ άλλων διαλυτών αλλαγής φάσης που αναφέρονται στη βιβλιογραφία
• Η εξοικονόμηση προκύπτει από την σημαντικά μειωμένη εισροή διαλύτη στη στήλη αναγέννησης (70% του συνόλου), λόγω του διαχωρισμού φάσεων και του σχηματισμού ενός πολύ πλούσιας σε CO2 ρεύματος
• Νανοσωματίδια PCC και ΒΜC, συντέθηκαν επιτυχώς από αρχικά αιωρήματα υδρασβέστου και μαγνησίας, σε ατμοσφαιρική πίεση με δοκιμή διάφορων αρχικών συγκεντρώσεων αιωρήματος, θερμοκρασιών, ταχυτήτων περιστροφής, παροχών αιωρήματος και αερίου
• Συντέθηκαν νανοσωματίδια καλσίτη καθαρότητας 93.2-96.6% με μεγέθος κρυσταλλίτη 36.8-47.3 nm και πρωτογενή σωματίδια ελάχιστης διάστασης 90 nm
• Συντέθηκαν νανοσωματίδια BMC σε ένα στάδιο γεγονός, επιβεβαιώνοντας την εργαστηριακή δοκιμή σε συμβατικό εξοπλισμό, με μέγιστη διάσταση κρυσταλλίτη ίση με 21.5 nm, δομημένα σε πρωτογενή φυλλόμορφα σωματίδια πάχους 26-96 nm και οργανωμένα σε δευτερογενή σφαιρικά συσσωματώματα 10.9-22.5 μm. Αυτό αποτελεί πρωτότυπο αποτέλεσμα, οφειλόμενο στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά της α’ ύλης
• Και στις δύο περιπτώσεις τα σωματίδια συντέθηκαν με ταυτόχρονα υψηλό ποσοστό δέσμευσης CO₂, > 90 %, και χαρακτηριστικά σύντομους χρόνους επεξεργασίας της α’ ύλης

ΤΕΧΝΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ

• Τεχνο-οικονομική μελέτη για τη μονάδα δέσμευσης CO₂ έδειξε κόστος ανά τόνο δεσμευμένου CO₂ είναι περίπου 43 € /ton δεσμευμένου CO₂ χρησιμοποιώντας την ΜΕΑ (συμβατικός διαλύτης) και μέχρι και κάτω από 30 € /ton δεσμευμένου CO₂ με τη χρήση των διφασικών διαλυτών και για τις δύο βιομηχανίες
• Τεχνο-οικονομική μελέτη για τη μονάδα αξιοποίησης CO₂ και παραγωγής νανοσωματιδίων PCC και BMC έδειξε κόστος παραγωγής 1000-2000 €/t για το PCC και 200-300 €/t για το BMC, ανάλογα με τη δυναμικότητα, την αρχική συγκέντρωση αντιδρώντων και την απόδοση του φίλτρου, επαληθεύοντας τις επικρατούσες τιμές στην αγοράς με δυνατότητα περεταίρω μείωσης, με εφαρμογή διάταξης δύο ΠΚΛ σε σειρά ή με αύξηση της συγκέντρωση του αρχικού διαλύματος

ΣΧΕΔΙΟ ΕΜΠΟΡΙΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Από τις παραπάνω μελέτες προκύπτει ότι οι τεχνολογίες που μελετήθηκαν έχουν πλέον ωριμότητα που επιτρέπει την κλιμάκωσή τους, ώστε να φτάσουν στην τεχνολογική ετοιμότητα που επιτρέπει την εμπορική τους αξιοποίηση, με σχετικά μικρό κόστος ιδιαίτερα για την ΠΚΛ