Horizon Europe projekt e-CODUCT: Pretvorba toplogrednih plinov v uporabne kemikalije z uporabo elektro-termične katalize
Projekt e-CODUCT je v evropskem merilu eden prvih projektov, ki za pretvorbo toplogrednih in drugih industrijskih izpušnih plinov v uporabne proizvode razvija tehnološki proces z uporabo najsodobnejšega elektro-termičnega reaktorja. Cilj 7mio evrov vrednega projekta, podprtega s sredstvi programa Obzorje Evropa, je razviti inovativno tehnologijo, ki omogoča hkratno redukcijo ogljikovega dioksida (CO₂) in vodikovega sulfida (H₂S) za proizvodnjo uporabnih končnih zelenih proizvodov – goriv in uporabnih kemikalij (zelenega metanola (CH3OH) in elementnega žvepla (S)). V projektu sodelujeta dva slovenska partnerja, Kemijski inštitut in Center Odličnosti Nizkoogljične Tehnologije (CO NOT).
Projekt e-CODUCT razvija in postavlja pilotni obrat v Sloveniji za demonstracijo tehnologije in ekonomske učinkovitosti hkratne pretvorbe najbolj pogostnih industrijskih izpušnih plinov (CO₂ in H₂S) v proizvode z dodano vrednostjo z uporabo obnovljive energije. Premostitvena tehnološka rešitev bo v več sektorjih Evropske industrije spodbudila elektrifikacijo procesov redukcije izpušnih plinov, ter tako prispevala k boljši okoljski in ekonomski učinkovitosti kemičnih tovarn, s čimer bo prispevala k izvajanju zavez evropskega zelenega dogovora. Možnost integracije tehnologije v obstoječe industrijske procese je bila potrjena s celovito tehno-ekonomsko študijo in analizo življenjskega cikla.
Gre za prvi tovrstni elektrificirani postopek za pretvorbo CO2 v platformne molekule z dokazano tehnično-ekonomsko in okoljsko učinkovitostjo.
RAZVOJ NOVEGA ELEKTRO-TERMIČNEGA REAKTORJA Z LEBDEČIM SLOJEM
Konzorcij je pod vodstvom CO NOT in Odseka za katalizo in reakcijsko inženirstvo iz Kemijskega inštituta dokončal zasnovo reaktorja in naredil prototip elektrotermičnega reaktorja z lebdečim slojem (ETFB – electrothermal fluidised bed). Izzive pri gradnji, ki jih povzročajo zelo korozivna atmosfera in visoke delovne temperature (> 1000 °C), so uspešno premostili z izbiro posebnih visokozmogljivih materialov za izdelavo ETFB reaktorja. Trenutno potekajo aktivnosti načrtovanja celotnega integriranega procesa Prva različica procesne sheme P&ID (Process and Instrumentation Diagram) in predhodna varnostna študija HAZOP (Hazard and Operability Study) sta bili narejeni v sodelovanju s konzorcijskimi partnerji. Analizira se masna in energijska bilanca osnovne tehnologije e-CODUCT z modelom črne škatle (tim. black-box diagram model), modeli TEA (Techno-economic Analysis) in LCA (Life-cycle Analysis).
PRETVORBA CO₂ IN H₂S V UPORABNE KEMIKALIJE Z UPORABO OBNOVLJIVE ENERGIJE
Eksperimenti z uporabo visokozmogljivih zeolitnih katalizatorjev so pokazali učinkovito pretvorbo kislega plina (mešanica H2S in CO2) v intermediat COS pod blagimi pogoji. Katalizatorji so oblikovani v ekstrudate z optimizirano sestavo in so primerni za uporabo v industrijskih reaktorjih. Tako sintetizirani COS se razgradi na ogljikov monoksid (CO) in elementarno žveplo (S) z uporabo novo razvite tehnologije ETFB reaktorja. Pretok plinskega produkta (CO) se nato neprekinjeno vodi v visokotlačni katalitični reaktor, kjer poteka sinteza metanola, medtem ko se žveplo (S) neposredno pridobiva kot tržni proizvod.
Slika 3: Postopek e-CODUCT za pretvorbo kislega plina (CO2 in H2S) v valorizirana CH3OH in S.
Odsek za katalizo in reakcijsko inženirstvo na Kemijskem inštitutu sodeluje pri razvoju elektrotermičnega fluidiziranega reaktorja za pretvorbo COS v CO in optimizaciji njegovega delovanja (TRL ≥ 6). CO NOT vodi aktivnosti dizajna in izdelave ETFB reaktorja z zmogljivostjo razgradnje COS 1 kg/h.
Projekt e-CODUCT se je začel septembra 2022 in povezuje konzorcij devetih vodilnih evropskih raziskovalnih ustanov in industrijskih partnerjev iz petih evropskih držav (Belgija, Slovenija, Nizozemska, Francija in Nemčija), da bi izdelali trajnostno rešitev za zmanjševanje toplogrednih plinov v industrijskih procesih.
Foto: KI
