Bioenergian tuotannon savukaasuvirran vaikutus amiinipohjaisen hiilidioksidin erotusprosessin toimintaan
Katajalaakso, Topi (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231003138472
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231003138472
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena on kartoittaa bioenergian tuotantoon yhdistetyn hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (BECCS) rooli ilmastotoimissa ja käydä läpi hiilidioksidin varastointiin liittyviä vaiheita, erityisesti hiilidioksidin talteenoton suhteen. Työssä pyrittiin selvittämään myös BECCS-teknologian nykykäyttö ja yleisellä tasolla käydä läpi BECCS-teknologian kustannuksia.
Työssä keskityttiin hiilidioksidin talteenottoon polton jälkeen, ja ennen kaikkea monoetanoliamiinin käyttöön perustuvan MEA-prosessin vaiheet käytiin läpi. Analyysia syvennettiin tarkastelemalla absorptiokolonnin rakennetta ja sekä rakenteeseen että kokoluokkaan vaikuttavia tekijöitä.
Osana diplomityötä luotiin IPSEpro-ohjelmalla hiilidioksidin erotusprosessin massa- ja energiatasemalli. Mallin tarkoituksena oli tutkia savukaasuvirran hiilidioksidikonsentraation vaikutusta prosessin massavirtoihin ja tehonkulutukseen. Huomattiin, että hiilidioksidikonsentraation nosto vähensi reboilerin sekä jäähdytyksen energiantarvetta kaapattua hiilidioksidikilogrammaa kohden. The objective of this master’s thesis is to map out the role of Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) in climate action and to walk through the different stages in CO2 capture and storage, particularly in relation to the capture of carbon dioxide. The thesis also sought to find out the current use of BECCS technology and to review the costs of BECCS technology on a general level.
The thesis focused on the post-combustion recovery of carbon dioxide, and in particular the steps of monoethanolamine-based MEA process were reviewed. The analysis was deepened by investigating the structure of the absorption column and the factors which affect its structure and size.
As part of the master’s thesis, a mass and energy balance model of the carbon dioxide process was created with the IPSEpro program. The purpose of the model was to analyse the effects that carbon dioxide concentration in the incoming flue gas had on the mass flows and power consumption of the process. It was noticed that increasing the carbon dioxide concentration reduced the reboiler and cooling energy demand per kilogram of carbon dioxide captured.
Työssä keskityttiin hiilidioksidin talteenottoon polton jälkeen, ja ennen kaikkea monoetanoliamiinin käyttöön perustuvan MEA-prosessin vaiheet käytiin läpi. Analyysia syvennettiin tarkastelemalla absorptiokolonnin rakennetta ja sekä rakenteeseen että kokoluokkaan vaikuttavia tekijöitä.
Osana diplomityötä luotiin IPSEpro-ohjelmalla hiilidioksidin erotusprosessin massa- ja energiatasemalli. Mallin tarkoituksena oli tutkia savukaasuvirran hiilidioksidikonsentraation vaikutusta prosessin massavirtoihin ja tehonkulutukseen. Huomattiin, että hiilidioksidikonsentraation nosto vähensi reboilerin sekä jäähdytyksen energiantarvetta kaapattua hiilidioksidikilogrammaa kohden.
The thesis focused on the post-combustion recovery of carbon dioxide, and in particular the steps of monoethanolamine-based MEA process were reviewed. The analysis was deepened by investigating the structure of the absorption column and the factors which affect its structure and size.
As part of the master’s thesis, a mass and energy balance model of the carbon dioxide process was created with the IPSEpro program. The purpose of the model was to analyse the effects that carbon dioxide concentration in the incoming flue gas had on the mass flows and power consumption of the process. It was noticed that increasing the carbon dioxide concentration reduced the reboiler and cooling energy demand per kilogram of carbon dioxide captured.