Procesul de gazeificare 

Gazeificarea este un pas esențial în captarea carbonului pre-combustie. Acest proces convertește combustibilii pe bază de carbon, cum ar fi cărbunele sau biomasa, în gaz de sinteză (syngas) – un amestec format în principal din hidrogen, monoxid de carbon și dioxid de carbon. Procesul are loc, de obicei, la temperaturi și presiuni ridicate, cu combustibilul parțial oxidat în prezența aburului și a oxigenului sau aerului.

 
Reacția de conversie a gazului apă (Water-Gas Shift) 

După gazeificare, gazul de sinteză suferă reacția de conversie a gazului apă (WGS). Acest pas esențial convertește monoxidul de carbon și vaporii de apă în hidrogen și dioxid de carbon:

CO + H2O <=> CO2 + H2 

Reacția WGS îndeplinește două scopuri importante: 

1. Crește concentrația de CO2 în fluxul de gaze, facilitând captarea. 

2. Produce hidrogen suplimentar, care poate fi utilizat ca sursă de combustibil curat. 

Separarea dioxidului de carbon 

După reacția WGS, amestecul de gaze conține o concentrație ridicată de CO2 (de obicei 15-50%). Această concentrație mai mare și presiunea crescută fac separarea dioxidului de carbon mai eficientă în comparație cu metodele de captare post-combustie. 

Tehnici comune de separare includ: 

• Absorbția fizică cu solvenți, cum ar fi Selexol sau Rectisol 

• Absorbția chimică cu solvenți pe bază de amine 

• Separarea cu membrane 

• Adsorbția folosind sorbenți solizi 

Avantajele captării pre-combustie:

1. Concentrație mai mare de CO2: Fluxul concentrat de CO2 permite o captare mai eficientă.

2. Sistem presurizat: Presiunea mai mare a fluxului de gaze reduce energia necesară pentru comprimarea CO2.

3. Producția de hidrogen: Procesul generează hidrogen, care poate fi utilizat ca combustibil curat.

Provocări și cercetări în curs 

Deși captarea pre-combustie oferă numeroase avantaje, există și provocări: 

1. Costuri mari de capital: 

Procesul de gazeificare poate fi mai costisitor decât centralele tradiționale pe cărbune pulverizat.

2. Aplicații limitate: 

Captarea pre-combustie este potrivită în principal pentru centrale noi sau proiectate pentru gazeificare.

3. Îmbunătățirea eficienței: 

Cercetătorii lucrează la solvenți, sorbenți și membrane avansate pentru a reduce pierderile de energie asociate cu captarea carbonului.

Tehnologii emergente 

Sunt dezvoltate abordări inovatoare pentru a spori eficiența captării pre-combustie: 

1. Tehnologia sorbției îmbunătățite în reacția de conversie a gazului apă (SEWGS): 

Această tehnologie combină reacția WGS cu adsorbția CO2 într-o singură etapă, reducând potențial cerințele de energie și costurile echipamentelor.

2. Buclă chimică: 

Acest proces folosește oxizi metalici pentru a transfera oxigenul către combustibil, producând un flux pur de CO2 fără a necesita separarea aerului.

3. Sisteme integrate de gazeificare și celule de combustie (IGFC): 

Acestea combină gazeificarea cu celule de combustie de înaltă temperatură, oferind eficiențe mai mari decât centralele IGCC tradiționale.

Tehnologiile de captare a carbonului pre-combustie oferă o cale promițătoare pentru reducerea emisiilor de CO2 în producția de energie și procesele industriale. Pe măsură ce cercetarea continuă și costurile scad, aceste tehnologii vor juca un rol tot mai important în eforturile globale de combatere a schimbărilor climatice.