Данная ступень предназначена для адсорбционного поглощения CO2 с использованием твердого сорбента.
Суть метода заключается в том, что на практике, газ, предварительно очищенный от пыли и вредных оксидов, пропускают через слой адсорбента: в качестве последнего чаще всего выступают цеолиты различных марок (NaA, NaX, CaA), характеризующиеся определенными размерами пор и, как следствие, молекулярно-ситовыми свойствами, способствующими селективному поглощению CO2.
К возможным потенциальным поглотителям относятся материалы, содержащие в себе соду, которая реагирует с CO2 с образованием бикарбоната и дальнейшим его разложением при десорбции по схеме:
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O.
Процесс адсорбции протекает при комнатных температурах (5–35 °C) и давлениях, близких к атмосферным. Адсорбция протекает до насыщения сорбента, после чего цикл адсорбции завершается и газовый поток перенаправляется на другой адсорбер, а в первом протекает стадия регенерации острым паром при температурах 100–130 °C. Стадии адсорбции и десорбции протекают попеременно с автоматизированным направлением потоков газа и пара-десорбента. После десорбции пар с углекислым газом направляется в холодильник, где CO2 отделяется от конденсирующейся воды. Данный способ является более технологичным и экономичным.
Адсорбционный метод поглощения CO2, предлагаемый в данном проекте, имеет ряд преимуществ перед используемыми на практике в настоящее время. Одним из главных преимуществ является использование в качестве основной части сорбента твердых отходов ТЭЦ.
При этом в зависимости от внешних условий могут быть использованы различные модифицирующие добавки и схемы приготовления сорбента.
Такой подход позволит создавать гибкие системы, которые можно будет легко адаптировать к конкретным условиям эксплуатации тепловых агрегатов.
Поскольку зола ТЭЦ характеризуется малой величиной удельной поверхности, то целесообразно введение в ее состав связующих материалов различной природы, что позволит как сформировать сорбент, так и достичь требуемых характеристик его пористой структуры, необходимых для эффективного поглощения CO2. В частности, предварительные опыты показали принципиальную возможность формирования на основе отходов ТЭЦ гранул содосодержащего адсорбента с удовлетворительной эффективностью поглощения CO2