Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Es soll gezeigt werden, dass die Solid Loop Adsorption Technology (SALT) auf der Basis von Siliziumdioxid und Polyethylenimin (PEI) zu niedrigen Abscheidekosten führt. Dieses Ziel soll durch die Optimierung der Silica-PEI-Zusammensetzung erreicht werden, um die Kosten für den Austausch des Adsorptionsmittels und die Regenerationsenergie zu minimieren. Das umfangreiche Testprogramm im Pilotmaßstab (durchgeführt an der Universität Nottingham) und die technisch-wirtschaftlichen und Lebenszyklusanalysen werden die Plattform bilden, um die SALT-Silizium-PEI-Technologie bis hin zu vollständigen Demonstrationen voranzutreiben.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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To demonstrate that basic silica-polyethylenimine (PEI) in solids adsorption looping technology (SALT) can achieve low capture costs. This will be achieved through the optimisation of silica-PEI composition to minimise the adsorbent replacement cost and regeneration energy, with the extensive pilot-scale testing programme (carried out at the University of Nottingham) and the techno-economic and life cycle analyses providing the platform for taking silica-PEI SALT forward to full demonstrations.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Démontrer que la technologie d'adsorption en boucle des solides (SALT) à base de silice et de polyéthylèneimine (PEI) permet d'obtenir de faibles coûts de capture. Cet objectif sera atteint grâce à l'optimisation de la composition de la silice-PEI afin de minimiser le coût de remplacement de l'adsorbant et l'énergie de régénération. Le vaste programme d'essais à l'échelle pilote (réalisé à l'université de Nottingham) et les analyses technico-économiques et du cycle de vie constitueront la plate-forme permettant de faire progresser la technologie SALT silice-PEI jusqu'à des démonstrations complètes.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Das ABSALT-Projekt beabsichtigt, die Integration der Silica-Polyethylenimin-basierten CO2-Abscheidungstechnologie in ein Zementwerk umfassend zu verstehen. Die Ziele des Projekts sind die Optimierung der Silica-PEI-Zusammensetzung, die Entwicklung von Regenerationsstrategien für Silica-PEI und die Untersuchung der Skalierung der Produktion von Silica-PEI. CEMEX ist direkt an den technoökonomischen und LCA-Studien beteiligt. Bisher zeigen technisch-ökonomische Ergebnisse, dass, obwohl eine Vorbehandlung der Abgase in Betracht gezogen werden sollte, um die Temperatur-, NOx- und SOx-Anforderungen zu erfüllen, die Technologie mit dem MEA-System konkurrieren kann, da CO2 an den Partikeln adsorbiert statt absorbiert wird ( wie im MEA-System), was zu einem geringeren Energiebedarf für die Regeneration führt. Die Simulation eines Referenzzementwerks wurde abgeschlossen und die Ergebnisse entsprechen denen eines tatsächlichen Werks (Daten von CEMEX) mit Abweichungen von nicht mehr als 7%. Die potenziellen Vorteile von SALT in Form niedrigerer Betriebskosten im Vergleich zu fortschrittlichen Aminsystemen wurden nachgewiesen, da die Kosten für die CO2-Entfernung niedriger sind als die für die Aminwäsche. Die Wärmeintegration in einem Zementwerk kann etwa 50% der für den Regenerator in der Feststoff- Adsorptionstechnologie (SALT) benötigten Wärme liefern und dies reduziert die Kosten für die CO2-Vermeidung auf nahezu das ursprüngliche Ziel von 45€ pro Tonne. Eine Umweltrisikobewertung hat gezeigt, dass SALT mit kieselsäurealkoxyliertem PEI im Vergleich zu den herkömmlichen MEA-basierten Verfahren leistungsfähiger ist. Es wurde eine Endpunkt-Einzelbewertung durchgeführt, die zeigte, dass das SALT-Verfahren im Vergleich zur MEA-Wäsche geringere Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, Ökosysteme und Ressourcen hat (7%, 9% bzw. 26% niedriger). Schliesslich wurde ein High-Level-Design einer Pilotanlage für den Einsatz von SALT in einem Zementwerk fertiggestellt. Obwohl ABSALT sich auf die industrielle Abscheidung am Beispiel von Zement konzentriert hat, eignen sich Silica-APEIs auch für die direkte Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture, DAC), wo externes Interesse besteht.
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Schlussbericht
(Englisch)
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The ABSALT project intends to deeply understand the integration of the Silica- Polyethylenimine based CO2 capture technology into a cement plant. The project’s objectives are to optimise the silica-PEI composition, to devise regeneration strategies for silica-PEI and to study the scaling up production of silica-PEI. CEMEX is directly involved in the techno-economic and LCA studies. So far, techno-economic results show that, although a pre-treatment of the exhaust gases should be considered to meet temperature, NOx and SOx requirements, the technology can compete with MEA system, since CO2 is adsorbed on the particles instead of absorbed (as is in MEA system), leading to lower energy demand for regeneration. The reference cement plant simulation has been completed with the results being close to an actual plant (data from CEMEX) with differences no more than 7%. The potential benefits of SALT in terms of lower operating costs compared to advanced amine systems have been demonstrated with the cost of CO2 removal being lower than that for amine scrubbing. Heat integration on a cement plant can provide approx. 50% of the heat required for the regenerator in solids loping adsorption technology (SALT) and this reduces the CO2 avoidance cost close to the initial target of 45€ per tonne. An environmental risk assessment has demonstrated that SALT with silica-alkoxylated PEI has performance compared to the conventional MEA-based processes. An endpoint single score was conducted which showed that the SALT process had a lower impact on human health, ecosystems, and resources (7 %, 9 %, and 26 % lower, respectively) compared to MEA scrubbing. Finally, a high-level design of a pilot plant for deploying SALT at a cement plant has been completed. Although ABSALT has focused on industrial capture, with cement as the exemplar, silica-APEIs are also suitable for direct air capture (DAC) where there has been interest from external parties.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le projet ABSALT vise à comprendre en profondeur l'intégration de la technologie de capture du CO2 à base de silice-polyéthylèneimine dans une cimenterie. Les objectifs du projet sont d'optimiser la composition silice-PEI, de concevoir des stratégies de régénération de la silice-PEI et d'étudier la mise à l'échelle de la production de silice-PEI. CEMEX est directement impliqué dans les études technico-économiques et l'évaluation du cycle de vie. Jusqu'à présent, les résultats technico-économiques montrent que, même si un prétraitement des gaz d'échappement doit être envisagé pour répondre aux exigences de température, de NOx et de SOx, la technologie peut concurrencer le système MEA, puisque le CO2 est adsorbé sur les particules au lieu d'être absorbé (comme c'est le cas dans le système MEA), entraînant une baisse de la demande d'énergie pour la régénération. La simulation de la cimenterie de référence a été réalisée avec des résultats proches d'une usine réelle (données de CEMEX) avec des différences ne dépassant pas 7%. Les avantages potentiels de SALT en termes de coûts d'exploitation inférieurs par rapport aux systèmes avancés aux amines ont été démontrés, le coût de l'élimination du CO2 étant inférieur à celui du lavage aux amines. L'intégration de chaleur sur une cimenterie peut fournir env. 50 % de la chaleur requise pour le régénérateur dans la technologie d'adsorption par balayage de solides (SALT), ce qui réduit le coût d'évitement du CO2 proche de l'objectif initial de 45 € par tonne. Une évaluation des risques environnementaux a démontré que le SALT avec du PEI silice-alcoxylé présente des performances par rapport aux procédés conventionnels basés sur le MEA. Un score unique a été réalisé, qui a montré que le processus SALT avait un impact plus faible sur la santé humaine, les écosystèmes et les ressources (7%, 9% et 26% de moins, respectivement) par rapport au lavage MEA. Enfin, une conception de haut niveau d'une usine pilote pour le déploiement de SALT dans une cimenterie a été achevée. Bien qu'ABSALT se soit concentré sur le captage industriel, avec le ciment comme exemple, les silice-APEI conviennent également au captage direct de l'air (DAC) qui a suscité l'intérêt de parties externes.
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