W 2020 roku w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu otwar to nowy kierunek badawczo-wdrożeniowy związany z rozwojem technologii wychwytu (CC) i zagospodarowania ditlenku węgla (CCU). Realizowane dotychczas w IChPW prace związane z wychwytem CO2 w energetyce (wspólnie z Tauron Wytwarzanie) i przemyśle  chemicznym (z Ciech Soda Polska SA) uzupełniono o kolejną branżę – przemysł spożywczy i rolnictwo. Nowe prace badawcze realizowano w ramach środków przyznanych przez Polską Agencję Rozwoju Przedsiębiorczości na realizację projektu ?Przeprowadzenie prac badawczo-rozwojowych nad opracowaniem innowacyjnej technologii pozyskiwania bio-CO2 powstającego podczas procesów fermentacyjnych? w ramach działania 2.3 ?Proinnowacyjne usługi dla przedsiębiorstw” poddziałania 2.3.2 ?Bony na innowacje dla MŚP”, II osi prioryte towej: ?Wsparcie o toczenia i potencjału przedsiębiorstw do prowadzenia działalności B+R+I” Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Prace realizowano na zlecenie spółki Transpol sp. z o. o. na terenie gorzelni w Żmudzi, produkującej alkohol na potrzeby przemysłu paliwowego. Końcowym efektem projektu było opracowanie technologii pozyskiwania ditlenku węgla z procesów fermentacyjnych, jego oczyszczanie i magazynowanie, a w dalszej perspektywie sprzedaż ditlenku węgla.

W pierwszym etapie projektu wykonano pomiary emisji ditlenku węgla z procesów fermentacyjnych w Gorzelni Żmudź firmy Transpol sp. z o.o. z Łęcznej. Analiza składu chemicznego gazu fermentacyjnego w różnych etapach fermentacji obejmowała przede wszystkim określenie stężenia CO2 i tlenu w gazie pofermentacyjnym. Określono również natężenie przepływu oraz temperaturę gazów powstających w poszczególnych etapach fermentacji. Ponad to określono zawar tości aerozoli, cząstek stałych, wilgoci, etanolu i innych ubocznych produktów fermentacji. Oceniono przebieg procesu fermentacji pod kątem występowanie pienienia roztworu i porywania kropli cieczy. Otrzymane wyniki posłużyły do zaprojek towania i wykonania pro totypu innowacyjnego systemu pobierania i wstępnego oczyszczania strumienia surowego dwutlenku węgla emi towanego z kadzi fermentacyjnych. Układ ten pozwala na wydzielenie frakcji surowego gazu pofermentacyjnego o wysokiej zawar tości CO2 z poszczególnych cykli fermentacji. Pro totyp wyposażono w moduł zapobiegający porywaniu piany powstającej w trakcie fermentacji oraz układ wstępnego oczyszczania i osuszania strumienia ditlenku węgla. Wykonane w obiekcie przemysłowym testy funkcjonowania pro totypu pozwoliły na określenie rzeczywistego harmonogramu jego pracy w celu uzyskania optymalnego składu pobieranego gazu pofermentacyjnego kierowanego do dalszego oczyszczania i składowania.

Na podstawie przeprowadzonych w warunkach przemysłowych prac badawczych w gorzelni Żmudź, opracowano projekt układu pobierania surowego gazu pofermentacyjnego oraz instalacji do osuszania, oczyszczania i składowania czystego CO2 w formie ciekłej. Projekt opracowano dla zdolności produkcyjnej gorzelni: 4,5 mln dm3 technicznego etanolu na rok. Najważniejsze zalety opracowanej technologii to:

  • opracowany układ pozwala na pozyskanie nawet 650 kg ciekłego ditlenku węgla na każde 1000 dm3 wyprodukowanego etanolu technicznego;
  • zas tosowanie układu wstępnego oczyszczania CO2 pozwala na odzyskanie 30 kg etanolu na dobę z gazów pofermentacyjnych. Zas tosowanie układu głębokiego osuszania zwiększa tę ilość do 60 kg/dobę;
  • dodatkowym zyskiem jest wychwyt piany oraz kropel fermentującego roztworu cieczy porywanych ze strumieniem gazów fermentacyjnych;
  • niebagatelną rolę odgrywają również względy ekologiczne ? ograniczenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Jest to szczególnie is totne w warunkach gwał townego wzrostu opłat za emisję ditlenku węgla do atmosfery z jakim mamy do czynienia w ostatnich miesiącach.

Opracowane rozwiązanie – technologia wychwytu bio-CO2 – skierowane jest do małych gorzelni produkujących etanol techniczny, lokalne browary, mleczarnie i inni producenci, u których powstaje odpadowy ditlenek węgla. Z kolei odbiorcami wychwyconego bio-CO2 będzie przede wszystkim branża spożywcza, farmaceutyczna i kosmetyczna. W ramach projektu planowane jest włączenie innych użytkowników końcowych produktu – technologii wychwytu bio-CO2.

Aktualnie prowadzona jest końcowa analiza technologiczna i ekonomiczna przed wdrożeniem opracowanej technologii w  warunkach przemysłowych w gorzelni Żmudź.

Poprzednie relacje z tego tematu: tutaj i tutaj

Au tor: Krzysz tof Jastrząb
Zakład Transformacji Energetycznej
kontakt: kjastrzab@itpe.pl  |  tel.: 32 621 61 19  |  kom.: 664 025 185