CCUS - Carbon Capture, Utilization and Storage
A quantidade de dióxido de carbono (CO2) liberada na atmosfera aumentou significativamente desde o início da era industrial. Se a humanidade não fizer nada para reduzir a concentração de CO2 na atmosfera, os efeitos das mudanças climáticas serão claramente sentidos em todo o mundo.
As tecnologias para separação, utilização e depósito de dióxido de carbono (inglês: Carbon Capture, Utilization and Storage [CCUS]) ,como componente fundamental para descabonização, irão adquirir uma importância significativa no combate à mundança climática e podem preparar o caminho para um futuro com pouca presença de carbono.
A separação de dióxido de carbono é um processo tecnológico capaz de separar até 90% das emissões de CO2 provenientes do uso de combustíveis fósseis na geração de energia e na indústria. Isso evita que o dióxido de carbono entre na atmosfera. Desta forma, o CO2 separado pode ser armazenado permanentemente (por exemplo, no subsolo profundo) ou usado como matéria-prima para outros produtos com maior benefício econômico. A neutralidade de CO2 dos processos de produção é mantida. Com o desenvolvimento das tecnologias CCUS, também há novos desafios para soluções de sensores. A SICK já oferece soluções para aplicações de separação de carbono e transporte de CO2.
desafios
Relatório e faturamento de CO2
A medição da vazão de CO2 será necessária para a contabilidade fiscal, transferência de custódia e conformidade com a legislação futura. A medição precisa do fluxo de CO2 permite relatórios completos e precisos e faturamento de dióxido de carbono separado em todos os níveis de uma rede CCUS.
Eficiência do processo
Para serem econômica e ecologicamente convincentes, os processos de separação de dióxido de carbono devem ser altamente eficientes. Portanto, medir o teor de CO2 após a separação é essencial para fins de controle e otimização.
Controle de qualidade
Independentemente do uso pretendido (armazenamento ou uso) do CO2 separado, é importante verificar a qualidade do gás e verificar se há possíveis impurezas. Desta forma, efeitos negativos no processo de CCUS podem ser evitados e o meio ambiente protegido.
Soluções da SICK para aplicações CCUS
Medição de vazão para transferência de gás e aplicações de processo
O dióxido de carbono pode ser separado, coletado e transportado de várias fontes de emissão por dutos ou navios para posterior armazenamento ou uso. Medições de vazão de gases são necessárias em cada ponto de transferência para controlar a quantidade de CO2. Isso deve ser feito, porque as medições precisas de gás permitem o faturamento correto para empresas que desejam usar o dióxido de carbono. Com base nas medições, os impostos e certificados para CO2 também podem ser calculados de acordo com os regulamentos aplicáveis. Os medidores de vazão de gás ultrassônicos e as soluções de medição da SICK fornecem dados confiáveise precisos para o controle bem-sucedido de processos ao longo da cadeia CCUS.
Seja como um dispositivo individual ou como parte de uma solução de sistema, os medidores de vazão de gás FLOWSIC600 e FLOWSIC600-XT atendem a vários requisitos e apresentam excelente desempenho de medição. Os medidores de vazão de gás ultrassônicos da SICK oferecem uma precisão de medição de gás muito alta. Além disso, graças à PowerIn Technology™ integrada, o FLOWSIC600-XT continua a medir e salvar os dados correspondentes mesmo em caso de falha de energia. O design robusto garante uma operação livre de erros e que dispensa manutenção do medidor de vazão de gás. Seu layout direto do trajeto evita a reflexão dos sinais dentro do dispositivo e o protege de ser afetado pela impureza. Como resultado, o FLOWSIC600-XT funciona com estabilidade de longo prazo e alta precisão de medição.
Solução pronta para uso e confiável para medição de CO2
Com o sistema de medição de vazão FLOWSKID, a SICK oferece uma solução completa para medição da vazão de gás. O sistema pode ser projetado de forma flexível e fornece dados de medição altamente precisos. O cerne do skid de medição é um medidor de vazão de gás ultrassônico FLOWSIC600 ou FLOWSIC600-XT, o que significa que o sistema funciona de maneira muito confiável. O skid de medição pode ser expandido para incluir analisadores de gases, cromatógrafos de gás e computadores de fluxo e, portanto, pode ser adaptado individualmente aos requisitos da aplicação. O sistema é fabricado de acordo com as normas ISO e atende a todos os requisitos de qualidade atuais de acordo com DIN, ANSI e ASME. Isso garante a conformidade com os respectivos regulamentos e requisitos locais.
Medição da concentração de CO2 durante a separação
Antes que o CO2 liberado em diversos processos industriais seja lançado na atmosfera, ele pode ser capturado por meio de um dispositivo especial instalado em local apropriado. Para monitorar e otimizar a eficiência da separação de CO2, o analisador de gases in-situ GM35 mede a concentração de CO2 com precisão e sem amostragem diretamente no canal de gás. A confiabilidade, precisão e tempo de resposta rápido do GM35 são muito benéficos para a eficiência dos circuitos de regulagem. Além disso, o analisador de gases é capaz de realizar medições de H2O, temperatura e pressão, tornando-o um complemento ideal para qualquer sistema de controle do processo. O monitoramento contínuo da concentração de CO2 também é importante para a transferência do gás separado para processamento posterior e para fins de faturamento.
Medição de qualidade: análise da concentração de CO2 e das impurezas na matriz de gás CO2 separada
A separação de carbono produz um gás altamente concentrado com uma fração de volume de CO2 de mais de 90%. No entanto, a matriz de gás também contém outros componentes que são considerados impurezas. Antes que o gás separado seja transportado, armazenado ou usado posteriormente, esses componentes devem ser medidos. Isso deve ser feito, porque algumas impurezas podem causar corrosão ou influenciar os processos de transformação. Os analisadores extrativos da SICK monitoram vários componentes simultaneamente, de forma contínua e precisa. Isso permite o controle ideal e a melhoria dos processos CCUS. A SICK oferece uma ampla variedade de analisadores de gases para inúmeras aplicações, condições de medição e parâmetros de medição. A tecnologia de medição de extração quente é particularmente adequada para o monitoramento simultâneo de vários componentes diferentes: como MCS200HW para medição de CO2, H2O, HCl, SO2, CO, NOx, NH3 e O2 ou MCS300P HW para medição de concentrações mais altas de SO2, HCl ou NOx. A tecnologia de medição de extração fria do analisador GMS800 é usada para aplicações com menor nível de corrosão ou apenas alguns componentes a serem monitorados.
Monitoramento de gases de efeito estufa
A diretiva da UE 2003/87 / CE sobre um sistema para o comércio com certificados de emissão de gases do efeito estufa exige comprovação das emissões de CO2 de todas as fontes de CO2 de uma usina elétrica e outras instalações afetadas pela diretiva. Como a concentração exata de CO2 é difícil de calcular, a medição de emissões diretamente no canal de gases de descarga oferece uma alternativa útil. A SICK desenvolveu uma excelente solução CEMS para monitorar diretamente as emissões de CO2: GHG-Control. Com ela, a SICK também fornece aos operadores da instalação as informações exigidas pelos regulamentos da UE sobre comércio de emissões para os certificados de incerteza de medição. O GHG-Control é um sistema de medição completo que, além do analisador de gases in-situ GM35, também inclui serviços, o medidor de vazão ultrassônico FLOWSIC100 e o sistema de obtenção de dados MEAC GHG. Esta solução elimina a necessidade de cálculos complexos, o que economiza tempo e dinheiro.
Analisador de gases in-situ GM35
Espaço e proteção para a técnica de medição e análise
As soluções de contêineres servem para sistemas de análises instaladas, em primeira linha para a proteção contra condições ambientais extremas, tais como calor, frio, particulado, vento, terremotos e atmosferas corrosivas ou explosivas. Adicionalmente, oferecem vantagens para o transporte bem como para instalação e manutenção no local. Pois no contêiner tudo já se encontra previamente instalado de fábrica, de modo transparente e sintonizado entre si. Cada contêiner pode ser equipado individualmente conforme as necessidades do cliente. A integração de transformadores e sistemas de USV (abastecimento de energia ininterrupta), extinção de incêndios, ar-condicionado e alertas de gás é possível da mesma forma como a realização de trocas de pontos de medição ou conceitos de redundância e sinalização complexos.
História de sucesso LEILAC – HeidelbergCement
Instalação piloto LEILAC – HeidelbergCement, Bélgica
Além da separação pós-combustão e tecnologia de oxicombustível, a separação direta é a terceira opção possível para separação de CO2 em fábricas de cimento. Como dois terços das emissões de CO2 da produção de cimento vêm diretamente do calcário, essas emissões podem ser separadas dos gases de descarga produzidos durante o processo de combustão da seguinte forma: o calcário é aquecido indiretamente em um reator de aço especial. Isso cria um fluxo de gás não diluído com alto teor de CO2, que pode ser processado posteriormente. Essa abordagem inovadora é usada na instalação piloto LEILAC 1, localizada na fábrica da HeidelbergCement em Lixhe, na Bélgica. Para um controle ideal do processo, o analisador de gases in-situ GM35 da SICK monitora a concentração de CO2 após o processamento do calcário. Além disso, os analisadores de gases GM901 e ZIRKOR100 da SICK são usadosem um canal separado através do qual os gases de combustão são transportados. Eles medem a concentração de CO e O2.
Analisador de gases in-situ GM901
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A SICK é membro do Global CCS Institute.
