الأساسيات

تظل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية واحدة من أكثر التحديات استمرارًا في عملية إزالة الكربون على مستوى العالم. تم إنشاء أنظمة التقاط تقليدية مثل تنقية الأمينات ودورات الكالسيوم، ولكنها تنطوي على عيوب كبيرة: استهلاك عالٍ للطاقة، وبنية تحتية معقدة، وتدفقات كبيرة من المواد والنفايات.

توفر جزيئات Q-LHO النانوية، التي صممتها NANOARC والمتوفرة بأحجام 5 نانومتر و10 نانومتر و20 نانومتر، مسارًا بديلاً. تتيح مساحتها السطحية العالية بشكل استثنائي ودرجات حرارة التجديد المعتدلة امتصاصًا عاليًا لثاني أكسيد الكربون مع استخدام أقل بكثير للمواد، وتوليد نفايات أقل، وتكامل مبسط.

بالنسبة للصناعات التي تعطي الأولوية لآثار النظام، وبساطة التشغيل، واستدامة دورة الحياة، توفر Q-LHO حلًا من الجيل التالي للمواد الماصة الصلبة.

التقاط ثاني أكسيد الكربون الصناعي: التحديات والمتطلبات

تقوم الجهات الصناعية المسببة للانبعاثات عمومًا بتقييم تقنيات التقاط الانبعاثات بناءً على:

الطلب على الطاقة اللازمة للتجديد

حجم وكمية المادة الماصة أو المذيب المطلوب

توليد النفايات والتأثير البيئي

التوافق مع البنية التحتية الحالية للمصنع

تعقيد التشغيل والصيانة

غالبًا ما تعتمد الأنظمة التقليدية على عمليات تجديد تستهلك طاقة كثيفة (غلايات إعادة التسخين البخارية، أفران التكليس) ومخزونات كبيرة من المواد الماصة أو المذيبات.

يتجنب نظام Q-LHO من NANOARC هذه القيود من خلال تقديم أداء عالٍ في درجات حرارة معتدلة مع الحد الأدنى من الطلب على المواد.

Q-LHO: الأساسيات التقنية

مساحة السطح النوعية (SSA)

تزداد مساحة السطح مع انخفاض حجم الجسيمات:

5 نانومتر: 596 متر مربع/جم

10 نانومتر: 298 متر مربع/جم

20 نانومتر: 149 متر مربع/جم

تؤدي زيادة مساحة السطح إلى تحسين امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر.

قدرة امتصاص ثاني أكسيد الكربون

٥ نانومتر: ٥.٨٨ غ من ثاني أكسيد الكربون/غ

١٠ نانومتر: ٢.٩٤ غ من ثاني أكسيد الكربون/غ

٢٠ نانومتر: ١.٤٧ غ من ثاني أكسيد الكربون/غ

تتجاوز هذه القيم كتلتها قيم المواد الماصة الصلبة النموذجية.

المواد المطلوبة لكل طن من ثاني أكسيد الكربون

مقارنة بالتقنيات الحالية:

التقنية: المادة الماصة المطلوبة لكل طن من ثاني أكسيد الكربون

الأمينات

2-5 أطنان من المذيب

Calcium Looping

2-3 أطنان من المادة الماصة الصلبة

Q-LHO

انخفاض بنسبة 70-90% في الكتلة المطلوبة

يُمكّن تقليل استخدام المواد من استخدام معدات مدمجة وتقليل آثار دورة الحياة.

استدامة دورة الحياة

الطاقة • المواد • النفايات

يُظهر تقييم دورة الحياة الكاملة مزايا أداء واضحة:

الطاقة: طاقة تجديد أقل بنسبة 50-65% مقارنةً بالأمينات أو حلقات أكسيد الكالسيوم.

المواد: ما يصل إلى 90% أقل من المواد الماصة المطلوبة.

النفايات: توليد نفايات منخفض جدًا على مدار 5000-10000 دورة.

الأمينات تُنتج نفايات خطرة مستمرة.

حلقة أكسيد الكالسيوم تُنتج مواد ماصة مستنفدة وغبارًا ناعمًا.

ماذا يعني هذا

يدعم نظام Q-LHO التشغيل طويل الأمد منخفض النفايات مع بصمة بيئية منخفضة بشكل كبير - مما يتيح إزالة الكربون بشكل مستدام دون متطلبات واسعة النطاق للموارد.

مزايا النفقات الرأسمالية والتشغيلية

العوامل الاقتصادية المحركة

انخفاض النفقات الرأسمالية: تصميم مفاعل مدمج لا يتطلب أفرانًا عالية الحرارة أو إدارة معقدة للمذيبات.

نفقات تشغيلية مُحسّنة: على الرغم من أن تكلفة المواد الماصة هي العامل الرئيسي، إلا أن انخفاض متطلبات المواد يُقلل من حجم النظام وقدرته على المناولة والصيانة.

الوضع المقارن

الأمينات: تكلفة أولية أقل، لكن أعباء تشغيلية وبيئية عالية.

Calcium Looping: تكلفة تشغيلية منخفضة، لكنها تعتمد على وحدات معالجة كبيرة كثيفة الاستهلاك للطاقة.

NANOARC Q-LHO: وضع اقتصادي متوازن مع مؤهلات استدامة قوية.

التكامل في التقاط ثاني أكسيد الكربون الصناعي

تم تصميم Q-LHO ليكون قابلاً للتكامل بشكل مباشر ومعياري، وهو مثالي للمواقع الصناعية التي تسعى إلى دمج التقاط ثاني أكسيد الكربون دون تعديل كبير للمصنع.

سيناريوهات الاستخدام الصناعي

أ. مصانع الأسمنت

تتعامل مع تدفقات غازات المداخن عالية الحجم وتتكامل بشكل جيد مع الحرارة المهدرة المتاحة.

ب. مصانع الصلب

مقاومة للغازات الثقيلة بالجسيمات ومناسبة للنشر المعياري.

ج. منشآت البتروكيماويات

متوافقة مع مسارات الاستخدام اللاحقة مثل إنتاج الميثانول والغاز الاصطناعي.

د. محطات توليد الطاقة الحرارية والكهربائية المشتركة

مساحة المفاعل المدمجة تناسب البيئات الصناعية المحدودة.

هـ. الالتقاط الموزع والمتنقل

تتيح الوحدات المُعبأة في حاويات حلول التقاط مرنة وقابلة للنقل.

ملخص

يُحقق نظام Q-LHO تقدمًا ملحوظًا في مجال التقاط ثاني أكسيد الكربون الصناعي:

انخفاض بنسبة 70-90% في متطلبات المواد الماصة

انخفاض بنسبة 50-65% في استهلاك طاقة التجديد

هدر ضئيل على مدار آلاف الدورات

أنظمة مدمجة، معيارية، ومنخفضة التعقيد

درجات حرارة تشغيل معتدلة متوافقة مع الحرارة المهدرة

يُقدم نظام Q-LHO حلاً عالي الكفاءة والاستدامة وقابلًا للتطوير للصناعات التي تسعى إلى إزالة الكربون بفعالية مع الحد الأدنى من التأثير البيئي والتشغيلي.