Modelling and simulation for CO2 capture process optimization by using hybrid technologies in industrial applications
Description
Full text not available
Abstract
Global oppvarming utgjør en akutt fare for verden, og CO2 er en av de mest problematiske klimagassene. Teknikker for fangst, utnyttelse og lagring av karbon (CCUS) er under utvikling, og noen av dem er allerede i bruk, da de kan redusere de farlige effektene som klimaendringer kan forårsake for planeten.Det siste tiåret har flere teknologier og prosesser blitt designet, men energikrav utfordrer implementeringen av dem. Av denne grunn gjøres studier i hybridteknologier og spesifikt i bruken av membraner da deres energiforbruk kan konkurrere med resten av tilgjengelige strategier.Intensjonen med masteroppgaven er å utvikle en konkurransedyktig CCS-prosess som kan installeres på toppen av et skip, da transportsektoren i dag er skyldig i en betydelig prosentandel av utslippene. Vanskeligheten med denne utformingen er å senke energibehovet så mye som mulig og samtidig oppnå et produkt tilpasset kravene til lagring. Det totale fotavtrykket til prosessen vil også være en faktor å vurdere ettersom plassen som er tilgjengelig for installasjonen reduseres.Derfor vil dette arbeidet presentere forskjellige case-scenarier som skal sammenlignes for å finne det beste alternativet tilgjengelig, utføre en dyp prosessdesign, simulere det for validering og estimere kostnadene for hvert valg. Sammenligningen mellom tre-trinns membranprosess og en hybridprosess som kombinerer to-trinns membran med en kryogen separator skal gjøres, og undersøke ytterligere to tilfeller for å redusere energibehovet i prosessen. Global warming presents an urgent hazard for the world, and CO2 is one of the most problematic greenhouse gases. Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) technics are being developed and some of them already in use, as they can achieve the mitigation of the dangerous effects that climate change can cause to the planet.In the last decade, several technologies and processes have been designed but energy requirements challenge the implementation of them. For this reason, studies in hybrid technologies and, specifically, in the use of membranes are being done as their energy consumption can compete with the rest of strategies available.The intention of Master’s Thesis is to develop a competitive CCS process that can be installed on top of a ship as, currently, the transport sector is guilty of a significant percentage of the emissions. The difficulty of this design is to lower the energy requirements as much as possible obtaining at the same time a product adjusted to the requirements for its storage. The total footprint of the process is also going to be a factor to consider as the space available for the installation is reduced.Therefore, this work is going to present different case scenarios that are going to be compared to seek the best alternative available, performing a deep process design, simulating it for its validation, and estimating the costs of each choice. The comparison between three-stage membrane process and a hybrid process combining two-stage membrane with a cryogenic separator is going to be done, examining two more cases for decreasing the energy requirements in the process.