Bardziej ekologiczne cementownie dzięki nowej technologii wychwytywania dwutlenku węgla
Cement jest podstawowym składnikiem betonu, odgrywa więc ważną rolę w naszym codziennym życiu. Wykorzystuje się go w budynkach, drogach, tamach, mostach i tunelach – niemal we wszystkich wznoszonych przez nas budowlach i konstrukcjach. Niestety, jest on również ważnym źródłem emisji CO2. Europejska branża cementowa od dawna próbuje ograniczyć emisje. Obecnie wyznaczyła sobie ambitny cel: osiągnięcie neutralności pod względem emisji CO2 w łańcuchu wartości cementu i betonu do 2050 roku. Według CEMBUREAU, Europejskiego Stowarzyszenia Cementu, możliwe jest obniżenie emisji CO2 o 42 % poprzez wychwytywanie, wykorzystywanie i składowanie CO2. W ramach tego procesu łagodzenia zmian klimatu wychwytuje się CO2 z elektrowni i procesów przemysłowych do ponownego wykorzystania lub bezpiecznego długoterminowego składowania. Starając się zrealizować unijne cele w zakresie emisji, badacze pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem CLEANKER opracowali nową technologię wychwytywania CO2 w cementowniach, zwaną obiegiem wapnia lub pętlą wapniową (ang. calcium looping). Stosując tę technologię, zespół projektu ma nadzieję ograniczyć emisje CO2 w cementowniach o 90 %. Około 60 % emisji CO2 w produkcji cementu powiązanych jest z kalcynacją wapienia (CaCO3), głównego surowca wykorzystywanego w procesie wytwarzania. W trakcie tej reakcji CaCO3 dzieli się na tlenek wapnia (CaO) oraz CO2. Obieg wapnia to proces regeneracyjny wykorzystujący zdolność sorbentów opartych na wapniu do wychwytywania CO2 w wysokich temperaturach. W procesie tym CO2 wychwytuje się poprzez tak zwaną karbonizację CaO w celu wytworzenia CaCO3. Później następuje kalcynacja w procesie spalania w tlenie, dzięki której CaO jest ponownie dostępny i uwalnia niemal czysty CO2.
Zalety stosowania obiegu wapnia
„Nasza technologia oferuje rozmaite korzyści dla istniejących cementowni”, wyjaśnia inżynier mechanik Martina Fantini z Laboratorium Energii i Środowiska Piacenza będącego koordynatorem projektu CLEANKER, w artykule opublikowanym na stronie internetowej Komisji Europejskiej. „Przede wszystkim modernizacja zakładu nie wiąże się w żadnym stopniu z koniecznością modyfikacji pieca obrotowego, który stanowi serce każdej cementowni. Sorbent wytwarzany na ostatnim etapie procesu pochłaniania CO2 jest identyczny z surowcem wykorzystywanym do produkcji klinkieru, który jest głównym składnikiem większości rodzajów cementu. Ponadto sam proces pochłaniania CO2 prowadzi do wytwarzania dużych ilości ciepła, które można wykorzystać na wiele różnych sposobów”. W przeciwieństwie do innych wysiłków mających na celu wychwytywanie CO2 w cementowniach proces obiegu wapnia odbywa się w trakcie spalania, nie po nim. „Pomimo mniejszego stopnia zaawansowania technologicznego rozwiązanie CLEANKER może osiągnąć wysoką sprawność wychwytywania CO2 przy niskim zużyciu energii i niewielkim obciążeniu ekonomicznym. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu konwencjonalnej mączki surowcowej w roli sorbentu CO2 oraz techniki ścisłej integracji termicznej, która pozwala na znaczące zmniejszenie zużycia paliwa”, zauważa badaczka. Według artykułu dr Fantini przewiduje, że za około trzy lata zespół projektu CLEANKER (CLEAN clinKER production by Calcium looping process) będzie w stanie modernizować pełnoskalowe instalacje, przystosowując je do wykorzystania technologii obiegu wapnia. Więcej informacji: strona projektu CLEANKER
Słowa kluczowe
CLEANKER, cement, CO2, wychwytywanie dwutlenku węgla, obieg wapnia, emisje
