Capsol 展示维萨拉 CO2 传感器在垃圾焚烧发电厂燃烧后碳捕集中的应用

Capsol 开发了一种基于热碳酸钾的 CCS 技术，与传统解决方案相比，这项技术具有多种优势，非常适合处理垃圾焚烧发电厂 (WtE) 的排放情况。维萨拉的新型 CO2 传感器 MGP241 有助于优化流程并实现 CO2 高捕集率。

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应用

Capsol 的模块化 CapsolGO 碳捕集工厂采用热钾碳捕集技术，其中碳酸钾水溶液与二氧化碳和水一起发生可逆反应：

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在特定的温度和二氧化碳分压下，这种反应是可逆的，碳酸钾溶液通过吸收塔和洗涤塔循环并经历专有的热回收阶段。与传统解决方案相比，这种技术可减少能量损失并将碳捕集装置的运营成本降低约 40%。相比于胺和其他溶剂，碳酸钾化学的其他优点在于碳酸钾是一种价格低廉、无毒且不挥发的化学物质。 

捕集的二氧化碳经过液化后储存在现场，以便于在储存容器中运输。捕集的二氧化碳的可能用途包括饮料行业和温室。图 2 显示了简化的典型碳酸钾工艺的流程图。 

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在 Capsol 的系统中，二氧化碳与碳酸钾在其中进行结合的吸收塔包含两段，系统中有三个二氧化碳测量点：一个在入口处，一个在两段之间，一个在洗涤塔的出口处，二氧化碳贫气由此出口返回到 WtE 工厂。  

对进入的二氧化碳水平的测量用于估算洗涤塔的负荷，即需要去除多少二氧化碳。另一方面，从出口处二氧化碳水平的测量值可以得知空气中残留的排放量，结合第一个测量点的值，可以用来计算碳捕集率，这是工厂整体效率的关键数字。 

洗涤塔两段之间的中间位置可以让您更深入地了解整个流程。如果第一段洗涤塔后的二氧化碳水平已经很低，则表明洗涤塔性能良好。另一方面，如果第一段后的浓度更接近入口水平，则表明流程的执行效果不佳。 

根据第一段吸收塔后的二氧化碳值，可调整的工艺参数包括洗涤材料的温度及其流速等。图 3 显示了三个测量点，其中三个电动阀分别将气体从入口位置、中间位置和出口位置传送到共用歧管。

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在 Capsol 的挪威工厂进行广泛的实验室测试以证明测量性能后，维萨拉的二氧化碳探头被安装在 CapsolGO 系统中进行现场测试。 

现场测试包括与采用 NDIR 技术的提取过程气体分析仪进行比较，以证明紧凑型探头可以提供等效的测量结果，而成本和空间要求只是传统提取气体分析仪的一小部分。 

维萨拉 MGP241 原型机安装在 QAL1 认证¹ 的 CO2 排放监测气体分析仪出口处的流通适配器中，以确保两台仪表接收相同的气体且结果具有可比性。 

在独立安装中，维萨拉 MGP241 探头可直接安装在过程中，例如图 3 所示的采样歧管中。或者，可以为每种气流使用单独的探头来实时监测所有测量点，而不会丢失与多点采样方法相关的数据。 

结果

图 4 显示了三个位置的典型 CO2 浓度，使用单个 CO2 仪表先后测量三种样本气流并为其绘制不同的趋势图。图形的平直部分对应于将仪表用于测量另外两种气流之一的时间段。 

为了评估维萨拉新款 MGP241 的性能，我们进行了一项对比测试，并将维萨拉仪表的输出作为参考仪表的输出的函数绘制成图。 

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对入口位置和出口位置进行了三次连续测量，对中间位置进行了一次测量。每次测量中，两台仪表至少收集三十对测量数据。由于萃取参考仪表是以干基测量的，因此根据 MGP241 原型机测得的实际湿度值进行了干气补偿。 

表 1 总结了每次测量的平均值，以及绘制该数据的校准曲线的参数及其相关系数。 

图 5 以图形方式显示相同的数据。测试结果表明，两种方法具有良好的一致性，并且维萨拉方法的运行结果之间的差异小于参考方法，表明这种方法具有良好的重复性和再现性。 

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结论

CapsolGO 模块化 CCS 平台是一种灵活可扩展的解决方案，适用于烟气 CO2 浓度范围为 3 至 30 容积百分比的各种行业的点源碳捕集。 

维萨拉 MGP241 二氧化碳探头适合于此类紧凑型容器式解决方案，因为它占用容器内部很小的空间，没有移动部件，不需要校准气体，并且可直接向 DCS 系统提供数据。 

按照 Capsol Technologies 创新主管 Anders Grinrød 的说法，紧凑型原位测量设备非常适合监测 Capsol 的捕集过程，在实验室和现场测试中均表现良好。MGP241 的安装和调试也非常容易，这项任务由 Capsol-维萨拉联合团队在不到一小时的时间内完成。 
 

[1] QAL1 或 EN 15267-3 认证涵盖气体分析仪的性能规格，与美国 40 CFR 60 附录 B 中的性能规格相当。