Công nghệ thu hồi và lưu giữ cacbon dioxide (CCS)

Viện ĐH Mở Hà Nội
Khoa công nghệ sinh học
GVHD: Đào Thị Hồng Vân
SVTH:
HN, 5/2010
TIỂU LUẬN
Nguồn phát sinh CO
2

Khai thác khoáng sản
(dầu mỏ, than…)

Quá trình đốt than và
khí thiên nhiên trong
công nghiệp

Khói xe ôtô, xe máy

Các hoạt động sống
thường ngày

…
Quy trình CCS
1. Thu CO
2
từ nhà máy điện hoặc các nguồn tập trung khác
2. Vận chuyển CO
2
đến địa điểm lưu giữ thích hợp
3. Bơm CO
2

vào các kho chứa ngầm
4. Giám sát quá trình bơm khí CO
2
và đảm bảo CO
2
được cô
lập hoàn toàn
1. Thu khí CO
2
1.1 Thu khí sau khi đốt:
Đây là quá trình tách khí CO
2
từ ống khói sau khi đốt các
nhiên liệu hóa thạch hoặc sinh khối.
Sử dụng các dung môi hóa học có khả năng thu giữ một
lượng lớn CO
2
từ các ống khói.
1.1 Thu khí CO
2
sau khi đốt
Quá trình thu hồi khí CO
2
sau khi đốt
1. Thu khí CO
2
1.2 Thu khí trước khi đốt:
Tách CO
2

từ nhiên liệu bằng cách kết hợp nó với khí hoặc
hơi nước để đốt cháy và lưu giữ luồng CO
2
đã được tách ra.
Thường dùng công nghệ cải hóa khí tự nhiên bằng hơi
nước để tách hydro từ khí tự nhiên.
1.2 Thu khí CO
2
trước khi đốt
Quá trình thu hồi khí CO
2
trước khi đốt
1. Thu khí CO
2
1.3 Thu khí nhờ đốt nguyên liệu bằng
oxy tinh khiết:
Oxy sẽ được dùng làm khí đốt để thải ra một hỗn hợp khí
với thành phần chủ yếu là CO
2
và nước dễ dàng phân tách,
sau đó CO
2
có thể được nén, vận chuyển và lưu trữ.
1.3 Thu khí nhờ đốt nguyên liệu bằng
oxy
Quá trình thu hồi khí CO
2
khi đốt oxy
2. Vận chuyển CO

2
Sử dụng đường ống:

Đòi hỏi chú trọng đến thiết kế, giám sát rò rỉ và bảo vệ đường
ống khỏi áp lực cao.

Chi phí cho vận chuyển bằng đường ống tùy thuộc vào giá
thành xây dựng, phí vận hành, bảo trì, quản lý và các khoản
phí khác.
2. Vận chuyển CO
2
Sử dụng tàu biển:

Có thể vận chuyển
CO
2
ở khoảng cách
xa.

Chi phí vận chuyển
hàng hải hiện mới
chỉ được ước tính.
3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
Nguyên lý:

CO

2
cô đặc sẽ được bơm xuống đất vào các thành hệ đá xốp,
các bể chứa dầu đã cạn kiệt hoặc các kho nước mặn sâu…

Áp lực khi bơm khiến CO
2
thành một chất lỏng tương đối đặc,
do vậy ít có khả năng xâm nhập ra ngoài thành địa chất.
3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.1 Các bể chứa dầu và khí:
Ưu điểm:

Cấu trúc kín khít của các bể chứa

Sự vận động của hydrocarbon trong bể chứa có thể áp dụng
cho việc bơm CO
2

Tận dụng cơ sở hạ tầng khai thác dầu khí để tiến hành lưu trữ
CO
2

3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.1 Các bể chứa dầu và khí:

Nhược điểm:

Các lỗ khoan dầu trên mặt đất có thể là điểm rò rỉ CO
2


Quá trình bơm CO
2
xuống có thể khiến các vỉa đá bị phá vỡ,
tạo lỗ hổng thoát khí CO
2

Không thích hợp với các bể dầu sâu chưa đến 800m

3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.2 Bể chứa nước mặn sâu:

Các bể trầm tích bị ngập mặn hoặc chứa đầy nước lợ, không
thể cung cấp nước cho sinh hoạt và nông nghiệp.

Thường là một phần của các túi dầu và túi khí nên có chung
một số đặc điểm
3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.2 Bể chứa nước mặn sâu:

Nhược điểm:

Khó khăn trong việc ước lượng dung tích bể chứa.

Bảo toàn tính nguyên vẹn của bể chứa dưới ảnh hưởng của
những phản ứng hóa học xảy ra sau khi bơm CO
2
.
3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
Bơm CO
2
xuống tầng ngậm nước mặn sâu dưới đáy biển ở Na Uy
3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.3 Những vỉa than không thể khai thác:

Những vỉa than không đủ dày, nằm sâu dưới mặt đất hoặc có cấu
tạo quá vững chắc khiến việc khai thác không thể thực hiện.

CO
2
liên kết với vỉa than chặt chẽ hơn cả metan, khi được bơm
vào các vỉa than, CO
2
có thể đẩy metan ra.

3. Lưu trữ CO
2
trong các thành
hệ địa chất
3.3 Những vỉa than không thể khai
thác:

Cần phải xem xét đến: độ sâu, tính thẩm thấu, cấu trúc, tính liên
tục của vỉ than và khả năng cô lập khí theo phương thẳng đứng.

Việc lưu giữ CO
2
trong các mỏ than không thể khai thác có vẻ kém
ổn định hơn nhiều so với hai hình thức lưu trữ ở trên.
4. Lưu trữ CO
2
dưới biển

Các đại dương có vai trò như một mạng lưới hấp thụ CO
2
, tiếp
nhận khoảng 1,7 tỉ tấn CO
2
mỗi năm.

Bơm CO
2
trực tiếp xuống tầng nước sâu tận dụng được tốc độ
hòa trộn chậm để lượng CO
2

bơm xuống được lưu giữ cho
đến nồng độ CO
2
trong nước biển cân bằng với nồng độ trong
khí quyển.
4. Lưu trữ CO
2
dưới biển
Nhược điểm:
Bơm CO
2
vào sâu
trong lòng đại
dương có thể gây
tác động lên hệ sinh
thái biển và nhiều
vấn đề khác.