Pre-combustion

Pre-combustion CO₂ afvang is, in het bijzonder voor kool, maar ook voor aardgas en biomassa, een geschikte techniek voor relatief weinig kosten. Tevens kan er naast elektriciteit waterstof geproduceerd worden. In het conventionele proces wordt brandstof omgezet in syngas door middel van vergassing of reforming. Na een gaszuivering wordt de CO omgezet in waterstof en CO₂ in de water gas shift (WGS) reactie en wordt CO₂ afgevangen in een oplosmiddel.

Het ECN programma richt zich vooral op het combineren van de WGS reactie met het afvangen van CO₂ in een enkele reactor. Hierdoor kunnen de installatiekosten beperkt worden, kan de afgevangen CO₂ verhoogd worden en wordt het verlies in efficiency beperkt.

1.      Sorption-enhanced water-gas-shift (SEWGS)

In het SEWGS proces, worden de WGS reactie en de CO₂ scheiding gecombineerd bij een temperatuur van 400°C. Deze temperatuur ligt dicht bij de inlaat temperatuur van de gasturbine dus dure opwarm- en afkoelstappen blijven achterwege.

2.    Sorption-enhanced reforming

Het reformen van aardgas wordt hierbij gecombineerd met CO₂ afvang bij hoge temperatuur. Het adsorberen van CO₂ in de reactor verhoogd de waterstof productie. In een aparte stap wordt het CO₂ adsorptie materiaal geregenereerd voor hergebruik waarbij een stroom zuiver CO₂ ontstaat.

3.      Waterstof membraan water-gas shift

In een waterstof membraan reactor wordt het geproduceerde waterstof van de water gas shift reactie gescheiden van het CO₂ rijke gasmengsel. Net zoals in SEWGS wordt hierdoor de waterstof opbrengst vergroot en worden de WGS reactie en de CO₂ scheiding in een enkele reactor uitgevoerd bij de inlaat temperatuur van de gasturbine.

4.    Katalysatoren

Zowel in de conventionele als in de geïntegreerde pre-combustion CO₂ technologiën zijn katalysatoren nodig om de water gas shift en reforming reacties te laten verlopen. ECN test hiervoor commerciële katalysatoren en ontwikkeld nieuwe katalysatoren voor deze processen.