SEWGS

Wat doet SEWGS

Sorption-Enhanced Water Gas Shift (SEWGS) is een  pre-combustion CO₂ afvang proces dat CO₂ en CO verwijdert uit syngas of uit kolen verkregen gas bij verhoogde druk en temperaturen van ongeveer 400°C. De aldus verkregen stroom waterstof gas en stoom kan direct gevoed worden in een gasturbine. Daarnaast wordt een relatief zuivere CO₂ stroom verkregen die kan worden gecomprimeerd en vervolgens getransporteerd naar een ondergrondse opslag. Het SEWGS proces gebruikt stoom, koelwater en elektriciteit maar de hoeveelheden zijn kleiner dan bij conventionele pre-combustion technologieën.

Hoe werkt SEWGS

SEWGS is een combinatie van een chemische reactie en een gasscheiding. De CO wordt omgezet naar CO₂ volgens de water gas shift reactie

CO + H₂O <---> CO₂ + H₂

De CO₂ wordt verwijderd uit het gas door adsorptie op een vast materiaal.

De omzettingsgraad van CO tijdens de water gas shift reactie wordt bepaald door het chemische evenwicht waardoor slechts een deel van het CO wordt omgezet bij verhoogde temperatuur. Door in dezelfde reactor de CO₂ te adsorberen en dus uit de gasfase te halen wordt het evenwicht verschoven naar de productzijde waardoor de omzetting van CO naar CO₂ verder kan verlopen. Dit is het principe van SEWGS. Door alle CO₂ af te vangen wordt tegelijkertijd alle CO omgezet waardoor een relatief zuivere stroom van waterstof en stoom wordt verkregen. Als het adsorptiemateriaal verzadigd is met CO₂ wordt het geregenereerd zodat het hergebruikt kan worden. Meer informatie over het proces kan gevonden worden op: het SEWGS proces.

CACHET en CAESAR projects). Bovendien heeft het vaste adsorptiemateriaal voordelen ten opzichte van vloeibare absorptiematerialen op het gebied van kosten, veiligheid en milieu.

Beperkingen

Het is niet haalbaar om SEWGS , evenals andere pre-combustion technologiën, te implementeren in bestaande aardgas- of kolengestookte energiecentrales.

Technologie status (2009)

Het complete SEWGS proces is in ons lab gedurende duizenden cycli getest met schone gassen. Hoewel berekeningen hebben aangetoond dat de technologie nu al kan concurreren met bestaande afvangtechnieken verwachten we nog 4 jaar nodig te hebben voor verdere ontwikkeling voordat er opgeschaald kan worden naar een installatie op pilot schaal. Onderzoeksonderwerpen hierbij zijn rendementsverhoging, betrouwbaarheid en effecten van verontreinigingen. Daarnaast zullen gasturbines aangepast moeten worden om te kunnen werken op waterstof in plaats van aardgas of kolengas.

In December 2007 is de multi-reactor SEWGS installatie geopend door Ruud Lubbers.

Projecten

Sinds 2006 zijn we bezig met de ontwikkeling van de SEWGS technologie in samenwerking met Air Products PLC en andere industriële partijen en onderzoeksinstellingen. Via onderstaande projecten worden de resultaten van het SEWGS onderzoek verspreid.

The CACHET project

The CAESAR project

The CATO project

The CATO-2 project,

De websites van deze projecten worden geregeld geactualiseerd met resultaten en plannen met betrekking tot SEWGS.

Publicaties

E. van Selow, P. Cobden, R. van den Brink, A. Wright, V. White, P. Hinderink, J. Hufton (2009). Pilot-scale development of the sorption enhanced water gas shift process. In: Carbon Dioxide Capture for Storage in Deep Geologic Formations, Volume 3, L.I. Eide (ed.), CPL Press and BP.

E.R. van Selow, P.D. Cobden, P.A. Verbraeken, J.R. Hufton, R.W. van den Brink (2009). Carbon capture by sorption enhanced water gas shift reaction process using hydrotalcite-based material. Ind. Eng. Chem. Res. 48, 9, 4184.

S. Walspurger, L. Boels, P.D. Cobden, G.D. Elzinga, W.G. Haije, and R.W. van den Brink (2008). The crucial role of the K+-Aluminium oxide interaction in K+-promoted alumina- and hydrotalcite-based materials for CO2 sorption at high temperatures. ChemSusChem 1, 643 – 650.

P.D. Cobden, P. van Beurden, H.Th.J. Reijers, G.D. Elzinga, S.C.A. Kluiters, J.W. Dijkstra, D. Jansen, R.W. van den Brink (2007). Sorption-enhanced hydrogen production for pre-combustion CO2 capture: Thermodynamic analysis and experimental results. Int. J. Greenhouse Gas Cntrl. 1, 170 – 179.

Een ECN brochure over de SEWGS kan hier (Engels, PDF, 750 kB) gedownload worden.