Dabar, praėjus daugiau nei 20 metų XXI amžiuje, kovos su klimato kaita svarba auga. Kaip pasiūlė JT Net Zero koalicija: 2050 m. Paryžiaus susitarime pabrėžiama, kad per dešimtmetį reikia gerokai sumažinti išmetamų teršalų kiekį, kad pasaulinis atšilimas būtų mažesnis nei 1,5 laipsnio ir būtų užtikrintas tinkamas gyventi klimatas. Kad tai pasiektų, sunkiosios pramonės gamintojai sparčiai kuria verslus ir daug investuoja, o technologijų startuoliai kuria naujus sprendimus. Nepaisant pramonės gamintojų investicijų problemai spręsti ir naujų technologijų įmonių kuriamų naujų sprendimų, pasaulinis tikslas lieka neįgyvendintas.
Anglies surinkimo esmė yra kai kurios gana paprastos cheminės reakcijos. Bet kuri anglies dioksido surinkimo ir regeneravimo sistema turi veikti itin efektyviai, kad būtų užtikrinta, jog ji nedidintų problemų, nes naudojant daug anglies dioksido į aplinką išskiriantį kurą arba į atmosferą išmetama daugiau anglies. Kitaip tariant, mes turime surinkti kuo daugiau anglies, naudojant daug mažiau anglies reakcijai sukurti, nei sugaunama. Idealiu atveju tikslas yra pakeisti nulinį anglies dioksido kiekį į neribotą anglies atgavimą kaip produkciją.
Norint išspręsti šią problemą, reikalinga anglies dvideginio neigiama infrastruktūra. Veiksmingiausias, efektyviausias ir keičiamo dydžio būdas sumažinti CO2 išmetimą yra naudoti tiesioginį oro surinkimą (DAC). Tiesioginis oro surinkimas yra technologija, kuri atskiria anglies dioksidą nuo oro, kad būtų sukurti ekonomiškai reikalingi produktai – pavyzdžiui, žemės ūkio produktai, statybinės medžiagos, kuras, plastikai ir cheminės medžiagos. DAC taip pat leidžia sekvestruoti -- galimybę saugoti CO2 konstruktyviems tikslams -- paverčiant jį iš grėsmės galimybe.
Priedų gamybos pranašumai
Norint pašalinti anglį iš atmosferos, reikia filtrų, šilumokaičių, kondensatorių, dujų separatorių ir kompresorių sistemos. Daugeliui šių sudėtingų dalių reikalingos geometrijos, kurios puikiai tinka priedų gamybai, kuri yra efektyvesnė ir galbūt ekonomiškesnė už tradicinius gamybos metodus, o DAC įrenginiams suteikiamas didelis našumas ir ekonominė nauda:
Projektavimo optimizavimas energijos vartojimo efektyvumui užtikrinti. Taikydami priedų gamybos optimizavimo galimybes šioms anglies dioksido surinkimo ir panaudojimo sistemoms, galime žymiai padidinti našumą ir efektyvumą, artėjant energijos praradimui.
Dizaino laisvė. Greitas prototipų kūrimas leidžia sukurti naujas struktūras, reikalingas efektyviai surinkti ir apdoroti atmosferos anglį ir panaudoti ją kažkam naudingo.
spektaklis. Jis gali pagaminti lydinių seriją, atsparią aukštai temperatūrai, atsparumą korozijai ir aukštą šilumos laidumą.
Išplečiamumas. Greitai pristatoma su keičiamo dydžio gamyba, kad būtų palaikoma didelė įrangos paklausa šioje srityje.
Tiekimo grandinės efektyvumas. Komponentų integravimas ir bendras dizainas leidžia supaprastinti kokybę ir tiekimo grandinę. Negalime nekreipti dėmesio į anglies pėdsaką, kai naudojami keli tiekėjai visoje šalyje gaminant vieną komponentą.
Priedų gamyba atitinka visus tokių reaktorių gamybos reikalavimus ir leidžia pritaikyti įvairius anglies surinkimo poreikius.
Mikro turbinų įranga
Mikroturbinos yra nauja technologija įvairiose pramonės šakose, įskaitant energijos gamybą. Jie suteikia galimybę užtikrinti aukšto slėgio, efektyvų dujų ir skysčių tiekimą nedideliu kiekiu su minimaliu energijos / anglies pėdsaku. Anglies dioksido surinkimo efektyvumas yra labai panašus į bendrą elektros gamybos efektyvumą ir priklauso nuo gamybos ir energijos sąnaudų.
Didelis našumas, patikimas oro suspaudimas ir sistemos slėgio stabilumas yra labai svarbūs anglies surinkimo sistemų veikimui dabar ir, dar svarbiau, ateityje. Pramoninėms anglies dioksido surinkimo sistemoms pereinant prie komercinių vienetų ir paskirstytos gamybos bei eksploatavimo, dar svarbiau naudoti naują kompaktišką turbinų technologiją, kad būtų galima atlikti didelio efektyvumo ir nedidelio masto operacijas.
Mmechaninis filtras
Pagrindinė anglies surinkimo dalis yra pirmiausia „sugauti“ anglį struktūriniais mechaniniais filtrais, paprastai padengtais anglį pritraukiančiais aminais. Oras į sistemą įtraukiamas per pirmąjį etapą, kuris yra „tiesioginio oro kontakto“ etapas. Tiesiogiai su oru besiliečiančio filtro efektyvumą galima padidinti naudojant filtro struktūrą, leidžiančią maksimalų kontaktą tarp įeinančio oro ir filtro paviršiaus. Priedų gamyba leidžia sukurti pirmą funkciją šio filtro, kuris gali sukelti didelį turbulencijos ir maišymosi lygį, taip pat didelį paviršiaus plotą, kad būtų pasiektas maksimalus oro kontaktas.
Hvalgyti keitiklis
Šilumos atliekos yra dažna anglies surinkimo problema. Pirmajame tiesioginio sąlyčio su oru etape surinkta anglis turi būti pašalinta iš mechaninio filtro į paskesnį valymo etapą. Daugelyje technologijos įgyvendinimo variantų tai pasiekiama išleidžiant anglį iš filtro suslėgtais garais. Šilumokaičiai gali būti naudojami likutinei šilumai pašalinti iš garo gamybos proceso ir dažniausiai pasroviui, siekiant sumažinti anglies turinčio garo, išeinančio iš filtro, temperatūrą. Be to, naujos šilumos mainų strategijos kartu su tolesniu distiliavimo ir rafinavimo etapais palaiko pastovią proceso temperatūrą, kad palaikytų chemines reakcijas ir susidarytų anglies produktai.
Difuzoriaus plokštė
Difuzoriaus plokštės dažniausiai naudojamos cheminiam apdorojimui, norint paimti dujų ar skysčio tūrį ir sumaišyti. Skysčių difuzija veikia kaip šviesos kolimacijos koncepcija, kuri paima šviesos šaltinį ir organizuoja energiją taip, kad šviesa išsisklaidytų lygiagrečiais pluošto takais. Difuzoriaus plokštė yra labai panaši į sodo žarnos purkštuvų galvutę, ji tekės chaotišką skystį į struktūrinį tolygų srautą. Skysčių difuzijos plokštės yra svarbi proceso kamino dalis, užtikrinanti vienodą anglies turinčių skysčių srautą ir tvarkymą jiems tekant.
Priedo gamyba leidžia didelio tūrio difuzoriaus plokštėms užtikrinti didelio efektyvumo skysčio dispersiją, visų pirma dėl sudėtingo difuzoriaus plokščių formų, bet taip pat ir difuzoriaus purkštukų formų. Pasiskolinant koncepcijas iš aviacinių degalų purkštukų dizaino ir puslaidininkinės įrangos purkštuvų pritaikymo, papildomai pagamintos difuzoriaus plokštės gali būti pagamintos 20 kartų greičiau nei grynas apdirbimas.
Aušintuvai ir distiliatoriai
Anglies turtingas produktas, išeinantis iš filtravimo etapo, gali būti laikomas „nešvariu“ ir jį reikia toliau apdoroti, kad jį būtų galima naudoti. Šis nešvarios anglies perdirbimas gali būti atliekamas ne atskiroje sistemoje, tačiau tai reiškia, kad daugiau anglies susidaro renkant ir transportuojant nešvarius anglies produktus į antrinio perdirbimo įrenginius. Vertingiausiose ir perspektyviausiose anglies surinkimo sistemose yra tam tikru laipsniu integruotas nešvarių anglies produktų perdirbimas, todėl anglies surinkimo sistemos produkcija apima švarius naudotinus anglies produktus ir saugius vandens pagrindu pagamintus šalutinius produktus.
Rafinavimo gamyklų bokštus, įskaitant distiliatorius ir šilumokaičius su integruotu aušinimu, tradiciškai gana sudėtinga surinkti, juose yra dešimtys lakštinio metalo korpusų ir pakopų (iki šimtų jardų alkūnių), taip pat dešimtys flanšų, jungiamųjų detalių, kolektorių. apdirbtas arba išlietas. Visa tai reikia gauti ir surinkti, dar labiau padidinant bendrą anglies išmetimą ir taršą vien tik gaminant dalis ir jas surenkant.
Papildoma gamyba leidžia integruoti platų komponentų ir bendro dizaino spektrą, o tai leidžia reikšmingai integruoti ir supaprastinti tiekimo grandinę. Tai taip pat leidžia sukurti veiksmingą, veiksmingą dizainą, kuris pagreitina apdailos etapą ir suteikia daugiau našumo naudojant mažesnę formą.
Kolektoriai (skysčių, dujų ir garų)
Anglies surinkimas yra cheminis procesas, apimantis skysčių ir dujų derinį su chemija, temperatūra ir slėgiu. Kolektoriai turi daug pritaikymų anglies surinkimui, pradedant cheminių medžiagų tiekimu į proceso kameras ir baigiant efektyviu aušinimo skysčio paskirstymu aktyviems aušinimo komponentams, pvz., šilumokaičiams, ir bendroms dujų paskirstymo programoms. Šių dalių gamyba yra sudėtinga ne dėl cheminio atsparumo ar specialių aviacijos ir kosmoso medžiagų reikalavimų, o dėl poreikio išlaikyti slėgį daugelyje atšakų ir netgi perkelti skysčius per proceso kamerą. Efektyvus vienas prieš daugelį išsišakojimas ir vienodas skysčių srautas kartu su erdvės ir surinkimo apribojimais yra geometrinė problema, kai priedų gamyba turi unikalių pranašumų, o aviacijos, gynybos ir puslaidininkių pramonė dabar taiko šią technologiją. .
Galimybė, kad ateityje galėsime lengviau atsikvėpti
Tiesioginis oro surinkimas ir rafinavimas yra pagrindinės technologijos, skirtos pagerinti atmosferos anglies kiekį, o priedų gamyba šiuo metu daro technologiją žymiai efektyvesnę. Šiuo atžvilgiu „3D Systems“ pagrindinių sprendimų vadovas sakė: „3D sistemos ir „AirCapture“ nuėjo ilgą bendradarbiavimo kelią, panaudodami priedų gamybą, kad greitai kartotųsi ir sukurtų gaminamus komponentus. Didelio efektyvumo geometrijos, taikomos proceso kaminui ir šilumos mainams, didėja. fiksuoti efektyvumą, tuo pačiu sumažinant formos faktorių ir pėdsaką, todėl technologiją lengva įdiegti ir galiausiai išplėsti. Toliau taikant pažangias gamybos technologijas ir projektavimo įrankius, manome, kad lengviau suprasti, kad klimatas vis dar gali būti patogus ir tinkamas gyventi ateities kartoms.