Tại sao phớt cơ khí lại quan trọng trong việc đẩy nhanh tiến độ thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS)

 Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, trong bối cảnh nhiệt độ tăng cao và các cơn bão, lũ lụt, hạn hán và cháy rừng xảy ra trên diện rộng trên toàn cầu. Và chính những hiện tượng đó đã trở thành mối quan tâm lớn đối với xã hội loài người và nền kinh tế toàn cầu. Do đó, việc giảm thiểu biến đổi khí hậu đã trở thành một mục trong chương trình nghị sự của các chính phủ, ngành công nghiệp và cộng đồng trên toàn cầu. Trong bối cảnh này, CCUS nói riêng đã được xác định là một ứng cử viên đầy hứa hẹn để đưa vào vũ khí chống biến đổi khí hậu do khả năng đưa ra các giải pháp đột phá có thể làm giảm CO2 trong khí quyển, một tác nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Công nghệ CCUS bao gồm một loạt các hoạt động cực kỳ thách thức: từ thu giữ CO2 từ nguồn phát thải, đến việc sử dụng (nếu có) tại địa điểm thu giữ nơi có thể tạo ra đủ giá trị thương mại và cuối cùng là lưu trữ địa chất lý tưởng lâu dài CO2 trong bất kỳ đặc điểm địa chất hoặc bể chứa nào trong điều kiện ngăn chặn CO2 thoát trở lại khí quyển. Phạm vi là rất lớn; nó bao gồm không chỉ việc giảm lượng khí thải carbon của các quy trình công nghiệp đã được thiết lập mà còn mở ra những con đường mới cho sản xuất ròng bằng không, thậm chí là ròng âm. Nhưng điều này sẽ phụ thuộc rất nhiều vào hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của chúng.

Trong khi có nhiều phương pháp rõ ràng để bảo vệ tính toàn vẹn hoạt động của các quy trình CCUS, một trong những giải pháp tinh tế nhất là phớt cơ khí. Chúng là một phần của các bộ phận máy móc thiết yếu để thu giữ, vận chuyển và lưu trữ carbon dioxide. Các phớt cơ khí sẽ không bị rò rỉ, cho phép CO2 áp suất cao duy trì trạng thái siêu tới hạn - hoạt động như chất lỏng và khí - và sẽ không rò rỉ qua các phớt. Đây là một khả năng cực kỳ quan trọng vì mỗi lần rò rỉ không chỉ có nghĩa là mất CO2 đã thu giữ mà còn gây ra những rủi ro đáng kể về an toàn và nguy cơ đối với môi trường.

Mặc dù kích thước nhỏ so với các thành phần khác trong hệ thống CCUS, phớt cơ khí có tầm quan trọng đặc biệt và quyết định đối với hiệu quả và sự an toàn của toàn bộ hệ thống CCUS do số lượng lớn và dịch vụ liên tục trong quá trình hoạt động. Khả năng phục hồi của chúng trước các điều kiện khắc nghiệt của áp suất và nhiệt độ cực cao cũng như khả năng chống lại các tác nhân ăn mòn và môi trường mài mòn sẽ đóng vai trò then chốt trong việc triển khai các công nghệ CCUS hiệu quả và đáng tin cậy trong tương lai[3,4]. Nếu thiết kế phớt cơ khí không có chất lượng cao ngay từ đầu, chúng sẽ làm tăng đáng kể nguy cơ hệ thống bị hỏng, dẫn đến ngừng hoạt động và mất doanh thu — và quan trọng nhất là chậm trễ trong việc giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Vì vậy, trong khi các cuộc thảo luận rộng hơn về CCUS đề cập đến các kênh thu giữ thay thế hoặc phương tiện lưu trữ, đừng chùn bước trước phớt cơ khí. Chúng rất quan trọng trong việc mang lại hiệu quả và độ tin cậy từ các hệ thống tiên tiến này, đóng góp quan trọng nhưng phần lớn không được chú ý vào việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Biểu đồ cảnh quan CCUS

Thu giữ, Sử dụng và Lưu trữ Carbon được gọi là một tập hợp các công nghệ sẽ được sử dụng để giảm thiểu tác động phát thải GHG lên môi trường của chúng ta thông qua việc thu giữ CO2 từ các nguồn bao gồm nhà máy điện và các khu công nghiệp. Sau đó, CO2 bị giữ lại này có thể được áp dụng trong các quy trình tiếp theo hoặc được lưu trữ dưới lòng đất để ngăn chặn việc phát thải vào khí quyển. Các nhiệm vụ mà CCUS bao gồm rất rộng và đa dạng, với một số phương pháp liên quan đến việc thu giữ CO2 trực tiếp từ khí quyển và BECCS, hoặc sản xuất năng lượng sinh học cộng với việc thu giữ và lưu trữ carbon. Hơn nữa, sự tiến bộ của công nghệ trong các phương pháp lưu trữ địa chất đang cho phép lưu trữ CO2 an toàn lâu dài.

Tất cả các công nghệ này đều có những thách thức riêng, đặc biệt là các vấn đề về độ tin cậy và an toàn khi vận hành. CO2, đặc biệt là ở trạng thái siêu tới hạn và dưới áp suất cao, rất nguy hiểm do có tính ăn mòn và độc hại. Những thách thức như vậy đòi hỏi cơ sở hạ tầng và thiết bị cực kỳ đáng tin cậy và chắc chắn.

Tương tự như vậy, khi nhu cầu toàn cầu về các giải pháp CCUS hiệu quả tiếp tục tăng, một công thức cho độ tin cậy là tối quan trọng đối với các thiết bị có liên quan nơi diễn ra quy trình. Đây là khía cạnh mà phớt cơ khí đóng vai trò không thể thiếu. Phớt cơ khí đóng vai trò quan trọng trong hoạt động CCUS, đặt chúng ở trung tâm của máy bơm, máy nén và nhiều hệ thống quan trọng khác. Chúng giúp giữ CO2 được chứa và ngăn ngừa rò rỉ có thể gây ra rủi ro nghiêm trọng về môi trường và an toàn. Những phớt này một lần nữa ngăn chặn sự lây nhiễm chéo của CO2 đó khỏi việc tiếp cận hoặc bị nhiễm bẩn với bất kỳ thứ gì bên ngoài hai bồn chứa đó.

Sự ngăn chặn không phải là mối quan tâm duy nhất khi nói đến phớt cơ khí. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống CCUS về hiệu suất và độ bền. Trên thực tế, các phớt này giảm thiểu nhu cầu bảo trì và thay thế, đồng thời giúp ngăn ngừa rò rỉ và nhiễm bẩn, do đó giảm thiểu thời gian chết, qua đó tăng thêm hiệu quả về mặt chi phí cho các dự án thu giữ carbon. Trên thực tế, độ tinh khiết của CO 2 rất quan trọng trong các hệ thống mà nó được sử dụng cho các ứng dụng công nghệ tiếp theo như trong thu hồi dầu tăng cường (EOR). Trên thực tế, để bất kỳ ứng dụng hạ nguồn nào có hiệu quả và an toàn, phớt cơ khí rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của chất lượng CO 2 được bảo toàn trong suốt quá trình.

Tóm lại, khi ngành CCUS tiến triển và mở rộng quy mô, phớt cơ khí ngày càng trở nên quan trọng hơn. Chúng không chỉ là các thành phần, mà còn là một phần không thể thiếu trong việc triển khai an toàn, hiệu quả và thành công các địa điểm thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon. Phớt cơ khí có thể chịu được các lực tàn khốc mà không bị rò rỉ hoặc làm ô nhiễm chính những nỗ lực đổi mới công nghệ nhằm chống lại biến đổi khí hậu, không có điều gì có thể tưởng tượng được là có thể.

Những cải tiến công nghệ mới nhất trong CCUS

Hiện nay, những cải tiến công nghệ CCUS đang phát triển các đặc điểm như tăng hiệu quả, giảm chi phí vận hành và khả năng mở rộng triển khai rộng rãi. Hiện tại, cải tiến chính nằm ở việc tạo ra các dung môi hóa học tốt hơn. Các dung môi tiên tiến này sẽ hấp thụ lượng CO2 lớn hơn với mức sử dụng năng lượng ít hơn đáng kể, do đó cải thiện hiệu quả năng lượng của quy trình thu giữ. Tuy nhiên, thay vì các quy trình tự nhiên, những cải tiến về vật liệu và quy trình hấp phụ đã thúc đẩy tiềm năng thu giữ không khí trực tiếp lên quy mô lớn hơn. Điều này được thực hiện để carbon dioxide trong không khí xung quanh được hấp thụ có chọn lọc bởi các vật liệu này — một bước quan trọng trong việc biến công nghệ này trở nên thiết thực và tiết kiệm chi phí để áp dụng rộng rãi hơn.

Song song với những đột phá về hóa chất và vật liệu này, sự tiến bộ cũng đã được thực hiện trong lĩnh vực liên kết nhưng cực kỳ quan trọng của công nghệ phớt cơ khí cần thiết cho tính toàn vẹn và hiệu quả trong quy trình CCUS. Các phớt cơ khí hiện đại được thiết kế và thử nghiệm để chịu được bản chất ăn mòn cao của CO2 trên tất cả các pha tương ứng, cũng như áp suất và nhiệt độ cao trong các hoạt động CCUS. Độ bền và độ tin cậy của phớt đã được cải thiện đáng kể thông qua việc sử dụng gốm sứ tiên tiến và các kết hợp hợp kim độc đáo được sử dụng trong cấu trúc phớt. Với các vật liệu này, phớt có khả năng chống mài mòn và ăn mòn cao hơn nhiều, mang lại thời gian hoạt động dài hơn giữa các lần bảo trì hoặc thay thế.

Ngoài ra, việc kết hợp các công nghệ thông minh vào phớt cơ khí là một bước tiến hóa. Các phớt thông minh này được trang bị các cảm biến phát hiện nhiều thông số vận hành theo thời gian thực. Ngoài ra, nó còn cung cấp khả năng thực hiện bảo trì dự đoán bằng cách cung cấp giám sát liên tục về hiệu suất và tình trạng phớt. Các loại công nghệ này làm giảm khả năng ngừng hoạt động không kịp thời, giúp tăng cường độ tin cậy trong hoạt động của các hệ thống CCUS bằng cách xác định các lỗi có thể xảy ra trước khi chúng xảy ra. Cuối cùng, những phát triển này trong công nghệ phớt cơ khí hỗ trợ các yêu cầu phát triển cơ sở hạ tầng CCUS bằng cách giúp đảm bảo rằng hoạt động triển khai quy mô lớn của các hệ thống như vậy có thể được thực hiện một cách an toàn, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.

Phớt cơ khí giải quyết những thách thức chính của CCUS như thế nào

Hơn thế nữa, phớt cơ khí đang được tích hợp vào công nghệ CCUS để giải quyết hầu hết các vấn đề chính. Đặc biệt, phớt CO2—đặc biệt là ở trạng thái siêu tới hạn—áp đặt các yêu cầu nghiêm ngặt về phớt mà không bị suy thoái. Hơn nữa, phớt cơ khí đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống bằng cách ngăn ngừa mọi rò rỉ tiềm ẩn, có thể cực kỳ độc hại và có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các quy trình như đường ống và lưu trữ CO2 siêu tới hạn, vì rò rỉ có thể phá hỏng mục đích thu giữ và lưu trữ carbon.

Hơn nữa, các đặc tính ít bảo trì và tuổi thọ hoạt động nhất mà phớt cơ khí có thể hứa hẹn đang rất được ưa chuộng trong thiết bị CCUS. Tần suất thay thế hoặc sửa chữa các bộ phận này càng thấp thì thời gian hoạt động của toàn bộ thiết bị càng dài – và do đó, lượng CO2 được xử lý sẽ tăng lên tương ứng.

Cuối cùng, trong khi tiềm năng kinh tế của công nghệ CCUS có thể được tăng cường nhờ chi phí thấp hơn liên quan đến bảo trì và thời gian ngừng hoạt động của hệ thống. Phớt cơ khí chất lượng cao giúp giảm chu kỳ bảo trì, cùng với việc giảm nguy cơ hỏng hóc hệ thống, giúp giảm thêm chi phí vận hành chung.

Giá trị của một đối tác đáng tin cậy cho phớt cơ khí CCUS

Trong trò chơi phức tạp này của CCUS, một đối tác đáng tin cậy có thể cung cấp phớt cơ khí chất lượng cao có thể tạo nên sự khác biệt. Kinh nghiệm đối tác rộng rãi trong các sắc thái của ứng dụng CCUS và các thách thức liên quan Cung cấp các giải pháp tùy chỉnh mang lại hiệu suất và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống được nâng cao Những mối quan hệ đối tác này là cần thiết, không chỉ cho các giải pháp bịt kín lâu dài và phù hợp mà còn cho sự hỗ trợ và đổi mới liên tục.

Sử dụng một đối tác đáng tin cậy không chỉ giúp đảm bảo rằng phớt cơ khí chính xác đang được sử dụng cho ứng dụng của họ mà còn cung cấp mọi thứ từ phân tích và bảo trì hệ thống đến phân tích lỗi. Mức độ hỗ trợ như vậy không chỉ mong muốn mà còn rất quan trọng trong các cơ sở CCUS, nơi mà mỗi phút đơn vị đó ngừng hoạt động sẽ tốn hàng triệu đô la, nếu không muốn nói là nhiều hơn và rõ ràng là có tác động lớn hơn đến môi trường.

Ngoài ra, khi nhiều công nghệ CCUS tiến bộ hơn trong tương lai, công nghệ niêm phong cũng đòi hỏi sự đổi mới. Bằng cách hợp tác với các đối tác nghiên cứu và phát triển tận tâm, các kỹ sư và kiến trúc sư CCUS sẽ xuất hiện từ phòng thí nghiệm với các công nghệ niêm phong hiện có tinh tế và các công nghệ niêm phong mới đáp ứng nhu cầu mới nổi của ngành.

CCUS bao gồm nhiều bộ phận chuyển động, và phớt cơ khí xếp hạng trong số các thành phần nhỏ hơn, nhưng mã hóa của chúng trong hệ thống CCUS an toàn đáng tin cậy hiệu quả lại quá lớn. Vì thế giới đang chuyển sang công nghệ nhiều hơn bao giờ hết trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, phớt cơ khí là vấn đề tất yếu. Điều đó nhấn mạnh lý do tại sao CCUS phải là một phần của bộ giải pháp mà chúng ta cần trong cuộc chiến chống lại sự nóng lên toàn cầu – nhưng điều đó sẽ chỉ xảy ra với sự đổi mới liên tục và quan hệ đối tác kiến thức hỗ trợ để đảm bảo công nghệ ít nhất là hoạt động bình thường.