SlideShare a Scribd company logo
1 of 22
Download to read offline
Intensifying*CO2*binding*

Pol$Knops$
Innova,on$Concepts$
www.innova,onconcepts.eu$
knops@innova,onconcepts.eu$
Tel:$06;51304842$
AUTUMN*SESSION*PINNL*$
Presenta;on*
•  CO2*cycle*
•  Mineraliza;on*
•  Gravity*Pressure*Vessel*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**2*
Energy*level*

“Uphill”*/*“Downhill”*

13/11/2013*

Coal*

0$

CO2*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**3*
“Uphill”*/*“Downhill”*

Energy*level*

Urea*
Synthesis*gas*

13/11/2013*

Coal*
CO*

0*

CO2*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**4*
“Uphill”*/*“Downhill”*

Energy*level*

Urea$
Synthesis$gas$
Coal*

The*Ground*energy*state*
CO$
of*a*Carbon*is*a*Carbonate*

0*

CO2*
MgCO3*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**5*
Mineraliza;on*reac;on*
Olivine
Mg2SiO4 + 2CO2 + 2H2O =>
2MgCO3 + Si(OH)4

[∆H = -239.2 kJ/mol]

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**6*
Carbon*deposits*
Amount*(C)*
(X*10E15*kg)*

Rela;ve*
(%)*

Limestone$(CaCO3)$

35.000$

47%*

Dolomites$(CaCO3MgCO3)$

25.000$

33%*

Sedimentary$carbon$

15.000$

20%$

Recoverable$fossil$fuels$

4$

0,005%$

Oceanic$HCO3;$CO32;$

42$

0,056%$

Dead$Surficial$Carbon$(humus,$peat)$

3$

0,004%$

Atmospheric$CO2$

0,72$

0,00095%$

Biomass$

0,56$

0,0007%$

Anthropogenic$emissions$

0,008/year$

Natural$(volcanic)$

0,00005$/yr$

“Dead”*
“Live”*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

(1%)$
*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**7*
Global*CO2*balance*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**8*
CO2*sequestra;on*
Increase*mineraliza;on:*

Weathering*rate:*

•  Ambient*Weathering*
•  Product*replacement*

≈*1*μm/year*

•  Process*intensifica;on*

≈100*μm/hr*

Intensifica*on:-1.000.000-*mes13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**9*
Process*condi;ons*
Mineraliza;on* Flue*gas*

VerTech*
(GPV)*

60°C$

Temperature$ 180°C$

275°C$

Pressure$

40;100$bar$

Ambient$
(10%$CO2)$

100$bar$

Residence$
,me$

1$hour$

seconds$

1$hour$

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**10*
Process*
•  Opera;ng*principle:*
Step*by*step*explained*in*following*slides*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

$Pol$Knops/$Innova,on$Concept$$11$
A$
0$meter$

Reactor*1*
A:*Incoming*material*
B:*DownComer*tube*
*
Pressure*increase*
*
Preehea;ng*medium*(speed*up*reac;on*kine;cs)*

B$
;1200$meter$

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**12*
C* C*

A$

Reactor*2*
A:*Incoming*material*
B:*DownComer*tube*
C:*CO2*injec;on*
*
Reactants*present,*increased*temperature*present*
*
Exothermic*reac;on*e>*Energy*produc;on*

C*
C*

B$

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**13*
C*

A$

Reactor*3*

D*

A:*Incoming*material*
B:*DownComer*tube*
C:*CO2*injec;on*
D:*UpComer*tube:*
*
Releases*most*of*the*energy*to*DownComer*
*
Pressure*decreases*
*
Leaves*the*reactor*

D$

B$

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**14*
C*

A$

Reactor*4*

E*

E*

D$ E$

A:*Incoming*material*
B:*DownComer*tube*
C:*CO2*injec;on*
D:*UpComer*tube*
E:*Surrounding*cooling*tube*
**Func;on*first*(reverse*circula;on)*hea;ng*up*
***Aier*“igni;on”*(exothermic*reac;on)**cooling**
****The*cooling*water*can*be*reeused*(amine*recovery)*
**Appr.*half*of*the*exothermic*heat*is*available*at*this*
high*temperature*pipe*

B$

13/11/2013*

E*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**15*
C*

A$

Advantages*

E*

E*

D$ E$

B$

13/11/2013*

E*

; Pressure*built*up*
*
; Heat*exchange*
*
; Intense*mixing*
*
; Plug*flow*reactor*
*
; Residence*;me*
*
; Energy*recovery*
*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**16*
Construc;on*
•  Conven;onal*drilling:*
*Straight,*30”**

13/11/2013*
Well*head*
Process*
Comparison*

VerTech*

CO2*Energy*reactor*
(pilot*scale)*

Experience*
>*10*years*
Construc;on*period* 1992*e*1994*

Not*
*e*

Throughput*

120*m3/hr*
550.000*m3/hr*

100*m3/hr*
20*ton*Olivine/hr*

Energy*produc;on*
Recovery*

9.5*MW(th)*
50%*@*260°C*

9.8*MW(th)*
50%*@*180°C*

Energy*density*

0.34*MJ/kg*

0.42*MJ/kg*

Gas*injec;on*

O2:*2400*kg/hr*

CO2:*12*ton/hr*
100kton*CO2/yr*

Max.*temp*
Depth*

270°C*
1200*meter*

190°C**
1200*meter*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**19*
Batch*autoclave*

13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**20*
Other*Processes*
•  Asbestos*destruc;on*
•  Steel*slags*
•  Red*mud*treatment*
•  Bayer*process*(alumina*produc;on)*
•  High*Pressure*Acid*Leaching*
•  Wet*Air*Oxida;on:*
** Oil*Sand*residue*
13/11/2013*

AUTUMN*SESSION*PINNL*$

*Pol*Knops/*Innova;on*Concept**21*
Gravity Pressure Vessel (GPV)
Een GPV-reactor gebruikt de zwaartekracht om de benodigde druk te creëren,
terwijl de warmte die bij de reactie vrijkomt zorgt voor de gewenste hoge temperaturen.

End*

carbonaten

Reac;on*rate:*

zand (silicaten)

injectie slurry

slurry

van water en
gemalen olivijn

water

stoom
afgetapt en gebruikt voor
productie van elektriciteit

zwaartekracht

slurry

zorgt voor de
benodigde druk

stroomt weer terug naar boven

carbondioxyde
reageert met olivijn en
vormt carbonaten:
magnesiumcarbonaat
calciumcarbonaat
kaliumcarbonaat

Warmte die bij de reactie vrijkomt
zorgt voor hoge temperaturen
© De Ingenieur / Marcel Groenen

From*geological*
scale*to*process*
scale*

More Related Content

More from Green Minerals B.V.

Milieu magazine nr. 3 2020 olivijn
Milieu magazine nr. 3 2020 olivijnMilieu magazine nr. 3 2020 olivijn
Milieu magazine nr. 3 2020 olivijnGreen Minerals B.V.
 
2020 aachen mineral recycling forum
2020 aachen mineral recycling forum2020 aachen mineral recycling forum
2020 aachen mineral recycling forumGreen Minerals B.V.
 
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstofGreen Minerals B.V.
 
2018 enschede kivi co2 utilization green minerals
2018 enschede kivi co2 utilization green minerals2018 enschede kivi co2 utilization green minerals
2018 enschede kivi co2 utilization green mineralsGreen Minerals B.V.
 
2018 Geleen University Maastricht
2018 Geleen University Maastricht2018 Geleen University Maastricht
2018 Geleen University MaastrichtGreen Minerals B.V.
 
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle AustraliaGreen Minerals B.V.
 
2017 utrecht cato green minerals
2017 utrecht cato green minerals2017 utrecht cato green minerals
2017 utrecht cato green mineralsGreen Minerals B.V.
 
Column Ladder van Lansink voor CO2
Column Ladder van Lansink voor CO2Column Ladder van Lansink voor CO2
Column Ladder van Lansink voor CO2Green Minerals B.V.
 
2017 chemie magazine green minerals
2017 chemie magazine green minerals2017 chemie magazine green minerals
2017 chemie magazine green mineralsGreen Minerals B.V.
 

More from Green Minerals B.V. (20)

Milieu magazine nr. 3 2020 olivijn
Milieu magazine nr. 3 2020 olivijnMilieu magazine nr. 3 2020 olivijn
Milieu magazine nr. 3 2020 olivijn
 
2020 aachen mineral recycling forum
2020 aachen mineral recycling forum2020 aachen mineral recycling forum
2020 aachen mineral recycling forum
 
Poster agu lenferink
Poster agu lenferinkPoster agu lenferink
Poster agu lenferink
 
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof
2019 Science Cafe Enschede CO2 Als grondstof
 
2019 utrecht olivijn knops
2019 utrecht olivijn knops2019 utrecht olivijn knops
2019 utrecht olivijn knops
 
2019 aachen iccdu
2019 aachen iccdu2019 aachen iccdu
2019 aachen iccdu
 
2019 les diablerets web
2019 les diablerets web2019 les diablerets web
2019 les diablerets web
 
2019 utrecht yes dc
2019 utrecht yes dc2019 utrecht yes dc
2019 utrecht yes dc
 
2018 stadskrant sittard geleen
2018 stadskrant sittard geleen2018 stadskrant sittard geleen
2018 stadskrant sittard geleen
 
2018 enschede kivi co2 utilization green minerals
2018 enschede kivi co2 utilization green minerals2018 enschede kivi co2 utilization green minerals
2018 enschede kivi co2 utilization green minerals
 
2018 kcpk paper
2018 kcpk paper2018 kcpk paper
2018 kcpk paper
 
2018 amsterdam
2018 amsterdam2018 amsterdam
2018 amsterdam
 
2018 dusseldorf ecp summit
2018 dusseldorf ecp summit2018 dusseldorf ecp summit
2018 dusseldorf ecp summit
 
2018 Gothenburg
2018 Gothenburg2018 Gothenburg
2018 Gothenburg
 
2018 Geleen University Maastricht
2018 Geleen University Maastricht2018 Geleen University Maastricht
2018 Geleen University Maastricht
 
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia
2018 ACEME Presentation as given at Newcastle Australia
 
2017 utrecht cato green minerals
2017 utrecht cato green minerals2017 utrecht cato green minerals
2017 utrecht cato green minerals
 
2017 Green Minerals dusseldorf
2017 Green Minerals dusseldorf2017 Green Minerals dusseldorf
2017 Green Minerals dusseldorf
 
Column Ladder van Lansink voor CO2
Column Ladder van Lansink voor CO2Column Ladder van Lansink voor CO2
Column Ladder van Lansink voor CO2
 
2017 chemie magazine green minerals
2017 chemie magazine green minerals2017 chemie magazine green minerals
2017 chemie magazine green minerals
 

Pin nl process intensification