Model trójwymiarowy instalacji do odzysku oraz sprężania dwutlenku węgla został opracowany w środowisku projektowym SolidWorks, natomiast obliczenia technologiczne i bilansowe wykonano z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania symulacyjnego ChemCad.
Opracowany model 3D odwzorowuje rzeczywiste usytuowanie aparatów technologicznych w przestrzeni instalacyjnej, uwzględniając zarówno wzajemne rozmieszczenie urządzeń procesowych, jak i ich integrację z ramą konstrukcyjną układu badawczego. Model umożliwia analizę ergonomii instalacji, dostępności serwisowej, prowadzenia rurociągów procesowych oraz oceny możliwości skalowania rozwiązania do warunków półtechnicznych lub przemysłowych.
Projektowana technologia odzysku CO₂ została oparta na zintegrowanym układzie procesów absorpcji, desorpcji oraz adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA – Pressure Swing Adsorption). W pierwszym etapie procesu dwutlenek węgla jest selektywnie wychwytywany ze strumienia gazowego w kolumnie absorpcyjnej z wykorzystaniem wodnych roztworów amin.
Nasycony rozpuszczalnik kierowany jest następnie do sekcji desorpcji, w której — poprzez podwyższenie temperatury i obniżenie rozpuszczalności gazu — następuje regeneracja aminy oraz wydzielenie skoncentrowanego strumienia dwutlenku węgla. Proces absorpcja–desorpcja tworzy cykliczny układ pracy umożliwiający wielokrotne wykorzystanie sorbentu chemicznego, co stanowi kluczowy element efektywności energetycznej instalacji wychwytu CO₂.
Oczyszczony strumień gazowy poddawany jest następnie procesowi adsorpcji zmiennociśnieniowej, którego zadaniem jest dalsze podwyższenie czystości produktu oraz jego przygotowanie do etapu sprężania. Proces PSA wykorzystuje zjawisko selektywnego wiązania składników gazowych na powierzchni porowatych adsorbentów przy podwyższonym ciśnieniu oraz ich desorpcję po obniżeniu ciśnienia, co umożliwia cykliczną regenerację złoża i niemal ciągłą pracę układu separacyjnego . Technologia ta znajduje szerokie zastosowanie w procesach oczyszczania gazów oraz odzysku CO₂, pozwalając osiągać wysoką czystość i odzysk produktu przy relatywnie niskim zapotrzebowaniu energetycznym.
Instalacja została zaprojektowana jako układ badawczy, którego głównym celem jest eksperymentalna weryfikacja skuteczności procesu wychwytu i sprężania CO₂ w zależności od:
- rodzaju zastosowanych amin absorpcyjnych,
- parametrów pracy kolumny absorpcyjnej i desorpcyjnej,
- warunków ciśnienia i temperatury w sekcji adsorpcyjnej,
- konfiguracji cyklu pracy instalacji.
Takie podejście umożliwia analizę wpływu właściwości chemicznych sorbentu oraz parametrów operacyjnych na efektywność wychwytu, stopień regeneracji medium roboczego oraz całkowite zużycie energii procesu, co jest jednym z głównych kierunków współczesnych badań nad technologiami ograniczania emisji CO₂.
Zaprojektowany model stanowi zatem platformę do badań nad optymalizacją hybrydowych technologii separacyjnych łączących absorpcję chemiczną i adsorpcję cykliczną, które uznawane są za perspektywiczne rozwiązanie w systemach dekarbonizacji procesów przemysłowych oraz instalacjach wychwytu CO₂ małej i średniej skali.