Colorado Flow Loop: Unieke testfaciliteit voor veilige en betrouwbare transport en injectie van CO2

Wat is de Colorado Flow Loop?

De Colorado Flow Loop is een geavanceerde buitentestfaciliteit bij TNO in Rijswijk, Nederland. Het is specifiek ontwikkeld voor onderzoek naar stromend CO2 in processen of apparatuur bij het transport en de injectie van CO2.

De faciliteit heeft de mogelijkheid om tests uit te voeren met puur CO2, of in combinatie met bepaalde verontreinigingen (CH4, CO, N2, H2, Ar). Deze faciliteit onderscheidt zich door zijn hoge flexibiliteit en lage kostenontwerp, waardoor een breed scala aan experimentele opstellingen mogelijk is.

De toegevoegde waarde van de Colorado Flow Loop

De Colorado Flow Loop draagt bij aan het veilige en betrouwbare transport en injectie van CO2 door experimenteel onderzoek naar operationele uitdagingen in het veld. Het valideert ook voorspellingsmodellen en CFD-berekeningen, waardoor nauwkeurige en betrouwbare gegevens voor CO2-transport en -opslagoplossingen worden gegarandeerd.

Enkele partners over de faciliteit:

• Coen Rensma (Harbour Energy): “De TNO Colorado flow loop zal de industrie helpen om kennis op te bouwen over efficiënter en veiliger transport en injectie van CO2. Ik geloof dat de bijdragen van TNO als onafhankelijke onderzoeksorganisatie ook enorm zullen helpen bij de publieke acceptatie.”
• Wouter Schiferli (EBN): “Er moet een kennisbasis buiten olie- en gasbedrijven zijn om een kennisbasis op te bouwen over CCS (Carbon Capture and Storage) specifiek voor Nederland, dat uniek is met uitgeputte olie- en gasvelden. De TNO-faciliteit past in dit grotere doel om zo'n omgeving te creëren.”
• Ruud Henkes (Shell): “Het is erg belangrijk voor Shell om een CCUS-onderzoeksomgeving in Nederland te hebben, waar veel operators en een solide wetenschappelijke gemeenschap dichtbij zijn. Het is verder belangrijk om te bevestigen of modellen die in het verleden zijn ontwikkeld relevant en toepasbaar zijn voor de CO2-markt.”

Testsectieontwerp op aanvraag: hoge flexibiliteit tegen lage kosten

Het ontwerp van de flow loop is gericht op maximale flexibiliteit: elk type proces, geometrie of apparatuur kan worden onderzocht door het ontwerp en de constructie van op maat gemaakte testsecties. De lage viscositeit van CO2 maakt het mogelijk om het stromingsgedrag en de patronen in kleinere leidingen te reproduceren, waardoor de flow loop zowel flexibel als kosteneffectief is.

Onderzoeksonderwerpen

De flow loop wordt momenteel gebruikt voor onderzoek naar:

• Dynamische krachten op bochten door meerfasige CO2-stroom
• Druk- en temperatuureffecten door het optreden van dampinstorting
• De effecten van verontreinigingen op drukverliezen in horizontale en verticale pijpstromenDe stroming van CO2 door poreuze media
• Flits- en verstikkingsverschijnselen door CO2-stroom door (verstikkings)kleppen

Belangrijke componenten

De flow loop bestaat uit een CO2-procesmodule en een (aangepaste) testsectie. De procesmodule regelt de stroming, druk en temperatuur van de vloeistof die in de testsectie stroomt. De procesmodule omvat een separator, pomp, compressor, warmtewisselaars, verschillende regelkleppen en instrumentatie.

Data-acquisitie

De procescondities in het CO2-conditioneringssysteem worden bewaakt en gecontroleerd door een centraal computersysteem. De meetsectie kan worden uitgerust met verschillende soorten druksensoren (absoluut, differentieel, dynamisch) en temperatuursensoren.

Bovendien biedt de faciliteit de mogelijkheid om de (bulk)dichtheid van de CO2-vloeistof te meten door middel van niet-intrusieve gammabestralingsdensitometrie. Meetgegevens van de testsectie kunnen worden bemonsterd door verschillende modules:

• TRION 1850 Multi 4D multifunctionele modules met hogesnelheids gelijktijdige bemonstering tot 100 kHz
• 8-kanaals hoogprecisie spannings CPAD3-V8 modules bij 100 Hz
• 8-kanaals hoogprecisie temperatuur XR-TH8 thermokoppelmodules

Specificaties

• Pijpmateriaal: Roestvrij staal AISI 316/316L
• Vloeistof: puur CO2 of met elke combinatie van verontreinigingen CH4, CO, N2, H2, Ar
• Ontwerpdruk 100 bar
• Temperatuurbereik -40 ˚C tot 40 ˚C
• Compressor 23 kW massastroom tot 0,5 kg/s
• Pomp 18,5 kW Bran Luebbe dubbelwerkende membraan doseerpomp, differentiële druk 1,5-40 bar

Samenwerken?

Ben je betrokken bij de ontwikkeling of implementatie van een CCS (Carbon Capture and Storage) -project? Heb je zorgen of vragen over CO2-transport en -opslag?

Wij denken graag met je mee. Bespreek jouw uitdagingen met ons, start een project over CO2-onderzoek of ontwikkel een onderzoeksvoorstel. Samen dragen we bij aan het delen van kennis via het CCS-netwerk.