Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1/30 IMPLEMENTACJA CIŚNIENIOWEGO SPALANIA TLENOWEGO WĘGLA W ZINTEGROWANYM UKŁADZIE ENERGOTECHNOLOGICZNYM WYTWARZANIA GAZU SYNTEZOWEGO DO PRODUKCJI METANOLU.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1/30 IMPLEMENTACJA CIŚNIENIOWEGO SPALANIA TLENOWEGO WĘGLA W ZINTEGROWANYM UKŁADZIE ENERGOTECHNOLOGICZNYM WYTWARZANIA GAZU SYNTEZOWEGO DO PRODUKCJI METANOLU."— Zapis prezentacji:

1 1/30 IMPLEMENTACJA CIŚNIENIOWEGO SPALANIA TLENOWEGO WĘGLA W ZINTEGROWANYM UKŁADZIE ENERGOTECHNOLOGICZNYM WYTWARZANIA GAZU SYNTEZOWEGO DO PRODUKCJI METANOLU Mateusz Babiarz, Jarosław Zuwała, Marek Ściążko INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA

2 2/30 PLAN PREZENTACJI 1.WPROWADZENIE 2.CELE PRACY 3.OPIS STRUKTURY ZINTEGROWANEJ 4.METODYKA PRACY 5.ZAŁOŻENIA I WYNIKI OBLICZEŃ SYMULACYJNYCH 6.PODSUMOWANIE 7.LITERATURA

3 3/30WPROWADZENIE Technologie zgazowania węgla głównie w cyklu kombinowanym będą zyskiwać coraz większe znaczenie w rozwoju energetyki na śwecie. Jednocześnie, mając na uwadze wymogi dotyczące ograniczenia emisji CO 2 towarzyszącego procesom wytwarzania energii i procesom technologicznym należy zwrócić uwagę na rozwój technologii umożliwiających wychwyt ditlenku węgla i przygotowywanie go do sekwestracji. Jedną z takich technologii jest spalanie tlenowe, czyli oksy-spalanie. W prezentacji rozwinięto koncepcję połączenia układu IGCC ze zgazowaniem węgla kamiennego w reaktorze ze złożem fluidalnym z jednoczesnym tlenowym spalaniem powstałego karbonizatu w kotle CFB na parametry nadkrytyczne. Zamodelowany układ energotechnologiczny ukierunkowany jest na produkcję gazu syntezowego do wytwarzania metanolu, a energia elektryczna wytwarzana jest praktycznie wyłącznie na potrzeby własne.

4 4/30 CELE PRACY  Określenie ilości produkowanego gazu syntezowego o skorygowanym składzie w przeliczeniu na jednostkę zużywanego paliwa stałego,  Oszacowanie przybliżonej ilości możliwego do wytworzenia metanolu,  Ocena zastosowania metody unikniętych nakładów paliwowych do alokacji obciążeń środowiskowych w rozważanym procesie energotechnologicznym.

5 5/30 Schemat blokowy procesu zgazowania węgla połączonego z tlenowym spalaniem powstałego karbonizatu i sekwestracją CO 2

6 6/30 METODYKA PRACY gdzie: E Nel – zużycie energii obciążające wytwarzanie produktu ubocznego [MW]; E el – strumień energii elektrycznej [MW] – zgodnie z przyjętą zasadą uniknięcia nakładów paliwowych; E(el)z – sprawność procesu zastąpionego produkcji energii elektrycznej – przyjęto wartość 0,38; E ngaz – zużycie energii obciążające wytwarzanie produktu głównego [MW] strumień energii chemicznej gazu [MW]; Esk – sprawność energetyczna procesu skojarzonego.

7 7/30 ZAŁOŻENIA I WYNIKI OBLICZEŃ SYMULACYJNYCH

8 8/30 Właściwości węgla „Wieczorek 1” oraz karbonizatu wykorzystanych w obliczeniach symulacyjnych Parametr WęgielKarbonizat % mas. CaCa 70,972,2 HaHa 4,11,1 NaNa 1,3 OaOa 7,71,5 SatSat 0,50,7 WaWa 6,01,1 AaAa 9,722,1

9 9/30 Składnik Skład gazu syntezowego Skład spalin wilgotnych z oksyspalania % obj. H2H2 63,60,0 N2N2 0,60,7 O2O2 0,06,8 H2OH2O 0,38,2 CO 30,30,0 CO 2 3,281,6 SO 2 0,00,3 CH 4 0,50,0 Ar 1,52,4 Skład gazu syntezowego oczyszczonego o skorygowanym składzie oraz skład spalin wilgotnych z oksyspalania karbonizatu

10 10/30 Bilans mocy elektrycznej oraz parametry wytwarzanej pary wodnej Moc elektryczna Układ z CCS Układ bez CCS Jednostka NBNB 1,355 MW NWNW 1,3381,286MW P uż 0,0170,069MW Parametry wytwarzanej pary wodnej Temperatura 620 oCoC Ciśnienie 30MPa

11 11/30 Zestawienie strumieni masowych i energetycznych oraz wartości opałowych paliwa, gazu syntezowego i metanolu ParametrOznaczenieWartośćJednostka Strumień masowy węglamwmw 1000,0kg/h Wartość opałowa węglaQwQw 28,050MJ/kg Strumień użytecznej energii węglaEwEw 7,792MW Strumień masowy gazu syntezowegom gaz 697,6kg/h Wartość opałowa gazu syntezowegoQ gaz 20,190MJ/kg Strumień użytecznej energii gazu syntezowego E gaz 3,912MW Strumień tlenku węglam CO 490,7kg/h Strumień masowy metanolu (*) m met 555,7kg/h Wartość opałowa metanolu (*) Q met 19,900MJ/kg Strumień użytecznej energii metanolu (*) E met 3,072MW Strumień energii obciążającej wytwarzanie gazu syntezowego E Ngaz 9,869MW

12 12/30 Sprawności energetyczne procesów: granicznego, skojarzonego oraz wytwarzania produktu głównego bez operacji usuwania CO 2 (A) oraz usuwaniem i sprężaniem CO 2 (B) Parametr Ozn. Brak CCSCCS Jedn. NettoBruttoNettoBrutto Strumień energii charakteryzujący elektryczność E el 0,0691,3550,0171,355MW Sprawność energetyczna procesu granicznego zastąpionego przez wytworzenie energii elektrycznej w układzie własnym η E(el)z 0,38 - Zużycie energii obciążające wytwarzanie elektryczności E Nel 0,1823,5660,0453,566MW Sprawność energetyczna procesu skojarzonego η Esk 0,400,570,400,57- Sprawność energetyczna cząstkowa wytwarzania produktu głównego - gazu syntezowego η gaz 0,50 -

13 13/30 Zestawienie porównawcze wskaźników E CO2 emisji CO 2 oraz zużycia energii chemicznej paliwa (węgla kamiennego lub gazu ziemnego) P pal w przeliczeniu na jednostkę wytwarzanej energii elektrycznej i energii chemicznej (szacowanej) metanolu Wskaźnik/ Konfiguracja Zintegrowany układ oksyspalania i zgazowania z usuwaniem i sprężaniem CO 2 + wytwarzanie gazu do syntezy metanolu Zintegrowany układ oksyspalania i zgazowania bez usuwania i sprężania CO 2 + wytwarzanie gazu do syntezy metanolu Wytwarzanie energii elektrycznej w procesie zastępowanym (elektrownia systemowa) (*) Wytwarzanie metanolu z gazu ziemnego E CO2 [t/MWh el ] netto 0,0100,1070,880- E CO2 [t/GJ met ] 0,0150,164-0,020 P pal [GJ pal /MWh el ] netto 4,6E-04 9,474- P pal [GJ pal /GJ met ] 2,537 -1,741

14 14/30PODSUMOWANIE Modelowany układ energotechnologiczny zapewnia otrzymanie z 1 t węgla kamiennego ok. 700 kg (1294 Nm 3 ) czystego gazu syntezowego o składzie skorygowanym w sposób umożliwiający zastosowanie go do syntezy ok. 556 kg metanolu Z wyników zamieszczonych w tabeli 3 można wnioskować, że teoretycznie układ byłby samowystarczalny pod względem zużycia energii elektrycznej, ponadto dzięki skojarzeniu odnotowuje się oszczędność energii chemicznej paliwa Emisja jednostkowa CO 2 na jednostkę wytwarzanej elektryczności, zużywanej na potrzeby własne jest kilkukrotnie niższa niż w przypadku procesu zastępowanego Elementem niekorzystnym jest fakt, że zarówno spalanie tlenowe jak i zgazowanie węgla za pomocą CO 2 nie są jak dotąd procesami wdrożonymi w warunkach przemysłowych

15 15/30LITERATURA Aldrich R., Xavier Llauró F., Puig J., Mutjé P., A`ngels Pe`lach M.: Allocation of GHG emissions in combined heat and power systems: a new proposal for considering inefficiencies of the system. Journal of Cleaner Production 2011; (19): pp Australian Methanol Company Pty Ltd, Methanol Plant and Product Export, Burrup Peninsula, Environmental Protection Authority Perth, Western Australia – Bulletin 1075 November 2002, ISBN Azapagic A., Clift R.: Allocation next term of environmental burdens in multiple-function systems. Journal of Cleaner Production 1999; (7): pp Chmielniak T., Tatarczuk A., Materiały VIII Warsztatów „Modelowanie przepływów wielofazowych w układach termochemicznych”, Wieżyca k/Gdańska, – , 17 González, J.M. Sala, I. Flores, L.M. López. Application of thermoeconomics to the allocation of environmental loads in the life cycle assessment of cogeneration plants. Energy 2003; (28): pp Guinee J.B.: Handbook on Life Cycle Assessment. Kluwer Academic Publishers, Dodrecht 2002 Kiga T. Australia Japan and Australia Partnership on Coal Technology Related to JCOAL. Australia Japan Coal Technology Workshop Friday 26 June 2009 Brisbane

16 16/30 Kotowicz J., Iluk T.: Układy gazowo – parowe zintegrowane ze zgazowaniem. Rynek Energii 2008; 76(3):34-40 Kotowicz J., Skorek – Osiowska A., Bartela Ł.: Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Jorunal of Power and Energy 2011; 225(3): Kotowicz J., Sobolewski A., Iluk T, Matuszek K.: Zgazowanie biomasy w reaktorze ze złożem stałym. Rynek Energii 2009; 81(2):52-58 Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F.: Elektrownie, Wydawnictwo WNT Raport National Energy Technology Laboratory: KRW Gasifier IGCC base cases. PED-IGCC , US Department of Energy 2000 Raport National Energy Technology Laboratory: Shell Gasifier IGCC base cases. PED-IGCC , US Department of Energy 2000 Rosen M.A.: Allocating carbon dioxide emissions from cogeneration systems: descriptions of selected output-based methods. Journal of Cleaner Production 2008; (16): pp Sobolewski A., Kotowicz J., Iluk T., Matuszek K.: Badania eksperymentalne zgazowania biomasy pod kątem wykorzystania gazu procesowego w układzie kogeneracji. Przemysł Chemiczny 2010; 89(6): LITERATURA

17 17/30 Szargut J.: Analiza termodynamiczna i ekonomiczna w energetyce przemysłowej. WNT, Warszawa 1983 Tatarczuk A., Zapart L., Dreszer K., Ściążko M.: Modelowanie procesowe i ekonomiczne wytwarzania metanolu poprzez zgazowanie węgla kamiennego. Przemysł Chemiczny 2010, 89/6 Zuwała J., Babiarz M., Ściążko M.: Zintegrowany układ oksyspalania i zgazowania węgla. Rynek Energii 2011, 3(94): Zuwała J., Kolarz E., Zapart L.: Opracowanie modeli procesowych i ekonomicznych układów spalania węgla w kotłach pyłowych na parametry nadkrytyczne bez oraz z usuwaniem CO 2. Opracowanie modeli procesowychi ekonomicznych układów spalania węgla w tlenie i produkcji energii elektrycznej. Sprawozdanie z realizacji tematu nr 1.37, IChPW Zabrze 2008LITERATURA

18 18/30 INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA ul. Zamkowa 1; Zabrze Telefon: Fax: NIP: Regon: Internet:


Pobierz ppt "1/30 IMPLEMENTACJA CIŚNIENIOWEGO SPALANIA TLENOWEGO WĘGLA W ZINTEGROWANYM UKŁADZIE ENERGOTECHNOLOGICZNYM WYTWARZANIA GAZU SYNTEZOWEGO DO PRODUKCJI METANOLU."

Podobne prezentacje


Reklamy Google