Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska Marcin Liszka, Andrzej Ziębik Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska Marcin Liszka, Andrzej Ziębik Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji."— Zapis prezentacji:

1 Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska Marcin Liszka, Andrzej Ziębik Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności

2 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Potencjalne możliwości wykorzystania gazu koksowniczego - produkcja: elektryczności i ciepła surówki żelaza (wdmuchiwanie do wielkiego pieca) wodoru metanolu żelaza gąbczastego (DRI) Zazwyczaj niezbędna jest instalacja oczyszczania gazu ze smoły, siarki i amoniaku

3 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Przesłanki wyboru analizowanych opcji: - utrzymujące się wysokie zapotrzebowanie na stal i elektryczność - rosnące ceny zbytu tych produktów Stan wiedzy o zastosowaniach gazu koksowniczego w instalacjach redukcji bezpośredniej: US Patent 4,351,513 (1982) Direct Reduction of Iron Ore Using Coke Oven Gas US Patent 6,986,800 (2006) Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants opracowania techniczno-naukowe, np.: P. Diemer i in.: Potentials for utilization of Coke Oven Gas in Integrated Iron and Steel Works (2004)

4 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wariant I (referencyjny) – produkcja elektryczności ELEKTRYCZNOŚĆ DO KOKSOWNI ELEKTRYCZNOŚĆ DO WIELKIEGO PIECA ELEKTRYCZNOŚĆ NETTO surowce produkty

5 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Kryterium oceny i porównania wariantów - skumulowane zużycie energii pierwotnej do produkcji surówki Rachunek skumulowanego zużycia energii Proces j dla wariantu I:

6 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wariant II – produkcja elektryczności i DRI ELEKTRYCZNOŚĆ DO TOPIENIA DRI ELEKTRYCZNOŚĆ DO WIELKIEGO PIECA I KOKSOWNI ELEKTRYCZNOŚĆ NETTO surowce produkty

7 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Model symulacyjny Zespół wielkiego pieca i koksownia – modele wskaźnikowe oparte o wyniki wcześniejszych badań prowadzonych w ITC, dotyczących hutnictwa krajowego, np.: zużycie spieku w wielkim piecu: 1700 kg sp /Mg sur zużycie energii chemicznej węgla w koksowni: kJ weg /kg k produkcja en. chem. gazu koksowniczego netto: 5130 kJ gk /kg k Instalacja DR – modele wskaźnikowe zapotrzebowania na czynniki redukcyjne na podstawie danych literaturowych (US patent): dla H2: kmol H2 /kg dri dla CO: kmol CO /kg dri Model fizykalny reformingu gazu koksowniczego oparty na założeniu równowagi termodynamicznej pomiędzy produktami procesu

8 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Model symulacyjny – cd Instalacja DR - wyznaczone parametry gazu reformowanego

9 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Model symulacyjny Elektrociepłownia – model fizykalny układu gazowo-parowego sporządzony w oparciu o symulator GateCycle. Przyjęte parametry w poszczególnych punktach układu wynikają z odrębnych studiów optymalizacyjnych, np.: temperatura spalin za komorą spalania: 1400 o C liczba poziomów ciśnienia pary w kotle: 3 (15; 2.5; 0.15 MPa) temperatura pary świeżej/wtórnie przegrzanej: 550 o C

10 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wyniki obliczeń – wpływ instalacji DR na produkcję elektryczności

11 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wyniki obliczeń – wskaźnik skumulowanego zużycia energii pierwotnej do produkcji surówki Założone wskaźniki skumulowanego zużycia energii pierwotnej dla surowców i elektryczności

12 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wyniki obliczeń – składowe wskaźnika skumulowanego zużycia energii pierwotnej do produkcji surówki

13 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wyniki obliczeń – analiza wrażliwości

14 M. Liszka, A. Ziebik: Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji rudy żelaza przy współwytwarzaniu elektryczności Wnioski Oba analizowane warianty odznaczają się niskim wskaźnikiem zużycia energii pierwotnej do produkcji surówki w porównaniu do wartości uzyskiwanych dla krajowego hutnictwa (ok. 20 GJ/Mg). Różnica ta wynika głównie z przyjęcia wysokosprawnego układu gazowo-parowego do utylizacji hutniczych paliw gazowych. Wykorzystanie gazu koksowniczego do bezpośredniej redukcji rudy żelaza powoduje niewielkie zwiększenie zużycia energii pierwotnej (o ok. 2.5%). Tendencja ta związana jest głównie z obniżeniem produkcji elektryczności w elektrociepłowni w wariancie II. Zanika ona wraz ze zwiększaniem sprawności wytwarzania elektryczności w elektrowni zastępowanej. Uzyskane wyniki analizy termodynamicznej nie przesądzają o wyborze jednego z analizowanych wariantów. Rozstrzygnięcie o zasadności zwiększenia produkcji surówki kosztem zmniejszenia produkcji elektryczności leży w zakresie analizy ekonomicznej.

15 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska Marcin Liszka, Andrzej Ziębik Analiza wykorzystania gazu koksowniczego w układzie bezpośredniej redukcji."

Podobne prezentacje


Reklamy Google