CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH

Prezentacja na temat: "CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH"— Zapis prezentacji:

1 CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH
część technologiczna w Zabrzu mgr inż. Bogumiła Latkowska - Kierownik CCTW – część technologiczna w Zabrzu Unikalna infrastruktura badawcza Centrum stanowi zaplecze dla pracowników naukowych oraz kadry inżynieryjno-technicznej Instytutu. Infrastruktura badawcza umożliwia wykonywanie badań w obszarze energochemicznego przetwórstwa węgla. W Centrum będzie kreowany rozwój Czystych Technologii Węglowych. Aby zmienić liczbę całkowitą slajdów wyświetlaną w stopce slajdu należy po zakończeniu prezentacji wejść do menu WIDOK -> WZORZEC -> WZORZEC SLAJDÓW i wstawić odpowiednią liczbę a następnie kliknąć ZAMKNIJ WIDOK WZORCA

2 CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH
Centrum Czystych Technologii Węglowych (CCTW) to nowoczesna infrastruktura technologiczna i badawcza, zlokalizowana na terenie Instytutu. Składa się z obiektów kubaturowych, mieszczących instalacje technologiczne, zaplecze techniczne, laboratoria technologiczne oraz pomieszczenia administracyjno-socjalne. Potencjał badawczy CCTW: kluczowe instalacje technologiczne – 11, pozostałe instalacje i stanowiska – 10, Laboratorium Technologii Koksowniczych, przygotowalnia próbek do analiz, Centrum Symulacji Procesowych, Sterowania, Kontroli i Archiwizacji Procesów. Skala instalacji technologicznych - do 500 kg/h przerabianego surowca

3 ZESPÓŁ REALIZUJĄCY BUDOWĘ CCTW

4 CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH 2007-2012
Instalacja usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej Instalacja suszenia paliw stałych Instalacja spalania paliw w turbinie gazowej Instalacja zgazowania biomasy Wielofunkcyjne stanowisko brykietowania i granulowania Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym Instalacja badawcza urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych Instalacja spalania objętościowego paliw Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fuidalnym Instalacja konwersji paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych

5 INSTALACJIE TECHNOLOGICZNE CCTW Instalacje pomocnicze
Nazwa instalacji Wydajność Instalacje kluczowe Zgazowanie i oksyspalanie paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym kg/h (w trybie oksyspalania) kg/h (w trybie zgazowania) Spalanie objętościowego paliw kg/h Suszenie paliw stałych 100 kg/h Usuwanie CO2 metodą absorpcji aminowej m3/h Konwersja paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną 10 m3/h Spalanie paliw w turbinie gazowej 30 kWel Badanie urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych kW Odgazowanie paliw stałych w złożu stacjonarnym 40 kg/cykl Zgazowanie/piroliza paliw stałych Zgazowanie biomasy 15 kg/h Instalacje pomocnicze Węzeł przygotowania węgla 1500 kg/h Centrum Symulacji Procesowych, Sterowania, Kontroli i Archiwizacji Procesów CCTW -

6 Kluczowe instalacje technologiczne CCTW
Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badań procesów zgazowania i tlenowego spalania paliw stałych w warunkach podwyższonego ciśnienia w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym. Instalacja wyposażona jest w następujące węzły: mediów zgazowujących i dozowania węgla, reaktora zgazowania i spalania tlenowego, odpylania gazu procesowego i spalin oraz odbioru popiołu oraz karbonizatu, schładzania gazu procesowego i spalin oraz filtrowania wody obiegowej, odsiarczania gazu procesowego i spalin oraz spalania gazu procesowego. Aby zmienić liczbę całkowitą slajdów wyświetlaną w stopce slajdu należy po zakończeniu prezentacji wejść do menu WIDOK -> WZORZEC -> WZORZEC SLAJDÓW i wstawić odpowiednią liczbę a następnie kliknąć ZAMKNIJ WIDOK WZORCA Charakterystyka techniczna Maksymalny strumień węgla 100 kg/h (zgazowanie), 25 kg/h (oksyspalanie) Maksymalny strumień czynników zgazowujących O kg/h, CO kg/h, H2O - 40kg/h Temperatura pracy °C Ciśnienie pracy instalacja ciśnieniowa (0,1- 1,5 MPa) Sterowanie automatyczne

7 Instalacja spalania objętościowego paliw
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badań energetyczno-emisyjnych procesu spalania/współspalania objętościowego paliw stałych, ciekłych i gazowych oraz oksyspalania paliw stałych. Instalacja wyposażona jest w komorę spalania, odpylacz i chłodnicę spalin, zespół wymiennych palników przystosowanych do spalania paliw o różnym stanie skupienia (stałe, ciekłe i gazowe) oraz podgrzewacze powietrza (pierwotnego i wtórnego). Do instalacji doprowadzone są gazy techniczne oraz procesowe z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym. Charakterystyka techniczna Aby zmienić liczbę całkowitą slajdów wyświetlaną w stopce slajdu należy po zakończeniu prezentacji wejść do menu WIDOK -> WZORZEC -> WZORZEC SLAJDÓW i wstawić odpowiednią liczbę a następnie kliknąć ZAMKNIJ WIDOK WZORCA Nominalny strumień paliwa do palnika głównego stałe - 20kg/h, ciekłe kg/h, gazowe - 20m3/h Nominalny strumień paliwa do palników dodatkowych ciekłe - 3.8kg/h, gazowe 6m3/h Strumień powietrza (pierwotnego, wtórnego) od 150 do 300m3/h Temperatura powietrza (pierwotnego, wtórnego) Maksymalnie do 650 °C Ciśnienie pracy atmosferyczne Temperatura pracy do 1000°C Sterowanie półautomatyczne

8 Instalacja suszenia paliw stałych Charakterystyka techniczna
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badania procesu suszenia surowców stałych w suszarce uderzeniowo-wirowej Instalacja składa się z następujących węzłów: węzła transportu i dozowania węgla wilgotnego, węzła suszenia i odbioru surowca podsuszonego, węzła przygotowania spalin, węzła oczyszczania spalin. Charakterystyka techniczna Nominalny strumień doprowadzanego surowca 100kg/h Nominalny strumień spalin do suszarki 75kg/h Uziarnienie surowca ≤3 mm Ciśnienie pracy atmosferyczne Nominalna temperatura pracy 500°C Sterowanie automatyczne

9 Instalacja usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badań procesu usuwania CO2 ze spalin i gazów procesowych na drodze absorpcji chemicznej w roztworach amin. Instalacja wyposażona jest w kolumnę absorpcyjną i desorpcyjną , zespół wymienników ciepła oraz grzałkę elektryczną. Do instalacji doprowadzone są gazy techniczne oraz procesowe i spalinowe z wybranych instalacji technologicznych: - instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym, - instalacji doświadczalnej spalania objętościowego w komorze o wzburzonej turbulencji. Charakterystyka techniczna Strumień doprowadzanego gazu m3/h Ilość absorbentu w obiegu 250 dm3 Ciśnienie pracy instalacja atmosferyczna Sprawność usuwania CO2 ok. 90% Nominalna temperatura pracy regeneratora 130°C Wymiary kolumn wysokość 7 m, średnica 0,265 m Sterowanie automatyczne

10 Instalacja konwersji paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badań efektywności spalania paliw gazowych w tlenkowej pętli chemicznej oraz testowania nośników tlenu dla tego procesu. Instalacja wyposażona jest w dwa reaktory fluidalne: paliwowy i utleniania. Do instalacji doprowadzone są: - gazy techniczne, metan, - gaz procesowy z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym. Charakterystyka techniczna Maksymalny strumień doprowadzanego paliwa gazowego 1 m3/h Maksymalny strumień doprowadzanego powietrza 15 m3/h Maksymalny strumień stałego nośnika tlenu 40 kg/h Ciśnienie pracy atmosferyczne Temperatura pracy °C Wymiary reaktorów fluidalnych wysokość 1m, średnica 0,133m Sterowanie automatyczne

11 Instalacja spalania paliw w turbinie gazowej
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do oceny efektów energetycznych i ekologicznych spalania mieszanek gazu procesowego i ziemnego w turbinie gazowej. Instalacja wyposażona jest w mikroturbinę gazową, rurociągi: gazu ziemnego, procesowego, azotu, mieszalnik gazów oraz emitor. Do instalacji doprowadzone są gazy: - procesowy z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym - gaz ziemny, azot techniczny. Charakterystyka techniczna Moc elektryczna mikroturbiny 28 kWel Strumień gazu ziemnego kg/h Strumień gazu procesowego Sprawność cieplna mikroturbiny 25% (dla gazu ziemnego) Ciśnienie pracy instalacja atmosferyczna Temperatura spalin 275°C Sterowanie automatyczne

12 Instalacja badania urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Stanowisko przeznaczone jest do badań energetyczno-emisyjnych urządzeń grzewczych (kotły c.o., piece, kominki itp.), paliw stałych w tym biomasy oraz paliw ciekłych. Stanowisko wyposażone jest w opomiarowany układ odprowadzenia spalin, komin z regulacją ciągu i układ odbioru ciepła (z nagrzewnicą powietrzną i chłodnią wentylatorową). Na stanowisko podstawiane jest badane urządzenie grzewcze, które podpina się do układu odprowadzenia spalin i odbioru ciepła. Do tak skonfigurowanej instalacji doprowadza się paliwo testowe. Następuje inicjacja procesu spalania i regulacja parametrów procesowych badanego urządzenia grzewczego. W zależności od rodzaju wykonywanego testu, na stanowisku montowane są odpowiednie układy pomiarowe (analizatory składu gazów spalinowych, czujniki pomiaru temperatury, ciśnienia, przepływu itp.). Charakterystyka techniczna Strumień doprowadzanego paliwa stałego 3 -15 kg/h Strumień doprowadzanego paliwa ciekłego 2 - 5 dm3/h Strumień doprowadzanego powietrza dm3/h Ciśnienie pracy ciśnienie atmosferyczne Temperatura spalin na wyjściu z urządzenia grzewczego do 350°C (max 600°C) Temperatura wody na wyjściu z urządzenia grzewczego do 80°C (max 95°C) Sterowanie automatyczne

13 Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badań procesów odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym Instalacja wyposażona jest w piec elektryczny do odgazowania paliw stałych, komorę chłodzenia karbonizatów oraz w węzeł utylizacji gazu surowego z odgazowania paliw. Węzeł utylizacji gazu surowego składa się z komory spalania, filtra workowego oraz komina. Charakterystyka techniczna Temperatura odgazowania paliw stałych do 400 do 1050oC w osi wsadu paliwa stałego Wydajność procesu odgazowania od 20 do 40 kg wsadu paliwa stałego / cykl Sposób chłodzenia karbonizatów w atmosferze gazu inertnego Ciśnienie pracy atmosferyczne Sterowanie półautomatyczne

14 Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do badania procesów zgazowania paliw stałych, ukierunkowanych na otrzymywanie dwóch podstawowych produktów: gazu procesowego i karbonizatu. Instalacja wyposażona jest w reaktor z cyrkulującym złożem fluidalnym, układ dozowania surowca, układ separacji karbonizatu z gorącego gazu procesowego oraz układ spalania gazu procesowego. Jako czynniki zgazowujące można stosować: powietrze, parę wodną, ditlenek węgla oraz ich mieszaniny. Charakterystyka techniczna Ilość doprowadzanego paliwa 100 kg/h Ilość czynnika zgazowującego Nm3/h Ilość otrzymywanego gazu procesowego Nm3/h Ilość otrzymywanego karbonizatu kg/h Ciśnienie pracy ciśnienie atmosferyczne Temperatura zgazowania oC Sterowanie automatyczne

15 Instalacja zgazowania biomasy Charakterystyka techniczna
Kluczowe instalacje technologiczne CCTW Instalacja przeznaczona jest do prowadzenia prac eksperymentalnych nad procesem zgazowania biomasy w reaktorze ze złożem stałym. Układ doświadczalny służy również do przeprowadzania badań nad procesem oczyszczania gazu procesowego oraz jego efektywnego wykorzystania w dwupaliwowym silniku tłokowym. Instalacja wyposażona jest w układ dozowania paliwa, generator gazu ze złożem stałym, suchy układ oczyszczania gazu, komorę spalania i dwupaliwowy silnik tłokowy. Charakterystyka techniczna Strumień doprowadzanego paliwa 11-15 kg/h Czynnik zgazowujący powietrze atmosferyczne Temperatura czynnika zgazowującego °C Strumień czynnika zgazowującego kg/h Ciśnienie pracy ciśnienie atmosferyczne Temperatura zgazowania oC Sterowanie automatyczne

16 Węzeł przygotowania węgla Charakterystyka techniczna
Instalacje pomocnicze CCTW Węzeł przeznaczony jest do przygotowania surowców niezbędnych do prowadzenia badań w instalacjach wchodzących w skład CCTW: rozdrobnionego węgla spiekającego lub/i energetycznego, rozdrobnionej biomasy stałej lub paliwa z odpadów do celów energetycznych, mieszanek paliwowych wieloskładnikowych. Węzeł składa się z dwóch instalacji: rozdrabniania i frakcjonowania, podsuszania i przygotowania mieszanki. Charakterystyka techniczna Wydajność nominalna kg/h Maksymalne uziarnienie surowca 40mm (węgiel), 100mm (biomasa) Cykl pracy 8 -12 h/dobę Ciśnienie pracy ciśnienie atmosferyczne Sterowanie automatyczne

17 PROJEKTY REALIZOWANE W RAMACH INFRASTRUKTURY CCTW W LATACH 2010-2015
Projekt nr POIG /08 Inteligentna Koksownia spełniająca wymagania najlepszej dostępnej techniki Opracowanie technologii dla wysokosprawnych „zero-emisyjnych” bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO2 ze spalin Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2 Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych Projekty UE, w tym: Research Fund for Coal and Steel Współpraca z USA: U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory (U.S. DoE NETL)

18 INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA ul. Zamkowa 1; 41-803 Zabrze
Telefon: Fax: Internet: NIP: Regon: