Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы
Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
 
  • Главная
  • Рейтинг оборудования
  • Термины и определения
  • О портале
Улавливание и разделение углекислого газа на угольных электростанциях
Угольная электростанция. Pixabay

Улавливание и разделение углекислого газа на угольных электростанциях

Исследования
10.12.2020 307

CO₂ с некоторыми примесями H₂S и Hg перед сжиганием будет отделяться (с извлечением около 85% CO₂), и в качестве топлива для выработки электроэнергии будет использоваться только водород (или его можно использовать для других целей), в то время как концентрированный углекислый газ под давлением станет легко утилизировать

Существует ряд технологий улавливания диоксида углерода из газовых потоков, однако они до сих пор недостаточно адаптированы для крупномасштабного применения, требуемого на угольных электростанциях. В прошлом основное внимание уделялось получению чистого CO₂ для промышленных целей, а не снижению его уровня в сопутствующих выбросах при производстве электроэнергии.

Возможность отделения углекислого газа от метана, смесь которых поступает из скважин по добыче природного газа, известна. Однако развитие технологий улавливания и хранения углерода (сокращенно УХУ) при сжигании угля в последние несколько лет замедлилось.

В середине 2010 года Международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало отчет, в котором говорилось, что УХУ является сложной задачей, и перечислило 26 миллиардов долларов на развитие этого направления.

В августе 2019 года Глобальный институт по улавливанию и хранению углерода (Global CCS Institute) сообщил, что в настоящее время находятся в эксплуатации 17 крупномасштабных мировых проектов УХУ, но только два из них относятся к угольной энергетике. Остальные относятся к промышленным выбросам от установок по переработке природного газа, химическому производству, производству этанола и стали, а также удобрений и водорода. Эти проекты институт отмечает в своей базе [1].

Общее количество CO₂, которое удалось уловить с помощью 22 реализованных проектов, перечисленных Глобальным институтом тремя годами ранее, составило около 40 Мт/год. Еще шесть крупномасштабных проектов УХУ тогда находились на наиболее продвинутой («определяющей») стадии разработки, позволяющей уловить дополнительно около 6 Мт углекислого газа в год. Еще 12 крупномасштабных проектов УХУ находились на ранних стадиях («определение» и «оценка») планирования с общим потенциалом улавливания CO₂, составляющим 25 Мт/год.

Улавливание углекислого газа из дымовых газов после сжигания угля

Улавливание диоксида углерода из потоков дымовых газов после сжигания угля в воздушной среде - это сложный и дорогостоящий процесс, так как его концентрация составляет в лучшем случае всего около 14%, остальное - это азот, и кроме этого, дымовой газ имеет высокую температуру.

Когда дымовые газы проходят через раствор амина, CO₂ абсорбируется - это основа процесса улавливания углекислого газа. Позже его можно высвободить, нагревая раствор. Аминовая очистка также используется для удаления CO₂ из природного газа. Этот процесс требует значительных затрат энергии. Для новых электростанций это значение указывается как 20-25% от мощности энергетической установки. Никакие промышленные электростанции эту технологию пока не используют.

Кислородное горение угля

Если уголь сжигается в кислороде, а не в воздухе, это означает, что дымовой газ состоит в основном из CO₂ и, следовательно, его легче улавливать с помощью аминовой очистки - это примерно вдвое дешевле, чем улавливание на обычных установках.

Установка с комбинированным циклом интегрированной газификации (КЦИГ) - это метод производства водорода и монооксида углерода (CO) из угля с помощью пара. Полученные вещества в дальнейшем сжигаются для производства электроэнергии в газовой турбине с использованием вторичной паровой турбины (то есть в комбинированном цикле). Если в газогенератор с КЦИГ подавать кислород, а не воздух, дымовой газ будет содержать высококонцентрированный CO₂, который можно легко уловить.

Удержание углекислого газа перед сжиганием угля

При дальнейшем развитии процесса КЦИГ добавится реактор сдвига для окисления CO водой, так что поток газа будет состоять в основном из водорода и диоксида углерода с некоторым количеством азота.

CO₂ с некоторыми примесями H₂S и Hg перед сжиганием будет отделяться (с извлечением около 85% CO₂), и в качестве топлива для выработки электроэнергии будет использоваться только водород (или его можно использовать для других целей), в то время как концентрированный углекислый газ под давлением станет легко утилизировать.

H₂S окисляется до воды и серы, которая является товарной. Пока никакие коммерческие электростанции эту технологию не используют. В настоящее время установки КЦИГ обычно имеют тепловой КПД 45%.

Кислородная технология может быть использована для модернизации существующих пылеугольных электростанций, которые остаются основой производства электроэнергии во многих странах.

 

Ссылки:

1. https://co2re.co/FacilityData

 

Источник: World Nuclear Association

 Теги:

Публикации на похожую тему:

Плазменные волноводы для фокусировки мощного лазера

Плазменные волноводы для фокусировки мощного лазера

30.09.2020
354
Использование графена для накопления энергии в аккумуляторах

Использование графена для накопления энергии в аккумуляторах

22.06.2020
575
Сбор солнечной энергии в космосе для потребителей на Земле

Сбор солнечной энергии в космосе для потребителей на Земле

16.06.2020
553

Комментарии:

Alex Poliakoff

Если сжигать уголь в сильно увлажненном воздухе, то решится несколько проблем. Такое сжигание называется влажное горение или wet combustion, оно более эффективно, экологично, экономично. Кроме экологии выбросов есть эффект в эффективности горения - снижается расход топлива.

Написать комментарий

Недавние публикации

Первая отгрузка корпуса реактора ВВЭР-ТОИ для Курской АЭС-2

Первая отгрузка корпуса реактора ВВЭР-ТОИ для Курской АЭС-2

17.04.2021 44
Самая высокая градирня в России на следующем этапе строительства

Самая высокая градирня в России на следующем этапе строительства

14.04.2021 51
Биологическая вторичная переработка высокотехнологичных отходов

Биологическая вторичная переработка высокотехнологичных отходов

12.04.2021 88

Популярные категории

  • Вентиляция и кондиционирование21
  • Новости, обзоры, события108
  • Ядерная энергетика6
  • Природопользование и изменение климата75
  • Системы отопления и охлаждения49

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
Facebook Twitter Instagram VK Telegram

© 2021 Копировать без ссылки запрещено,  TEPLOKARTA.RU