Bardziej efektywne spalanie węgla dzięki technologii Politechniki Śląskiej i SINTEF

Kategoria: Węgiel , Technologie i innowacje

tagi: górnictwo węgiel kamienny CCS zanieczyszczenie powietrza redukcja emisji 

Polscy naukowcy biorą udział w projekcie, który pozwoli na poprawę sprawności kotłów węglowych, zwiększenie czystości spalin (a w konsekwencji łatwiejsze usuwanie CO2) oraz zmniejszenie emisji związków szkodliwych powstających w procesie spalania.

W skali globalnej zdecydowana większość energii elektrycznej pochodzi ze spalania paliw kopalnych. Według prognoz sytuacja ta nie zmieni się w perspektywie najbliższych dziesięcioleci, w związku z tym istotne jest poszukiwanie takich sposobów spalania paliw kopalnych w tym węgla, które pozwolą zmniejszyć wpływ na środowisko naturalne. Dodatkowo bardzo dużym wyzwaniem pozostaje kwestia wyeliminowania emisji dwutlenku węgla (CO2) powstającego podczas spalania paliw kopalnych, a szczególnie węgla.

Konsorcjum Politechniki Śląskiej w Gliwicach oraz Sintef Energi AS w Trondheim realizują projekt  pt."Spalanie Tlenowe MILD dla Klimatu i Powietrza". Projekt ten ma na celu określenie zysków energetycznych oraz ekologicznych związanych z połączenia technologii MILD z technologią spalania tlenowego (Technologia MILD to technologia spalania objętościowego, w której spalanie przebiega przy bardzo wyrównanym polu temperatury i stężeń co daje pozytywne efekty energetyczne i ekologiczne). Takie połączenie pozwala na poprawę sprawności kotła, zwiększenie czystości spalin (a w konsekwencji łatwiejsze usuwanie CO2) oraz zmniejszenie emisji związków szkodliwych powstających w procesie spalania. Technologia została nazwana MOFC, który to skrót pochodzi od Mild Oxy Fuel Combustion i polega w uproszczeniu na zastosowaniu wtrysku tlenu do komory spalania (w odróżnieniu od spalania tlenowego w której utleniaczem jest mieszanina tlenu i dwutlenku węgla) przy czym wysokie prędkości wprowadzanego tlenu powodują wysoką cyrkulację gazów w komorze spalania, której efektem jest wyrównanie parametrów w całym obszarze spalania

W ramach projektu opracowano nowe modele matematyczne spalania cząstek węgla, które zostały zweryfikowane eksperymentalnie na wytworzonym do tego celu stanowisku do badań kinetyki spalania węgla. Badania polegaj na obserwacji swobodnie opadającej cząstki węgla w utleniaczu o kontrolowanym składzie przepływającym poziomo w sposób laminarny. Kształt trajektorii cząstek uzależniony jest od ich masy, czyli od stopnia wypalenia cząstki. Przeprowadzone badania ekeperymentalne oraz numeryczne są podstawą kompleksowej analizy ekologicznej oraz energetycznej całego obiegu elektrowni opartej o kocioł MOFC, umożliwiającej określenie wpływu omawianej technologii na środowisko uwzględniając zmiany klimatyczne oraz stopień czystości powietrza w skali lokalnej i globalnej.

Modelowanie systemowe obiegu elektrowni wykazało, że wprowadzenie technologii MOFC do obiegu energetycznego elektrowni zawodowej pozwoli na poprawę sprawności netto układu do nawet trzech punktów procentowych w stosunku do klasycznej technologii spalania tlenowego z wychwytem CO2. Poprawa sprawności wynika przede wszystkim z podwyższenia sprawności samego kotła, jak również z obniżenia zapotrzebowania na tlen (mniejszy stosunek nadmiaru powietrza) oraz zmniejszenie stopnia recyrkulacji CO2.

Analizy ekonomiczne wskazują na poprawę wskaźników opłacalności inwestycji, głównie poprzez ograniczenie elektrycznych potrzeb własnych elektrowni. Istotny wpływ na ekonomię mają również mniejsze nakłady inwestycyjne na sam kocioł i urządzenia ciągu kondycjonowania spalin.

Rezultaty projektu są publikowane na konferencjach naukowych oraz w czasopismach naukowych, a bieżący postęp projektu można śledzić na stronie mocca.itc.polsl.pl

Dodaj komentarz

Kod antyspamowy
Odśwież



Zamów cotygodniowy newsletter

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Akceptuje pliki cookie z tej strony.