25 KW回カルシウム ループ パイロット-を持つ植物、Calciner で高酸素濃度の操作
Summary
この原稿では、削減または煙道ガスのごみを排除するために calciner で高酸素濃度と燃焼後の炭素キャプチャ用パイロット プラントをループ カルシウムを操作するための手順について説明します。
Abstract
カルシウム (CaL) をループは、既存発電施設の改修に適した燃焼後 CO2回収技術です。校正プロセスは、安価で容易に入手できる CO2吸着剤として石灰岩を使用します。技術は広く研究されているより経済的に実行可能なことに適用できるいくつかの利用可能なオプションがあります。これらの 1 つはリサイクルのガス (CO2H2O および不純物) の量の除去を減らしたり calciner の酸素濃度を高めるにはしたがって、減少またはリサイクルのガス流の加熱に必要なエネルギーを除去します。また、ある; 燃焼強度の変更に伴うエネルギー入力の結果増加このエネルギーを使用して、リサイクル排ガスの有無で発生する吸熱焼成反応を有効にします。本稿で操作および CaL のパイロット プラントの最初の結果、calciner で天然ガスの 100% 酸素燃焼。カーボに入ってくるガスは、石炭火力発電所やセメント産業からシミュレートされた排ガスをだった。いくつかの石灰岩の粒径分布は、この動作モードの全体的なパフォーマンスにこのパラメーターの効果をさらに探索するもテストされます。原子炉システム、運用手順、結果の構成は、本稿で詳細に説明します。原子炉は、流体力学的安定性の良い、安定した CO2キャプチャ、キャプチャ効率の石炭火力発電所の排ガスをシミュレートする混合ガスを 70% を示した。
Introduction
CO2排出量、結果地球温暖化は、過去数年間の研究の大規模な量を集めている環境問題は重要です。炭素回収・貯留 (CCS) は、大気1,2に CO2排出量の削減のための潜在的な技術として認められています。CCS チェーンの最も困難な部分は、また最も高価なステージ3である CO2のキャプチャです。その結果、発電所と他の産業設備から CO2のキャプチャのための新しい技術の開発に焦点があった。
CaL 燃焼後 CO2回収技術として初めて清水らによって提案されました。4曹操ベースで CO2をキャプチャで吸着剤 850-950 ° c (で、calciner) の式 (1)、高純度 CO2ストリームを生成するのによるとその後の焼成によってされ、カーボと呼ばれる原子炉で 600-700 ° C隔離5,6に適しています。CaL サイクル utilises 大量固体の他4,5,6 1 つの原子炉から簡単に流布されるようにできるので、このプロセスに最適な構成を表す流動ベッド,7,8。
曹操 (s) + CO2 (g) ⇔ CaCO3 (s) ΔH25 ° C =-178.2 kJ/mol (1)
この概念は、パイロット スケールさまざまなグループと異なる構成とスケール、シュトゥットガルト、ダルムシュタット,ラ ペレーダの 1.7 MWthパイロットで 1 MWthパイロットの 0.2 MWthパイロットなどで実証されています。台湾9,10、11,12,13,14,15,161.9 MWthユニット。このプロセスは証明されて、まだよう標準動作条件や原子炉構成の設計の変更を変更することにより、熱効率を増加のための可能性があります。
燃焼器と calciner のヒートパイプの使用は、calciner で酸素燃焼燃料の代わりに研究されています。CO2のキャプチャのパフォーマンスの結果は、従来 CaL のプラントに匹敵するレベル、しかし、このプロセスは植物に高い効率と低 CO2回避コスト17。マルティネスら18は、入力、calciner 固体材料を予熱するためと、calciner で必要な熱を抑える熱統合の可能性を検討した.結果は、石炭消費量の標準のケースと比較すると 9% の減少を示した。熱統合の他の研究の可能性は、内部および外部の統合オプション19も検討しています。
ビューの経済的観点から CaL サイクルの主な問題の 1 つは燃料燃焼20による、calciner で必要なエネルギーを供給します。Calciner の吸気中の酸素濃度の増加を減らすか、calciner に CO2リサイクルの必要性を回避するために提案します。この代替には、このプロセスの競争力を大幅に改善することができます資本コスト (calciner と空気分離装置 (ASU) の減らされたサイズ) が削減されます。燃焼条件の急激な変化は吸熱焼成反応、低温動作カーボから循環大曹/CaCO3流を利用することで達成できる (どちらの利点は、酸素燃焼技術)。
この作品は、循環流動ベッド (CFB) カーボと 100% O2 calciner の入口濃度とバブリング流動ベッド (BFB) calciner CaL パイロット プラントを実行するための標準作業手順の開発を目指しています。酸素として適正な運営を確保するためのパイロット プラントの試運転中にいくつかの実験的キャンペーンを実行されている濃度の上昇します。また、微粒子の飛びだし速度を測定に影響を与えるこのパラメーターを調査し、この動作モードで効率をキャプチャ 3 石灰石粒度分布 (100-200 μ m; 200-300 μ m、300-400 μ m) を調べた。
Protocol
Representative Results
Discussion
100% 集酸素の入口と、calciner の操作が実現可能な固形物を異なる温度で 2 つの原子炉の循環という事実と同様、焼成反応の吸熱の性質を利用します。この動作モードを目指して CaL プロセスより経済的に有望な資本の削減と運用コスト。煙道のリサイクルとしてガス (主に CO2水蒸気と未反応の O2) の減額あるいは免除、このストリームを予熱する消費熱が低い。したがってより…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
これらの結果につながる研究は、石炭のための欧州共同体の研究基金からの資金を受けているし、鋼 (RFC) の下で付与契約 n ° RFCR-CT-2014-00007 は。この作品は、呼び出す 2 プロジェクトの一環として英国炭素キャプチャおよびストレージ研究センター (UKCCSRC) によって賄われていた。部門、エネルギー、産業戦略から追加の資金との研究協議会の英国エネルギー プログラムの一環として UKCCSRC 工学・物理科学研究会議 (EPSRC) 支えられて (BEIS – 旧エネルギー)。著者も感謝したい氏マーティン Roskilly この作品のコースを通して彼の巨大な助け。
Materials
| Longcal limestone | Loncliffe | Longcal SP52 | n/a |
| Mechanical Shacker | SWECO | LS24S544+C | Mechanical siever to separate particles |
| Oxygen | BOC | n/a | BOC cylinders |
| Nitrogen | BOC | n/a | BOC tank |
| Carbon dioxide | BOC | n/a | BOC tank |
| Natural gas | n/a | n/a | Taken from the line |
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