Technologia usuwania rtęci z węgla przed procesem spalania

• Autorzy: Chmielniak T. , Misztal E. , Mazurek I. , Sajdak M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2015.4.6

Warianty tytułu

EN

Technology of pre-combustion mercury removal from coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad procesem usuwania rtęci z węgla jako efektywnej metody ograniczenia jej emisji do atmosfery z procesów termochemicznego przetwórstwa węgla. Metoda ze względu na większą zawartość rtęci oraz znacząco mniejsze (niż w przypadku spalin) ilości gazu poddawanego oczyszczaniu jest atrakcyjna procesowo i ekonomicznie w stosunku do tradycyjnych wtórnych metod usuwania rtęci. Dodatkową zaletą zastosowania pirolizy jest możliwość uzyskania paliwa o lepszych parametrach jakościowych (w stosunku do paliwa wejściowego). Ponadto, co ważne, technologia nie ingeruje w sam proces technologiczny spalania węgla i oczyszczania spalin. Realizowane w IChPW prace obejmowały pełny cykl badawczy od badań laboratoryjnych do badań w skali półtechnicznej. Badania przeprowadzono dla węgla kamiennego i brunatnego. Szczególnie atrakcyjne wyniki uzyskano dla węgla brunatnego, dla którego skuteczność usuwania rtęci wynosiła ponad 90%. Na podstawie badań eksperymentalnych opracowano wytyczne i koncepcję realizacji procesu w skali przemysłowej. Dla przedstawionej w pracy koncepcji przemysłowej został opracowany bilans energetyczny i masowy. Dokonano także porównania kosztów opracowanej w IChPW technologii z innymi technologiami opartymi na wtórnych metodach usuwania rtęci z gazów procesowych.

EN

Bituminous coals and lignites were tested for Hg removal using low-temperature pyrolysis (200–550°C) in laboratory (1 g and 100 g) and bench scale (rotary kiln, 1,5–2 kg/h). The Hg removal efficiency reached over 90% for lignites and 22–78% for the bituminous coals. An industrial proces for Hg removal from lignites was developed. For the proposed configuration the mass and energy balance was elaborated. In comparison to post-combustion technologies of Hg reduction, IChPW’s concept proved to be costeffective and competitive.

Słowa kluczowe

PL

usuwanie rtęci; emisja rtęci; zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego; piroliza niskotemperaturowa

EN

demercurization; mercury emissions; air pollution; low-temperature pyrolysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 94, nr 4
• Strony: 480--486
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chmielniak T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803, Zabrze

autor

Misztal E.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803, Zabrze

autor

Mazurek I.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803, Zabrze

autor

Sajdak M.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803, Zabrze

Bibliografia

• 1. Krajowy Bilans Emisji SO2, NOX, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2011–2012 w układzie klasyfikacji SNAP, raport syntetyczny, wersja V2 12.03.2014; KoBIZE. Dostęp: http://www.kobize.pl/materialy/Inwentaryzacje_krajowe/2014/Bilans_emisji-raport_syntetyczny_2012.pdf.
• 2. T. Chmielniak, E. Misztal, M. Kmieć, I. Mazurek, Karbo 2012, nr 3, 151.
• 3. T. Chmielniak, K. Głód, M. Kopczyński, [w:] Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin (red. W. Nowak, M. Pronobis), Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2010.
• 4. T. Chmielniak, K. Głód, E. Misztal, M. Kopczyński, Przem. Chem. 2010, 89, nr 6, 775.
• 5. L. Lin, S. J. Khang, T. Keener, Fuel Proc. Technol. 1998, 53, 15.
• 6. T. L. Yeh, T. C. Keener, S. J. Khang, R. G. Jenkins, Fuel Proc. Technol. 1993, 33, 33.
• 7. T. J. Feeley, A. P. Jones, An Update on DOE/NETL’s Mercury Control Technology Field Testing Program, 01.2008. Available at: http://www.netl.doe.gov.
• 8. F. D. Guffey, A. E. Bland, Fuel Proc. Technol. 2004, 85, 521.
• 9. E. Bland, C. G. Bland, J. Newcomer, K. Sellakumar, B. Carney, US DOE Mercury Control Conference, 2007, www.netl.doe.gov.
• 10. T. Chmielniak, Rynek Energii 2011, 2, nr 93, 176.
• 11. T. Chmielniak, E. Misztal, K. Słowik, Karbo 2013, nr 1, 39.
• 12. T. Chmielniak, E. Misztal, Mat. 5th Intern. Freiberg Conf. on IGCC & XtL Technologies, 21–24 maja 2012 r., Freiberg (Niemcy), http://www.gasification-freiberg.org.
• 13. T. Dziok, A. Strugała, A. Rozwadowski, A. Okońska, Przem. Chem. 2014, 93, nr 12, 2034.
• 14. Zadanie badawcze „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”, finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych, pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”; CTB nr 2.1.1 „Opracowanie i weryfikacja w skali wielkolaboratoryjnej technologii usuwania rtęci z węgla”.
• 15. Development of coal gasification technology for high efficiency fuels and power production (KIC CoalGas), Work Package 4: Monitoring and reduction of mercury emission during gasification and combustion.
• 16. M. S. Peters, K. D. Timmerhaus, R. E. West, Equipment Costs, Plant design and economics for chemical engineers, http://www.mhhe.com/engcs/chemical/peters/data/.
• 17. Intratec Chemical Plant Construction Index, www.intratec.us/ic.
• 18. J. H. Pavlish, L. L. Hamre, Ye Zhuang, Fuel 2010, 89, 838.
• 19. Cost and performance baseline for fossil energy plants, t. 1: Bituminous coal and natural gas to electricity; DOE/NETL-2007/1281, August 2007, Base case 5.
• 20. DOE/NETL’s Phase II mercury control technology field testing program, updated Economic analysis of activated carbon injection, 2007.
• 21. DOE/NETL’s Mercury control technology field testing program, Preliminary economic analysis of wet FGD co-benefit enhancement technologies, 2008.

Uwagi

PL

Strategiczny Program Badań Naukowych i Prac Rozwojowych pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii” Zadanie Badawcze nr 2 „Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO₂”, dofinansowane przez NCBR, umowa nr SP/E/2/66420/10. Dziękujemy za dofinansowanie badań w w/w projekcie.