The thermodynamic analysis of CO2 separation installation in a supercritical 600 MW coal unit

• Autorzy: Berdowska S. , Skorek-Osikowska A.

Warianty tytułu

PL

Analiza termodynamiczna instalacji separacji CO2 w supernadkrytycznym bloku węglowym o mocy 600 MW

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule analizowano wpływ instalacji separacji CO2 na sprawność bloku energetycznego. Obliczeniom poddano blok węglowy o mocy elektrycznej 600 MW z kotłem pyłowym pracującym w technologii oxy – spalania. Blok charakteryzuje się sprawnością brutto na poziomie 48,92%, a powstałe spaliny zawierają 79% CO2. W celu oczyszczenia i zwiększenia koncentracji ditlenku węgla w spalinach zaproponowano instalację osuszania i oczyszczania gazów opartą na technologii separacji fizycznej. Model instalacji zbudowano z wykorzystaniem programu Aspen Plus. Stężenie ditlenku węgla w oczyszczonych spalinach jest równe 95%. Przygotowane spaliny sprężano do ciśnienia transportu wynoszącego 150 bar. Energia elektryczna potrzebna do napędu urządzeń układu wychwytu i sprężania CO2 wynosi 45,23 MW, co obniża sprawność bloku węglowego o 3,69 punktu procentowego.

EN

In this paper the influence of the CO2 separation installation on the efficiency of power plant was analyzed. For the calculations a coal unit with the electric power rating at 600 MW with pulverized bed boiler working in oxy-combustion technology was adopted. This coal plant achieves a gross efficiency equal to 48.92%, and resulting flue gases contain 79% of CO2. In order to purify and increase the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas a drying and purification installation based on physical separation technology was proposed. The prepared flue gas is compressed to the pressure required for transport, assumed at 150 bar. Electric power needed to drive machines in the CO2 capture and compression installation is 45.23 MW and causes the efficiency decrease of the plant by 3.96 percentage points.

Słowa kluczowe

PL

wychwyt CO2; technologia oxy-spalania; instalacja CC

EN

CO2 capture; oxy-combustion technology; CC installation

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 3
• Strony: 130--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab

Twórcy

autor

Berdowska S.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach

autor

Skorek-Osikowska A.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Bednarska A.: Europejskie plany poprawy efektywności energetycznej. Strony internetowe Urzędu Regulacji Energetyki: www.ure.gov.pl.
• [2] Berdowska S., Skorek-Osikowska A.: Oxygen production for a 600 MW power plant with pulverized bed boiler working in oxy-combustion technology. Power Engineering and Environment, Ostravice 17-19 wrzesień 2012, 37-41.
• [3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego 2009/29/WE i Rady 2009/29/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. zmieniająca dyrektywę 2003/87/WE w celu usprawnienia i rozszerzenia wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 140/63.
• [4] Kotowicz J., Bartela Ł.: Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal-fired power plant. Energy 2012; 38(1); 118-127.
• [5] Kotowicz J., Chmielniak T., Janusz-Szymańska K.: The influence of membrane CO2 separation on the efficiency of a coal-fired power plant. Energy 2010; 35(2); 841-850.
• [6] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.: Influence of membrane CO2 separation on the operating characteristics of a coal-fired power plant. Chemical and Process Engineering 2010; 31(4): 681-698.
• [7] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.: Integracja obiegu cieplnego bloku węglowego z membranową instalacją CCS. Rynek Energii 2009; 6 (85), 123-128.
• [8] Kotowicz J., Ziębik A., i in.: Sprawozdanie merytoryczne za okres 14.05.2010 – 30.04.2011 z zakresu Części zadania badawczego nr 6: Symulacje numeryczne oraz analizy systemowy oxy-spalania. Strategiczny Program Badań Naukowych i Prac Rozwojowych: Zaawansowane Technologie Pozyskiwania Energii, Zadanie nr 2: Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2. Gliwice, 2011.
• [9] Liszka M., Ziębik A.: Coal – fired oxy – fuel power unit – Process and system analysis. Energy, 35 (2010), 943 – 951.
• [10] Seltzer A., Fan Z., Robertson A.: Conceptual Design of Supercritical O2-Based PC Boiler. Final Report DE-FC26-04NT2207, November 2006.
• [11] Skorek-Osikowska A.: Modelling and analysis of the carbon dioxide processing installation using physical separation in a supercritical 460 MW coal unit working in oxy-combustion technology. Archiwum Energetyki, 2012, Tom XLII, nr 1, s. 3–21.
• [12] Skorek-Osikowska A., Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.: Comparison of the energy intensity of the selected CO2-capture methods applied in the ultra-supercritical coal power plants. Energy&Fuels, 2012, 26 (11), 6509–6517
• [13] Wójcik K., Chmielniak T.: Wychwyt i transport CO2 ze spalin – efekty energetyczne i analiza ekonomiczna. Rynek Energii 2010; 6 (91); 51-55.
• [14] Zheng L.: Oxy-fuel combustion for power generation and carbon dioxide (CO2) capture. Woodhead Publishing Limited, 2011.