Efficiency of Supercritical Coal Power Stations with Integrated CO₂ Capture and Compression Systems Based on Oxy-combustion Technology

• Autorzy: Kotowicz J. , Brzęczek M. , Job M.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2016106

Warianty tytułu

PL

Efektywność nadkrytycznych elektrowni węglowych zintegrowanych z instalacjami wychwytu i sprężania CO₂ w technologii oxy-combustion

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper presents supercritical coal-fired power stations integrated withCO₂ capture and compression systems based on oxy-combustion. The efficiency and key performance indicators of analysed units with different oxygen generation methods have been compared. The following methods are presented: cryogenic, cryogenic-membrane based on polymer membranes, and membrane methods with three-end and four-end HTM membranes. Loss of efficiency in reference to a plant operating in classic arrangement (without CO₂ capture) is given for all analysed systems. The main thermodynamic parameters of the considered power units were presented. The paper is a summary of results of the strategic programme ”Development of oxygen combustion technology for pulverised- and fluidised-bed boilers with integrated CO₂ capture” carried out by the authors.

PL

W artykule przedstawiono nadkrytyczne elektrownie węglowe zintegrowane z instalacjami wychwytu i sprężania CO₂ w technologii oxy-spalania. Porównano efektywność oraz główne parametry pracy analizowanych bloków dla różnych metod produkcji tlenu. Przedstawiono metody: kriogeniczną, kriogeniczno-membranową wykorzystującą membrany polimerowe i metody membranowe wykorzystujące membrany ceramiczne HTM typu three-end oraz four-end. Pokazano utratę sprawności wszystkich analizowanych układów względem elektrowni pracującej w trybie klasycznym (bez instalacji wychwytu CO₂). Przedstawiono główne parametry termodynamiczne rozpatrywanych bloków. Praca jest syntezą rezultatów w realizowanym przez autorów projekcie strategicznym „Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO₂”.

Słowa kluczowe

EN

supercritical coal power stations; oxy-combustion technology; CO2; capture system

PL

nadkrytyczne elektrownie węglowe; technologia oxy-spalania; instalacja wychwytu CO2

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1
• Strony: 69--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Silesian University of Technology

autor

Brzęczek M.

• Silesian University of Technology

autor

Job M.

• Silesian University of Technology

Bibliografia

• 1. M. Kanniche et al., “Pre-combustion, post-combustion and oxycombustion in thermal power plant for CO2 capture”, Applied Thermal Engineering, Vol. 30, 2010, pp. 53–62.
• 2. O. Maurstad, “An overview of coal based integrated gasification combined cycle (IGCC) technology”, September 2005, MIT LFEE 2005-002 WP.
• 3. L. Duan et al., “Integration and optimization on the coal fired power plant with CO2 capture using MEA”, Energy, Vol. 45, 2012, pp. 107–116.
• 4. J. Kotowicz, Ł. Bartela, “Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal-fired power plant”, Energy, Vol. 38, 2012, pp. 118–127.
• 5. A. Skorek-Osikowska, J. Kotowicz, “Influence of the selected parameters of a single-stage flash drying and purification of flue gas in the oxy combustion system on purity and recovery rate of the separated CO2”, Archivum Combustionis, Vol. 32, 2012, pp. 47–61.
• 6. L. Remiorz, “Detecting disturbance of uniformity of a nitrogen and CO2 mixture in an acoustic tube”, Journal of Power Technologies, Vol. 94, 2014, pp. 226–231.
• 7. K. Jordal et al., “Oxyfuel combustion for coal-fired power generation with CO2 capture – opportunities and challenges”, 7th International Conference on Greenhouse Gas Technologies, Vancouver, Canada, 5–9.09.2004 [online], www.uregina.ca.
• 8. T. Fujimori, T. Yamada, “Realization of oxyfuel combustion for near zero emission power generation”, Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 34, 2013, pp. 2111–2130.
• 9. M. Anheden et al., “Overview of Operational Experience and Results from Test Activities in Vattenfall’s 30 MWth Oxyfuel Pilot Plant in Schwarze Pumpe”, Energy Procedia, Vol. 4, 2011, pp. 941–950.
• 10. J. Kotowicz, A. Dryjańska, “Supercritical power plant 600 MW with cryogenic oxygen plant and CCS installation”, Archives of Thermodynamics, Vol. 34(3), 2013, pp. 123–136.
• 11. J. Kotowicz, A. Dryjańska, A. Balicki, “Wpływ wybranych parametrów na sprawność kotła CFB typu oxy” [Influence of selected parameters for a CFB oxy boiler efficiency], Rynek Energii, Vol. 2(99), 2012, pp. 120–126.
• 12. J. Kotowicz et. al., “Validation of a program for supercritical power plant calculations”, Archives of thermodynamic, Vol. 32, 2011, pp. 81–89.
• 13. J. Kotowicz, A. Balicki, “Thermodynamic analysis of supercritical power plant with circulating fluidized bed boiler working in oxy-combustion technology and high temperature membrane «three-end» for air separation”, Archives of Energetics, Vol. 3–4, 2011, pp. 127–140.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.