Suszenie węgla w elektrowniach

• Autorzy: Lichota J. , Plutecki Z.

Warianty tytułu

EN

Coal drying in power plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Znaczenie węgla jako nośnika energii pierwotnej dla bezpieczeństwa energetycznego Polski wymaga zwrócenia uwagi na rozwój czystych technologii spalania węgla w nowobudowanych kotłach energetycznych oraz poprawę sprawności spalania w dotychczas pracujących elektrowniach węglowych. Obecnie elektrownie nie stosują suszenia węgla przed jego spaleniem lub stosują go w małym stopniu. Wilgotność węgla brunatnego spalanego w kotle wynosi około 37 57%, a kamiennego 5 25% w zależności od kopalni. Według różnych badaczy suszenie węgla brunatnego umożliwia wzrost sprawności kotła o 3% do 5% oraz spadek emisji NOx, CO2, zmniejszenie strumienia wody w chłodni kominowej, zmniejszenie potrzeb własnych elektrowni, a nowobudowane bloki mogą być mniejsze. Przykładowo, zmniejszenie wilgotności węgla z 38% na 20% powoduje wzrost sprawności kotła z 79,5% do 82,5 85%. W artykule przedstawiono cztery technologie suszenia węgla brunatnego - technologię wykorzystującą ciepło odpadowe w elektrowni Coal Creek Station, technologię z odzyskaniem ciepła kondensacji WTA, technologię wymagającą zewnętrznego źródła ciepła DWT oraz wykorzystanie dimetyloeteru do absorpcji wody z węgla wydobywanego w Loy Yang. Przestawiono schematy procesów, ich efektywność oraz koszty inwestycyjne.

EN

Increase of a lignite fired boiler efficiency can be achieved by using a coal dryer. In the article four different processes of coal drying are presented and discussed. It is shown a process implemented by Sarunac and Levy in Coal Creek Station (USA). In a process as heat source was used mainly a waste heat of a cooling tower. An additional heat exchanger to gain necessery moisture reduction in assumed time was used too. In a Niederaussem Power Plant (Germany) was constructed another type of coal dryer (WTA) - dryer which recovers condensate heat of lignite vapour by compressing it and bringing it into circulation in the coal dryer. A process DWT is using internal heat exchanger with external heat source. Vapour of a lignite produces electrical energy. Last process of dewatering is using liquid dimethyloether. It operates at room temperature 43 C and low pressure 0.78 MPa. All shown processes have high efficiency of moisture reduction. It equals at least 12%-15%. Investement costs are different. Cost of a Coal Creek Station installation with performance 112 t/h of a dryed coal was 25.6 millions $, predicted cost of coal dryer in Niederaussem (110 t/h) was 50 mln euro. Real cost was higher in last installation.

Słowa kluczowe

PL

suszenie węgla brunatnego; sprawność bloku

EN

drying of a lignite; boiler efficiency

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 6
• Strony: 36--41
• Opis fizyczny: bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Lichota J.

autor

Plutecki Z.

• Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Altmann H., Jentsch N.: Das Oxyfuel – Verfahren in Braunkohlekraftwerken. Kooperationsforum Innova¬tion Konventionelle Kraftwerke Nürnberg, 27. Oktober 2005.
• [2] Bauer H.J.: Verbesserungspotential moderner Kraftwerke, Institut fuer Thermische Stroemunsmaschinen, Uniwerstytet Karlsruhe, prezentacja.
• [3] Bullinger C., Ness M., Sarunac N.: Coal Creek Prototype Fluidized Bed Coal Dryer: Performance Improve¬ment, Emissions Reduction, and Operating Experience. 31st International Technical Conference on Coal Utilization and Fuel Systems, Clearwater FL, May 21-25, 2006.
• [4] Buschsieweke F.: Dampfwirbelschichttrocknung von Braunkohle. Institut fur Verfahrenstechnik und Dampf¬kesselwesen der Universitat Stuttgart, 2005, rozprawa doktorska.
• [5] Dragos L., Macavescu M., Girjoaba M., Ionel I.: Coal Drying in Fluidized Bed Using Flue Gas, 4th Interna¬tional Symposium of South-East European Countries (SEEC) on Fluidised Beds in Energy Production, Che¬mial and Process Engineering and Ecology. Thessaloniki Greece, 2003.
• [6] Dunkle W.E.: Coal Drying Apparatus. U.S. Patent 3 031 773, zaakceptowany w 1962 r.
• [7] Eghlimi A., Benito R., Golab K.: The CFD Investigation of Flash Dryer and Rotating Kiln Design. Second International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries CSIRO. Melbourne, Australia, 1999.
• [8] Foch P.: Process of Low and High Temperature Fluidized Carbonization of Coal. U.S. Patent 3 043 752, zaakcep¬towany w 1962 r.
• [9] Guo-Hua Yang, Yue-Min Zhao, Qing-Ru Chen: Combined Removal of Surface Moisture and Dust from Feed Coal for Coal Dry Cleaning with an Air-solid Fluidized Bed. Journal of China University of Mining and Technology, nr 12, 2005.
• [10] Hideki Kanda: Dewatering Process for Coal using Liquid DME as Extracting Solvent. Informacja o bada¬niach.
• [11] Johnson T.R.: Future Options for Brown Coal based Electricity Generation - the Role of IDGCC. Destina¬tion Renewables – ANZSES 2003.
• [12] Kakaras, E.; Ahladas, P.; Syrmopoulos, S.: Computer Simulation Studies for the Integration of an External Dryer Into a Greek Lignite-fired Power Plant. Fuel. Vol. 81, no. 5, pp. 583-593. Mar. 2002.
• [13] Kato K., Nakashima Y., Yamamura Y.: Development of Dry-Cleaned and Agglomerated Precompaction System (DAPS) for Metallurgical Cokemaking, Nippon steel technical report No. 94 July 2006.
• [14] Kemmetmueller R.: Coal Treating Method and Apparatus for Coke Plants. U.S. Patent 3843458, zaakcepto¬wany w 1974 r.
• [15] Kemmetmueller R.: Indirectly Heat Exchanging Plural Gas Streams for Dry Quenching Hot Coke and Drying Coal. U.S. Patent 3 728 230, zaakceptowany w 1973 r.
• [16] Krautz H.J.: Ausblick auf Zukünftige Entwicklungen der Braunkohle-Kraftwerkstechnologien. Tagung “Braunkohle im Europäischen Energiemarkt”, Cottbus, 2002.
• [17] Levy E.K., Caram H.S., Yao Z., Wei Z., Sarunac N.: Kinetics of Coal Drying in Bubbling Fluidized Beds. Proceedings Fifth World Congress on Particle Technology, Orlando, Florida, April 2006.
• [18] Levy E., Caram H., Feng G., Yao Z., Wei Z., Sarunac N., Ness M., Bullinger C.: Fluidized Bed Coal Drying at Low Temperatures. Materiały konferencyjne, 2004.
• [19] Levy E.K., Sarunac N., Bilirgen H., Caram H.: Use of Coal Drying to Reduce Water Consumed in Pulverized Coal Power Plants. Final report. DOE Award Number DE-FC26-03NT41729, Energy Research Center, Le¬high University, 2006.
• [20] Lucke C.E.: Process and Apparatus for Drying Coal. U.S. Patent 1843167, zaakceptowany w 1932r.
• [21] Maier J.: F&E Aktivitäten zur CO2-Reduktion in Kraftwerken. Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkes¬selwesen, Uniwersytet Stuttgart, prezentacja.
• [22] Martin J. S., Löffler S., Krautz H. J.: Druckaufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung grubenfeuchter Braunkohle - Innovatives Verfahren zur Erhöhung des Kraftwerkswirkungsgrades und Reduzierung der Stromgestehungskosten. BTU Cottbus Lehrstuhl Kraftwerkstechnik, 2003.
• [23] Martin, J., Höhne, O., Krautz, H. J., Mandel, H.: Druckaufgeladene Dampfwirbelschichttrocknung von Braunkohlen – Inbetriebnahme und erste Untersuchungsergebnisse am Versuchstrockner der BTU Cottbus. Raport, 2004.
• [24] Parekh B.K., Groppo J.G., Tao D.P.: Poc-scale Testing of an Advanced Fine Coal Dewatering Equip-ment/technique. Final Report, U.S. Contract No. DE-AC22-94PC94155, U.S. Department of Energy, Fed¬eral Energy Technology Center, 1999.
• [25] Petrovic V., Schmid K., Jokisch F., Rotthaus H.: Cascaded Coal Drier for a Coking Plant. U.S. Patent 4430161, zaakceptowany w 1984r.
• [26] Razus V.T.: Cereal Dryer. U.S. Patent 4 292 743, zaakceptowany w 1981.
• [27] Smouse S.M.: U.S. Clean Coal Demonstration Program. Overview. 3rd U.S.-China Clean Energy Work¬shop, Morgantown, October 18-19, 2004.
• [28] Schwendig F.: Braunkohletrocknung. Ein Grundbaustein für CO2-arme Kraftwerkstechnik. Konventionelle Kraftwerke – Techniktrends und zukünftige entwicklungen, Nürnberg, 27 Oktober 2005.
• [29] Wagener D., Flockenhaus C., Meckel J.F.: Process and Apparatus for Drying and Preheating Coking Coal by Means of Flue Gas. U.S. Patent 4308102, zaakceptowany w 1981.
• [30] Weber H., Lorenz K., Dungs H.: Process for Drying and Preheating Coal Utilizing Heat in Dry Cooling or Quenching of Coke. U.S. Patent 4 354 903, zaakceptowany w 1982 r.
• [31] Wen W.W., Nowak M.A., Killmeyer R.P.: Drying and Reconstitution of Subbituminous Coal CRADA 90-004. Final report, DOE/FETC-97/1049, 1991.