Uwarunkowania techniczne i ekonomiczne nowych technologii wykorzystania węgla

• Autorzy: Chmielniak T. , Dreszer K.

Warianty tytułu

EN

Technical and economical considerations of new coal processing technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wyczerpywanie się naturalnych zasobów paliw węglowodorowych i nieprzewidywalne fluktuacje ich cen powodują zasadnicze zmiany w światowej strukturze zużycia paliw pierwotnych. Proces ten zostanie przyspieszony w wyniku intensywnego wzrostu zapotrzebowania na nośniki energii pierwotnej, w szczególności w Chinach i Indiach. W związku z tym, nieunikniony będzie powrót do szerokiego wykorzystania najbardziej zasobnego na świecie surowca energetycznego węgla, który z powrotem staje się także atrakcyjnym surowcem chemicznym. Przy prognozowanym jego zapotrzebowaniu, wielkość zasobów węgla wystarczy na 200-300 lat. Dla racjonalnego wykorzystania węgla niezbędne jest wypracowanie nowych, bardziej racjonalnych i wysokosprawnych technologii jego przetwórstwa, czyli "czystych technologii węglowych" ukierunkowanych na efektywne i maksymalne wykorzystanie energii chemicznej tego paliwa, wymaga integracji górnictwa, energetyki oraz chemii. Jednym z ważkich elementów konwersji węgla jest proces zgazowania. Proces zgazowania węgla stanowi efektywną metodę wytwarzania gazu syntezowego, który może być wykorzystany do produkcji energii elektrycznej (oraz ciepła) lub jako surowców do produkcji substancji chemicznych (w tym wodoru i metanolu) oraz paliw płynnych. Naszkicowano kierunki rozwoju czystych technologii węglowych, uwzględniając dostępność paliw kopalnych, zasygnalizowano sytuację energetyczną świata i Polski oraz omówiono problemy wdrożeniowe czystych technologii węglowych w krajowej energetyce i przemyśle chemicznym, a w szczególności technologie zgazowania węgla dla wytwarzania energii elektrycznej, paliw ciekłych, wodoru i metanolu. Zasygnalizowano problematykę ekonomiki przetwórstwa węgla na energię elektryczną i produkty chemiczne.

EN

Exhaustion of hydrocarbon natural resources (oil and natural gas) and unforeseeable fluctuations in their prices result essential changes in global structure of primary energy use. This can be significantly accelerated in result of intensive increase of needs for prime energy sources especially in Chinese and India. Taking above into consideration - comeback to the most widespread over the world energy source - coal - seems to be inevitable. According to the prognosis the resources of coal are sufficient for 200 - 300 years. For reasonable coal management a necessary condition is developing of new highly rational and effective in use technologies, so called "clean coal technologies" focused on maximum use of chemical energy of such kind fuel, need integration of mining, power sector and chemical industry. One of the most important methods of coal conversion is gasification. Coal gasification is effective method for syngas producing, which can be use for electric power generation (and heat) or as raw material for chemicals production, including hydrogen, methanol and liquid fuels. In paper a new direction of clean coal technologies are discussed, taking into account availability of fossil fuels resources. Problems of energy resources and needs in Poland and over the world are indicated. Problems of clean coal technologies implementation in power sector and chemical industry over the world and in Poland are also discussed. Particularly various coal gasification processes for electricity generation, liquid fuels, hydrogen and methanol are discussed. Furthermore economics of electricity generation and chemical production with use of coal technologies are described.

Słowa kluczowe

PL

węgiel; zgazowanie; energia elektryczna; synteza; paliwo ciekłe; gaz

EN

coal; gasification; power; synthesis; liquid fuel; gas

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem ; Politechnika Wrocławska
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 64, nr 11
• Strony: 759--772
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., 10 rys., 3 tab.

Twórcy

autor

Chmielniak T.

autor

Dreszer K.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• 1. Minchener A. J.: Coal gasification for advanced power generation. Fuel 2005, 84, 2222-2235.
• 2. Collot A. G.: Matching gasification technologies to coal properties. International Journal of Coal Geology 2006, 65, 191-212.
• 3. Coca M.T: Elcogas: Integrated gasification combined cycle technology: IGCC. Its actual application in Spain: ELCOGAS. Puertollano, Elcogas SA, Club Español de la Energia.
• 4. GasificationWorld Database 2007-Current Industry Status, Robust Growth Forecast, Department of Energy USA, National Energy Technology Laboratory, dostępny w: www.netl.doe.gov.
• 5. Gasification Database (9/2007) DOE, NETL, dostępny w: www.netl.doe.gov
• 6. Ratafia-Brown J., Manfredo L., Hoffmann J., Ramezan M.: SAIC; Major environmental aspects of Gasification-based power generation Technologies; Final Report 2002. Project Prepared for Gasification Technologies Program, National Energy Technology Laboratory, U.S. Department of Energy.
• 7. Parekh R. D.: Handbook of gasifiers and gas treatment systems, 1982. Prepared for the United States Department of Energy (Contract No. DE-ACOI-78ET10159).
• 8. Siemens Fuel Gasification Technology at e Glance; Prezentacja ze spotkania przedstawicieli ICHPW i Siemens; Freiberg Niemcy 22.02.2008.
• 9. Tampa Electric Polk Power Station Itegrated Gasification Combined Cycle Project; Final Technical Report, August 2002.
• 10. Eurlings J. Th. G. M.: Process performance of SCGP At Buggenum IGCC. Gasification Technology Conference, October 1999.
• 11. Wabash River Coal Gasification Repowering Project; Final Technical Report, August 2000; Wabash River Energy Ltd.
• 12. Pinon Pine IGCC Project, DOE Award Number (DE-FC21-92MC29309); Final Technical Report To The Department Of Energy (Reporting Period August 1, 1992 To January 1, 2001) dostępny ns http://www.netl.doe.gov/.
• 13. Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants; Final Report: Volume I: Bituminous Coal and Natural Gas to Electricity; DOE/NETL-2007/1281; August 2007.
• 14. Davis B.H.: Overview of reactors for liquid phase Fischer-Tropsch synthesis, Catalysis Today 2002, 71, 249-300.
• 15. Miller G. Q., Stöcker J.: UOP LLC; Selection of a Hydrogen Separation Process; NPRA Annual Meeting, San Francisco, California, 1989.
• 16. Whysall M., Ward Picio K., UOP LLC; Selection and Revamp of Hydrogen Purification Processes; AlChE Spring Meeting, Houston, Texas, 1999.
• 17. Chiesa P., Consonni S., Kreutz T., Williams R.: Co-production of hydrogen, electricity and C02 from coal with commercially ready technology. Part A: Performance and emissions. International Journal of Hydrogen Energy 2005, 30, 747-767.
• 18. Matuszewski M., Rutkowski M.D., Schoff R.L.: Research and Development Solutions, LLC (RDS); Comparison of Pratt and Whitney Rocket-dyne IGCC and Commercial IGCC Performance; Raport DOE/NETL-401/062006, 2006.
• 19. Kotowski W., Nowicki L., Stelmachowski M., Witczak S., Zamorowska-Biernacik S.: Synteza CO+CO2+H2 w suspensji katalizatora do metanolu wraz z inżynierią przemysłowego reaktora, Studia i monografie z. 100 Politechnika Opolska 1998.
• 20. Kotowski W.: Synteza metanolu, Opole 1989.
• 21. Szuba J., Michalik L.: Paliwa ciekłe z węgla, WNT Warszawa 1992.
• 22. Dreszer K., Mikulska B. i in.: Studium wykonalności projektu instalacji do produkcji paliw gazowych i płynnych z węgla kamiennego, Wydawnictwo ICH PW/ Energoprojekt - Katowice SA, Katowice 2009, ISBN 978-83-913434-7-0, (Praca realizowana na zlecenie Ministerstwa Gospodarki).
• 23. Kowalski J.: Uwodornienie tlenku węgla. Synteza węglowodorów i alkoholi PWT Warszawa 1957.
• 24. Materiały dostępne w: www.methanol.org.
• 25. Commercial - Scale Demonstration of the Liquid Phase Methanol (LPMEOH™) Process; US Department of Energy, Topical Report No. 11, April 1999.
• 26. Heydorn E.C. i in: Liquid Phase Methanol (LPMEOH™) Project Operational Experience. Gasification Technologies Conference, 1998.
• 27. Heydorn E.C. i in: Liquid Phase Methanol (LPMEOH™) Project Startup. Gasification Technologies Conference, 1997.
• 28. Ściążko M., Chmielniak T.: Technologia Zgazowania Węgla i Elektrownia Poligeneracyjna. Materiały konferencyjne, IV Konferencja OCHRONA ŚRODOWISKA W ENERGETYCE, 12-13 luty 2009; Jaworzno.