Laboratory tests of hydrogen production through coal gasification with reduction of co2 emission with CaO

• Autorzy: Smoliński A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of laboratory-scale tests of Polish hard coal steam gasification process combined with CO_2 capture by absorption on CaO in a single step. Polish coal mine Piast was selected as a coal samples supplier based on the coal resources, quality, price and reactivity which makes it a potential supplier for a future full-scale gasification system. Steam gasification tests were conducted in a vertical fixed bed reactor at the temperature range of 948-1173K. in three series: with addition of CaO layered on a coal sample (II), mixed with a coal sample (III) and without adding CaO (I). The CaO increased both the hydrogen yield and content in gaseous products mixture in comparison with series I. As expected, mixing of CaO with coal sample improved the effects in terms of hydrogen yield and concentration in outlet gas when compared with CaO layered on a coal sample. An effective CO_2 absorption was observed in tests with CaO mixed with a coal sample and at relatively low temperatures. At higher temperatures a reaction resulting in CO_2 concentration increase in the produced gas mixture was observed.

PL

Wodór postrzegany jest jako konkurencyjny ekonomicznie, przyjazny środowisku nośnik energii. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych procesu zgazowania polskiego węgla kamiennego ukierunkowanego na produkcję gazu bogatego w wodór, z jednoczesnym wychwytywaniem CO_2 z otrzymanego gazu syntezowego na drodze absorpcji z zastosowaniem CaO. Badany węgiel pochodził z pokładów KWK Piast uważanej za jedną z potencjalnych dostawców węgla dla zgazowania przemysłowego, ze względu na zasoby, jakość, cenę i reaktywność surowca. Testy prowadzono w reaktorze ze złożem stałym w zakresie temperatur 948-1173K w trzech seriach: z dodatkiem CaO w układzie warstwowym (II), z dodatkiem CaO wymieszanym z próbką węgla (III) oraz bez dodatku CaO (I). Zastosowanie CaO wpłynęło na zwiększenie produkcji oraz zawartości procentowej wodoru w mieszaninie gazowych produktów reakcji w porównaniu z wynikami serii I. Zgodniez oczekiwaniami lepsze wyniki w zakresie ilości produkowanego wodoru oraz jego zawartości procentowej uzyskano w przypadku wymieszania CaO z próbką węgla niż w układzie warstwowym. Efektywna absorpcja CO_2 zaobserwowana została w przypadku testów prowadzonych z zastosowaniem CaO zmieszanego z węglem w stosunkowo niskich temperaturach. W wyższych temperaturach zaobserwowano zwiększenie stężenia CO_2 w powstającym gazie

Słowa kluczowe

EN

coal; hydrogen production; gasification; CO_2 capture

PL

węgiel; produkcja wodoru; zgazowanie węgla; redukcja emisji CO_2

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, spec.
• Strony: 23--36
• Opis fizyczny: bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Smoliński A.

• Central Mining Institute, Department of Energy Saving and Air Protection, Laboratory of Coal Processing pi. Gwarków 1, 40-166, Katowice, Poland

• Central Mining Institute, Department of Energy Saving and Air Protection, Laboratory of Coal Processing pi. Gwarków 1, 40-166, Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Beruto D., A.W. Searcy: Use ofLangmuir Methodfor Kinetic Studies of Decomposition Reactions: Calcite (CaCOJ, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 7, 2145 (1974).
• [2] Beruto, D., R. Boter, A.W. Searcy: Thermodynamics and Kinetics of Carbon Dioxide Chemisorption on Calcium Oxide, The Journal of Physical Chemistry, 88, 4052-4055 (1984).
• [3] Borgwardt R.H.: Calcination Kinetics and Surface Area of Dispersed Limestone Particles, AIChE Journal, 31, 103-111 (1985).
• [4] Gallagher P., K., D.W. Johnson: Kinetics of the Thermal Decomposition of CaCO3 in CO, and Some Observations on the Kinetic Compensation Effect, Thermochimica Acta, 14, 255 (1976).
• [5] Hills A. W. D.: The Mechanism of the Thermal Decomposition of Calcium Carbonate, Chem. Eng. Science, 23, 297 (1968).
• [6] http://www.outokumputechnology.com/pages/Page 21783aspx.
• [7] Mondal K, K. Piotrowski, D. Dasgupta, E. Hippo, T. Wiltowski: Hydrogen from coal in a single step, Ind. Eng. Chem. Res., 44, 5508-5517 (2005).
• [8] European Parliament resolution on a European strategy for sustainable, competitive and secure energy -Green paper (2006/2113(1N1)), http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do7pubRef = -//EP//TEXT + TA + P6-TA-2006-0603 + 0 + DOC + XML + V0//EN.
• [9] Satterfleld C, N.F. Feakes: Kinetics of the Thermal Decomposition of Calcium Carbonate, AIChE Journal, 5, 115(1995).
• [10] Silaban A., DP. Harrison: High Temperature Capture of Carbon Dioxide: Characteristics of the Reversible Reaction Between CaO(s) andCO/g), Chem. Eng. Comm., 137, 177-190 (1995).
• [11] Smoliński A., N. Howaniec: Production of hydrogen with separation of sequestration-ready carbon dioxide as a prospective technological solution, Mining and Environment - Research Reports, Central Mining Institute, 3, 5-21 (2006).
• [12] Smoliński A., N. Howaniec, K. Stańczyk: Laboratory tests of Polish hard coals suitability for hydrogen production in gasification process, International Journal of Coal Geology (2007), submitted.
• [13] Stanmore B.R., P. Gilot Rewiew-calcination and carbonation of limestone during thermal cycling for CO sequestration, Fuel Processing Technology, 86, 1707-1743 (2005).
• [14] US Department of Energy, Office of Fossil Energy: Hydrogen from Coal Program, Research, Development and Demonstration Plan for the Period 2004 through 2015, External draft for Review (2005).