Rozwój technologii usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych i możliwość jej wdrożenia w energetyce

• Autorzy: Więcław-Solny L.

Warianty tytułu

EN

Development of technology for CO2 capture from coal-fired power units’ flue gas and possibility of its implementation in the energy sector

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu od lat prowadzi działalność badawczą ukierunkowaną na rozwój czystych technologii węglowych, szczególnie w obszarze wychwytu CO2 ze spalin bloków węglowych i jego dalszego zagospodarowania. Od 2014 roku IChPW uczestniczy w realizacji projektu „CO2 Methanation System for Electricity Storage Through SNG Production” o akronimie CO2-SNG. Zagadnienia merytoryczne projektu CO2-SNG obejmują kilka priorytetowych kierunków działań, m.in.: obniżenie emisji CO2 z energetyki zawodowej poprzez wychwyt CO2 z części spalin bloku energetycznego, a następnie jego zagospodarowanie poprzez syntezę syntetycznego gazu ziemnego – SNG, oraz magazynowanie energii ze źródeł odnawialnych (OZE) wykorzystywanej do produkcji wodoru na potrzeby syntezy. W artykule zaprezentowano efekty prac badawczych nad rozwojem technologii usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych, opartej na absorpcji chemicznej w roztworach amin oraz utylizacji CO2. W badaniach skoncentrowano się na poszukiwaniu rozwiązań obniżających energochłonność procesu wychwytu ditlenku węgla poprzez dobór odpowiednich roztworów absorpcyjnych oraz zastosowanie modyfikacji procesowych instalacji wychwytu CO2. Opracowane rozwiązania zweryfikowano w trakcie badań z wykorzystaniem instalacji pilotowej aminowego usuwania CO2 ze spalin rzeczywistych bloków węglowych Grupy TAURON (ponad 2000 godzin pracy). W efekcie zastosowanych rozwiązań oraz optymalizacji parametrów procesu wychwytu CO2 udało się obniżyć zapotrzebowanie cieplne procesu regeneracji sorbentu z 4,26 do poziomu 3,16 MJ na kg usuniętego CO2. Przedstawiono również informacje dotyczące rozwijanych ścieżek utylizacji ditlenku węgla – metanizacji CO2.

EN

For many years now The Institute for Chemical Processing of Coal in Zabrze has been conducting a research activitiy aimed at the development of clean coal technologies, especially in the area of CO2 capture from coal-fired power units flue gas and its further utilization. Since 2014 the IChPW has been involved in implementation of the project “CO2 Methanation System for Electricity Storage Through SNG Production” with the acronym CO2-SNG. Substantial issues of the CO2-SNG project include several priority directions of activities like reduction of CO2 emission from commercial power industry by CO2 capture from a part of units’ flue gas, followed by its utilization in the way of conversion to synthetic natural gas – SNG, and storage of energy from RES used for generation of hydrogen dedicated for the synthesis. Presented are results of a research work on the development of technology for removing CO2 from coal-fired power units’ flue gas, based on CO2 chemical absorption in amine solutions and its further utilization. The main objective of the Institute is to search solutions that would decrease the Carbon Capture Process energy demand by selecting appropriate absorption solutions and applying process modifications in CO2 capture installations. The developed solutions were verified during the research with the use of a pilot installation to amine removal of CO2 from flue gas from the real coal-fired power units belonging to Grupa TAURON (during more than 2000 hrs of work). As a result of the implemented solutions and the optimization of parameters of CO2 capture process, the heat demand of a sorbent regeneration process was successfully lowered from 4,26 to the level of 3,16 MJ per one kg of removed CO2. Presented are also informations concerning the being developed ways to utilize carbon dioxide i.e. CO2 methanation.

Słowa kluczowe

PL

technologie usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych; możliwości wdrożenia nowych technologii w energetyce; Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu

EN

technologies of CO2 removal from coal-fired power units’ flue gases; possibilities of new technologies implementation in the power industry; Institute for Chemical Processing of Coal in Zabrze

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 10
• Strony: 553--559
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Więcław-Solny L.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Bibliografia

• [1] Projekt rozporządzenia dotyczącego wewnętrznego rynku energii, Proposal for a revised internal electricity market regulation (COM(2016) 861 final) dostępny na https://ec.europa.eu
• [2] Wskaźniki emisyjności CO2, SO2, NOX, CO i pyłu całkowitego dla energii elektrycznej dostępny na http://www.kobize.pl/
• [3] Eurostat: Greenhouse gas emission statistics - emission inventories, 06/2018.
• [4] Eurostat: Early estimates of C02 emissions from energy use, newsrelease 80/2018.
• [5] Więcław-Solny L, Krótki A., Tatarczuk A., Siec M., Wilk A., Spietz T, The development of flue gases C02 capture process, "Przemysł Chemiczny" 2017, vol. 96, issue 1, pp. 224-229.
• [6] Więcław-Solny L, Wilk A., Chwoła Т., Krótki A., Tatarczuk A., Zdeb J., Catalytic carbon dioxide hydrogenation as a perspective method for energy storage and utilization of captured СО2, "Journal of Power Technologies" 2016, no vol. 96, issue 12, pp. 213-218.
• [7] Więcław-Solny L, Ściążko M., Absorpcyjne usuwanie C02 ze spalin kotłowych, „Energetyka" 2014, nr 1, s. 9-14.
• [8] Wilk A., Więcław-Solny L, Tatarczuk A., Krótki A., Spietz Т., Chwoła Т., Solvent selection for C02 capture from gases with high carbon dioxide concentration, "Korean Journal of Chemical Engineering" 2017, vol. 34, issue 8, pp. 2275-2283.
• [9] Spietz T, Więcław-Solny L, Tatarczuk A., Krótki A., Stec M., Technological modifications in pilot research on СО2 capture process, "Chemik" 2014, vol. 68, issue 10.
• [10] Stec M., Tatarczuk A., Więcław-Solny L, Krótki A., Spietz Т., Wilk A., Śpiewak D., Experimental Results of Split-Flow Modification for Post-combustion C02 Capture Process, Exergy for A Better Environment and Improved Sustainability 2: Applications: Springer International Publishing, pp. 441-453, 2018.
• [11] Tatarczuk A., Stec M., Ściążko M., Więcław-Solny L, Krótki A., Concept of a demo carbon-capture plant for coal-fired power unit, "Przemysł Chemiczny" 2016, vol. 95, issue 11, pp. 2322-2325.
• [12] Czardybon A., Więcław-Solny L, Ściążko M., Technologiczne perspektywy wykorzystania СО2, „Energetyka" 2014, nr 1 (715) 67, s. 7-12.
• [13] Wilk A., Więcław-Solny L, Tatarczuk A., Spietz T, Chwoła T, Krótki A., Stec M., Energy storage in methane as a form of C02 utilization in the energy sector, "Przemysł Chemiczny" 2017, vol. 96, issue 5, pp. 1146-1151.
• [14] Bertau M., Offermanns H., Plass L, Schmidt F., Wernicke H.-J., Methanol: the basic chemical and energy feedstock of the future, Asinger's Vision Today, Springer Science & Business Media, 2014.
• [15] Tatarczuk A., Jastrząb К., Krótki A., Stec M., Więcław-Solny L., Wilk A., Szajkowska-Kobus S., Żórawski D., Skowron K., Kiedzik Ł., Carbon dioxide capture in soda process, "Przemyśl Chemiczny" 2017, vol. 96, issue 7, pp. 1572-1577.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).