Czyste technologie węglowe – szansą rozwoju sektora górniczego

• Autorzy: Marcisz M. , Probierz K. , Chmielniak T. , Sobolewski A.

Warianty tytułu

EN

Clean coal technologies – chance for development of mining sector

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Udokumentowane zasoby paliw kopalnych oraz prognozy ich zużycia wskazują, że węgiel, w perspektywie średnio i długoterminowej, będzie miał istotną rolę jako źródło energii i surowiec dla przemysłu chemicznego. Dotyczy to zarówno naszego kraju, jak i gospodarki światowej. Procesy przetwórstwa węgla, w tym zgazowanie i piroliza mogą wykorzystywane być również do wielotonażowej produkcji wodoru, tworząc podstawę do rozwoju nowych kierunków energetycznych w ramach tzw. Gospodarki Wodorowej. W powiązaniu ze wzrostem zapotrzebowania na energię spowoduje to konieczność rozwoju zarówno istniejących, jak i opracowania nowych wysokoefektywnych technologii wykorzystania węgla. Oprócz wymagań wzrostu sprawności wytwarzania energii kluczowym kierunkiem rozwoju technologii węglowych będzie radykalne obniżenie ich uciążliwości dla środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem emisji CO2, uważanej za jedną z podstawowych przyczyn efektu cieplarnianego. W pracy przedstawiono charakterystykę podstawowych kierunków rozwoju Czystych Technologii Węglowych (CTW), obejmujących zarówno procesy przygotowania paliwa, jak również jego przetwórstwa do energii oraz cennych produktów chemicznych w tym paliw płynnych i gazowych. Szczególną uwagę poświęcono metodom obniżenia emisji CO2 oraz technologiom zgazowania jako źródła gazu syntezowego dla zastosowań energetycznych i chemicznych. Przedstawiono podstawy procesu zgazowania węgla oraz stan rozwoju komercyjnych technologii zgazowania na świecie. Omówiono również wyniki badań ukierunkowanych na rozwój własnych, krajowych, rozwiązań technologicznych. Dotyczy to zwłaszcza rozwoju fluidalnej technologii zgazowania wykorzystującej jako surowiec w procesie ditlenek węgla. Ważnym elementem pracy jest również przedstawienie aktualnej sytuacji w obszarze działań administracyjnych oraz komercyjnych ukierunkowanych na wdrożenie pierwszych układów przemysłowych w naszym kraju.

EN

Fossil fuel reserves and forecasts of their consumption indicate that coal, in the medium to long term perspective, will have a significant role as a source of energy and raw materials for the chemical industry. This applies both to Poland and world economy. Coal can also be a valuable source of hydrogen, whose multi-tonnage production is the basis for the development of new energy directions within Hydrogen Economy. The key directions of coal technologies development are related to increase of energy efficiency and radical reduction in environmental impact, with particular emphasis on CO2 emission, which contribute in to global warming and climate change. The paper presents the main directions for the development of Clean Coal Technologies (CTW), which covers both, coal preparation processes and coal processing into energy and valuable chemical products including liquid and gaseous fuels. Particular attention has been paid to CO2 separation processes and coal gasification technology as a source of synthesis gas for energy and chemical applications. The principles of the gasification process and state of development of commercial solutions were shown. The results of national research aimed at the development of in-house, technology were also discussed. An important part of the paper is also presentation of the current situation in the field of activities aimed at the implementation of the first commercial gasification technology in Poland.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; czyste technologie węglowe; przetwórstwo paliw; przygotowanie paliw; wytwarzanie energii; zgazowanie; emisja CO2; redukcja CO2; efekt cieplarniany

EN

hard coal; clean coal technologies; fuel processing; fuel preparation; energy generation; gasification; CO2 emission; CO2 reduction; greenhouse effect

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6, iss. 3
• Strony: 121--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Marcisz M.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii Instytut Geologii Stosowanej ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska

autor

Probierz K.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii Instytut Geologii Stosowanej ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska

autor

Chmielniak T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze, Polska

autor

Sobolewski A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze, Polska

Bibliografia

• 1. S. Ariyapadi, P. Shires, M. Bhargava, D. Ebbern. „KBR’s Transport Gasifier (TRIG™) – an Advanced Gasification Technology for SNG Production from Low-Rank Coals.” Internet: http://www.kbr.com [21.11.2016]
• 2. W. Blaschke. „Czyste technologie węglowe z…brudnym węglem.” Internet: www.gigawat.info [21.11.2016]
• 3. B.J.P. Buhre, L.K. Elliott, C.D. Sheng, R.P. Gupta, T.F. Wall. „Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation.” Progress in Energy and Combustion Science, 31, pp. 283-307, 2005.
• 4. T. Chmielniak, M. Ściążko. „Co–gasification of biomass and coal for methanol synthesis.” Applied Energy, vol. 74, pp. 393-403, 2003.
• 5. T. Chmielniak, M. Ściążko. „Czyste technologie węglowe – zgazowanie.” Energetyka Cieplna i Zawodowa, nr 3, pp. 59-66, 2008.
• 6. T. Chmielniak. Badania symulacyjne technologii wytwarzania wodoru w aspekcie emisji CO2, w cyklu – wydobycie, transport i przetwórstwo węgla. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2014.
• 7. T. Chmielniak, M. Ściążko, G. Tomaszewicz, M. Tomaszewicz. „Pressurized CO2 gasification of coal.” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 117, no. 3, pp. 1479-1488, 2014.
• 8. C. Higman. „State of the Gasification Industry – the Updated Worldwide Gasification Database,” Gasification Technology Conference, Colorado Springs, 2013.
• 9. Z. Kasztelewicz. „Czysty węgiel: przyszłość polskiej energetyki.” Internet: www.instytutkosciuszki.pl [21.11.2016]
• 10. „KRW Gasifier IGCC Base Cases” PED–IGCC–98–005, NETL. Internet: http://www.netl.doe.gov [21.11.2016]
• 11. M. Marcisz. „Jakość węgla w złożu i produkcie handlowym,” Polskie Towarzystwo Geologiczne - Instytut Geologii UAM, Referaty, vol. XV, Poznań, 2006, pp. 145- 153.
• 12. J.C. Molburg, P.R. Thimmapuram. „KRW Oxygen-Blown Gasification Combined Cycle: Carbon Dioxide Recovery, Transport, and Disposal.” Internet: http://www.fischer-tropsch.org [21.11.2016]
• 13. K. Probierz, M. Marcisz. „Szacowanie jakości węgla w złożu według Polskiej Normy i Międzynarodowego Systemu Kodyfikacji Węgla z użyciem programów Surfer i AutoCAD.” Przegląd Górniczy, nr 3-4, pp. 19-24, 2009.
• 14. K. Probierz, M. Marcisz. „Estimation of the hard coal quality in a deposit in view of national and international standards.” Archives of Mining Sciences, vol. 55, no. 4, pp. 847-863, 2010.
• 15. M. Ściążko, K. Dreszer. Wykorzystanie zasobów węgla w układach zgazowania. Zabrze: IChPW, 2006.
• 16. M. Ściążko, T. Chmielniak. „Cost Estimates of Coal Gasification for Chemicals and Motor Fuels” in Gasification for Practical Applications. Yongseung Yun. Ed. InTech, 2012. [On-line]. Available: http://www.intechopen.com/books/gasification-for-practical-applications/cost-estimates-of-coal-gasification-for-chemicals-andmotor-fuels [21.11.2016].
• 17. www.gig.eu [21.11.2016]
• 18. www.ien.com.pl [21.11.2016]
• 19. www.oze.agh.edu.pl [21.11.2016]
• 20. „2010 Worldwide Gasification Database (plik Excel).” Internet: www.netl.doe.gov [21.11.2016]