Selected issues of operating 3 MW underground coal gasification installation

• Autorzy: Mocek P. , Zamiar R. , Jachimczyk R. , Gowarzewski R. , Świądrowski J. , Gil I. , Stańczyk K.

Warianty tytułu

PL

Wybrane zagadnienia eksploatacji instalacji podziemnego zgazowania węgla o mocy termicznej 3 MW

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Experiences of operating underground coal gasification installation (UCG) are discussed in the article. The gasification experiment was conducted in active Wieczorek coal mine. The assumed maximum gasification capacity of the installation was 600 kg/h of coal, i.e. 3 MW contained in enthalpy of gas. An integrated design process was applied in preparing equipment of the UCG installation. The result was long-lasting tests (over 1400 h) of coal gasification process at near- atmospheric pressure. Gasification was conducted in a 5.4 m thick deposit with a mixture of: air and oxygen, air and CO2, air and water. Data on performance of a semi-industrial scale UCG installation were collected. The aim of the article is to present the process and selected experiences associated with operating the installation. External limitations influencing the gasification method, design of basic nodes and rules of running the process are described. The main problems encountered during the gasification process and UCG gas purification are presented.

PL

Omówiono doświadczenia z eksploatacji urządzeń podziemnego zgazowania węgla (PZW). Próbę zgazowania przeprowadzono w funkcjonującej Kopalni Węgla Kamiennego "Wieczorek". Projektowana wydajność zgazowania wynosiła 600 kg/h węgla. Przekłada się to na 3 MW mocy termicznej zawartej w entalpii gazu. Przygotowując urządzenia instalacji PZW zastosowano zintegrowany cykl projektowania. Wynikiem było przeprowadzenie długotrwałych (ponad 1400 h) badań procesu zgazowania węgla przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego. Zgazowanie prowadzono w złożu o średniej miąższości 5.4 m wykorzystując mieszaninę: powietrza i tlenu, powietrza i CO2 oraz powietrza i wody. Uzyskano informacje z funkcjonowania w skali półtechnicznej instalacji PZW. Celem publikacji jest przedstawienie procesu i wybranych doświadczeń z funkcjonowania tej instalacji. Opisano ograniczenia zewnętrzne wpływające na sposób rozwiązania technologii zgazowania, konstrukcje podstawowych węzłów i zasady prowadzenia procesu. Wskazane zostały główne problemy występujące w trakcie procesu zgazowania i oczyszczania gazu z PZW.

Słowa kluczowe

EN

underground coal gasification; pilot installation; controlling process

PL

podziemne zgazowanie węgla; instalacja pilotowa; sterowanie procesem

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 17, no. 3
• Strony: 427--434
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mocek P.

• Department of Energy Saving And Air Protection Central Mining Institute Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice, Poland

autor

Zamiar R.

• INTROL 4 TECH Sp. z o.o. 16 Lipca 14, 41-506 Chorzów Batory, Poland

autor

Jachimczyk R.

• P.W. „SEMAKO ” Sp. z o.o. Wiejska 40, 44-153 Łany Wielkie k/ Gliwic, Poland

autor

Gowarzewski R.

• Katowicki Holding Węglowy Wieczorek Coal Mine, Poland

autor

Świądrowski J.

• Department of Energy Saving And Air Protection Central Mining Institute Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice, Poland

autor

Gil I.

• Department of Energy Saving And Air Protection Central Mining Institute Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice, Poland

autor

Stańczyk K.

• Department of Energy Saving And Air Protection Central Mining Institute Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Advanced materials modelling and lifting technologies for gas turbine components operating in coal gasification plant. Cleaner Coal Technology Programme Project Profile 287, DTI, Alstom 2001.
• 2. Bell D A, Towler B F, Fan M. Coal gasification and its applications. New York: Elsevier 2011.
• 3. Chećko J. Analiza warunków geologiczno - górniczych i hydrogeologicznych w.rejonie projektowanego georeaktora zlokalizowanego w KWK "Wieczorek" (Analysis of geological, mining and hydrogeological conditions in the area of planned georeactor in Wieczorek coal mine). Przegląd Górniczy 2; 2013: 37-45.
• 4. Couch G. Underground coal gasification. London, United Kingdom: IEA Clean coal Centre. 2009. Report No. CCC 151.
• 5. Dec B, Gajoch A. System dyspozytorski ZEFIR - struktura programu (Zefir dispatching system). Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa. 2000, 4-5, 108-118.
• 6. Doctor R D, Molburg J C, Thimmapuram P R. KRW oxygen-blown gasification combined cycle. carbon dioxide recovery, transport and disposal, Raport NETL 1996, http://dx.doi.org/10.2172/373835.
• 7. Howard J B, ed. Elliot M A. Chemistry of coal utilization. Vol. II. New York: Willey and Sons 1981.
• 8. Karcz A. Koksownictwo (Coke engineering). P. II. Kraków: Wyd. Akademii Górniczo – Hutniczej, 1991.
• 9. Kowalski J. Wytwarzanie gazu do syntezy (Producing gas for syntheses). Warszawa: PWT, 1954.
• 10. Krause E, Lasek S. Wpływ uwarunkowań górniczo - geologicznych oraz wentylacyjnych na projektowaną lokalizację georeaktora oraz bezpieczeństwo procesowe podziemnego zgazowania węgla w czynnej kopalni (Influence of geological, mining and ventilation conditions on planned location of georeactor and safety of underground coal gasification in active coal mine). Przegląd Górniczy, 2013; 2: 46-54.
• 11. Matuszewski M, Rutkowski R, Schoff R, Comparison of Pratt and Whitney Rocketdyne IGCC and commercial IGCC performance, Raport NETL 2006 r.
• 12. Maurstad O. An overview of coal based integrated gasification combined cycle (IGCC) Technology. MIT Publication no.: MIT LFEE 2005-002 WP. 2005.
• 13. Mocek P, Gil I, Świądrowski J. Instalacja procesowa dla hybrydowej technologii podziemnego zgazowania węgla (Process installation for hybrid technology of underground coal gasification). Przemysł Chemiczny 2014; 1: 66-69.
• 14. Mocek P, Gil I, Wodołażski A. Wybrane zagadnienia projektowania instalacji oczyszczania produktów podziemnego zgazowania węgla (Selected problems of designing installation to purify underground coal gasification products). Przegląd Górniczy 2013; 2: 99-107.
• 15. Mocek P, Gil I. Przesył gazu z podziemnego zgazowania węgla (Underground coal gasification gas transmission). Przegląd Górniczy 2013; 2: 107-115.
• 16. Prawo geologiczne i górnicze. Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. Dziennik Ustaw 2011 nr 163 poz. 981.
• 17. Rezaiyan J, Cheremisinoff N P, Gasification technologies. A primer for engineers and scientists. Boca Raton: Taylor & Francis Group, 2005.
• 18. Spath P L, Dayton D C. Preliminary Screening — Technical and Economic Assessment of Synthesis Gas to Fuels and Chemicals with Emphasis on the Potential for Biomass-Derived Syngas. Raport NREL/TP-510-34929, 2003.
• 19. Specification for Fuel Gases for Combustion in Heavy-Duty Gas turbines. Raport GE power Systems Gas Turbine; GEI41040G, 2002.
• 21. Stańczyk K, Howaniec N, Smoliński A, Świądrowski K, Kapusta K, Wiatowiski M. Gasification of lignite and hard coal with air and oxygen enriched coal in a pilot scale ex situ reactor for underground gasification. Fuel 2011; 5: 1953-1962, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2010.12.007.
• 22. Steinbrecht D, Wolff H J, Matzmohr R, Nassour R, Didk H. Investigations of low calorific landfill gases by a small scale fluidised bubbling bed combustion plant. Global NEST Journal 2007; 9: 42-50.
• 23. Swan Hills Synfuels. Swan Hills In-situ coal gasification technology development final outcomes report. Alberta Innovates - Energy and Environment Solutions Report 2012.
• 24. Tampa Electric Polk power station integrated gasification combined cycle project. Raport NETL nr.: DE-FC-21-91MC27363: 2002 r.
• 25. Tomeczek J. Zgazowanie Węgla (Coal Gasification). Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej, 1994.
• 26. Vulfovich K E. Producton of synthetic hydrocarbons for coal through its underground gasification. International Journal of Mining Science and Technology 2013; 23: 279-285, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmst.2013.04.006.
• 27. Wiatowski M, Stańczyk K, ŚwiądrowskiJ, Kapusta K, Cybulski K, Krause E, Grabowski J, Rogut J, Howaniec N, Smoliński A. Semitechnical underground coal gasification (UCG) using the shaft method in Experimental Mine "Barbara". Fuel 2012; 99: 170-179, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2012.04.017.
• 28. Woolcock J, Brown R. A Review of Cleaning Technologies for Biomass-Derived Syngas. Biomass and Bioenergy 2013; 52: 54-84, http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.02.036.
• 29. www.asix.com.pl
• 30. Yang L, Zhang X, Liu S, Yu L, Zhang W. Field test of large-scale hydrogen manufacturing from underground coal gasification (UCG).International Journal of Hydrogen Energy 2008; 33: 1275-1285, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2007.12.055.