Analiza możliwości rekuperacji ciepła z układu separacji CO2 na potrzeby bloku energetycznego

• Autorzy: Panowski M. , Zarzycki R.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2015.7

Warianty tytułu

EN

Analysis of possibility of heat recuperation from CO2 separation system for power station load

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Konieczność ograniczania emisji CO2 do atmosfery stanowi istotny problem, przed jakim stoi energetyka zawodowa. Koszt energetyczny separacji, niezależnie od zastosowanej technologii, jest duży i przekłada się na znaczący spadek sprawności procesu wytwarzania energii elektrycznej. W pracy przedstawiono rezultaty obliczeń optymalizacyjnych dla bloku nadkrytycznego o mocy 900 MWe zintegrowanego z układem VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) adsorpcyjnej separacji dwutlenku węgla i układem przygotowania wyseparowanego gazu do transportu. Celem zrealizowanych obliczeń była analiza możliwości odzysku ciepła z procesu wielostopniowego sprężania CO2 z chłodzeniem międzystopniowym. Odzyskane ciepło było rekuperowane w układzie regeneracji bloku energetycznego. W pracy przeanalizowano różne miejsca integracji układu chłodzenia z obiegiem cieplnym bloku. Rozważono różne strumienie rekuperowanego ciepła oraz temperatury czynnika. Uzyskane rezultaty wskazują, że poprzez odpowiedni dobór parametrów termodynamicznych czynnika wnoszącego ciepło oraz miejsc jego rekuperacji można zwiększyć całkowitą sprawność energetyczną bloku o ok. 2% (punkty procentowe) w stosunku do wariantu bez odzysku ciepła.

EN

The necessity of reduction of CO2 emission to atmosphere remains the important problem that energy sector stands against. The energetic cost of separation, regardless of technology applied, is significant and makes electricity generation efficiency also to decrease significantly. The paper presents results of optimisation calculations of supercritical 900 MWe power plant integrated with VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) CO2 separation adsorption unit as well as the system of separated carbon dioxide compression for transportation. The application of VPSA technology determines the necessity of flue gas compression before adsorption, and from the other hand generation of a low pressure on desorption – product side. That means, the compression system must be used, and the large amount of energy is needed for its exploitation. The main aim of performed calculations was the assessment of possibilities of heat recuperation from intercooled multistage compression system. The analysis concerned recuperation of heat into the hot water regeneration system of the power plant. Different places of integration of intercooling system were analysed. Moreover, different heat amount as well as temperatures of heat carriers were considered. The results obtained show that by appropriate selection of thermodynamic parameters of heat carriers as well as heat distribution it is possible to increase the total energy efficiency of a power plant of about 2 percentage points relative to the case without heat recuperation.

Słowa kluczowe

PL

dwutlenek węgla; modelowanie obiegów cieplnych; CCS; optymalizacja

EN

carbon dioxide; thermal cycle modelling; CCS; optimisation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 87 [291], nr 1
• Strony: 63--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Panowski M.

• Politechnika Częstochowska, ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa, Polska

autor

Zarzycki R.

• Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Czakiert T.: Spalanie tlenowe w kotłach energetycznych, [w:] Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2, pod red. W. Nowaka i T. Czakierta, Wydawn. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2012, s. 102-118.
• [2] Czakiert T., Nowak W.: Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2, Projekt Strategiczny NCBR, Nowa Energia, 37 (2014), 102-104.
• [3] Czakiert T., Nowak W.: Spalanie tlenowe w układach z kotłami PC, CFB i PCFB, Energetyka, 11 (2013), 787-790.
• [4] Panowski M., Zarzycki R.: Analiza procesowa przygotowania wyseparowanego ze spalin dwutlenku węgla do transportu i składowania, Polityka Energetyczna, 16 (2013), 243-256.
• [5] Wawrzyńczak D., Majchrzak-Kucęba I., Nowak W.: Badania separacji CO2 na wybranych sorbentach metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej PSA, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, Wydawn. Politechniki Białostockiej, 1 (2010), 85-89.
• [6] Więcław-Solny L., Tatarczuk A., Krótki A., Stec M.: Postęp prac w badaniach technologicznych aminowego usuwania CO2 ze spalin, Polityka Energetyczna, 16 (2013), 229-241.