Badania pilotowe procesu aminowego usuwania CO2 w Elektrowni Jaworzno II

• Autorzy: Krótki A. , Więcław-Solny L. , Tatarczuk A. , Stec M. , Śpiewak D. , Wilk A. , Spietz T. , Chwoła T.

Warianty tytułu

EN

Amine - based pilot plant tests - the Jaworzno power plant campaigns

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania procesu usuwania CO2 ze spalin klasycznych bloków węglowych stanowiły jeden z głównych elementów Strategicznego Programu Badawczego realizowanego w latach 2010-2015. W strukturze krajowej energetyki, opartej w głównej mierze na węglu, badania te mają znaczenie strategiczne w aspekcie konieczności obniżenia emisji gazów cieplarnianych, w tym CO2, z procesów generacji energii elektrycznej, zgodnie z wymaganiami polityki klimatyczno-energetycznej UE. W artykule przedstawiono wyniki prac realizowanych w Elektrowni Jaworzno, gdzie w 2014 roku przeprowadzono testy na instalacji pilotowej aminowego usuwania CO2, w których skupiono się na określeniu wpływu konfiguracji procesowych na sprawność i energochłonność procesu usuwania CO2. Zgodnie z danymi literaturowymi zaawansowane modyfikacje procesowe technologii mycia aminowego, obok doboru specjalnych roztworów absorpcyjnych pozwolą na dalsze obniżenie energochłonności instalacji usuwania CO2 ze spalin, które współpracując z blokiem energetycznym będą miaty bezpośredni wptyw na obniżenie sprawności takiego bloku. Otrzymane wyniki badań dla przedstawionego w pracy wariantu przepływu z rozdzielonymi strumieniami roztworu i międzystopniowym chłodzeniem, w stosunku do klasycznego układu przepływowego, wykazały wzrost sprawności usuwania CO2 średnio o około 8% oraz redukcję zapotrzebowania cieplnego średnio o około 7%. Wyniki te są zgodne z danymi literaturowymi, które do tej pory opierały się głównie na obliczeniach modelowych i symulacyjnych pracy bloków w systemie CCS.

EN

Research of the Carbon Capture process from flue gases was one of the main elements of the Strategic Research Program carried out in 2010-2015. According to the Climate and Energy Policy of the European Union, this research is very important for the national energy sector which is mostly based on coal combustion processes. The article presents the results of the work - amine based pilot plant tests carried out at Jaworzno Power plant in 2014. These test were focused on determining the impact of process configuration on performance and energy consumption of the Carbon Capture Process (CCP). The advanced modifications of the CCP, together with the special solvent selection allow for further energy consumption reduction of the CO2 removal from flue gases. The CCP energy consumption impacts on the power block efficiency reduction. The obtained results for the split streams flow and interstage cooling showed an increase of CO2 removal efficiency of about 3 to 8 percentage points, and a reduction of heat demand of approximately 5 percentage points compared to the classic flow system. These results are in line with the model calculations and simulation work presented in the world's literature.

Słowa kluczowe

PL

CCS; aminowe usuwanie CO2; modyfikacje procesowe

EN

CCS; amine based CO2 removal process; process modifications

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 90
• Strony: 93--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Krótki A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Więcław-Solny L.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Tatarczuk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Stec M.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Śpiewak D.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Wilk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Spietz T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Chwoła T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• 1. Aroonwilas, A. i Veawab, A. 2007. Integration of CO2 capture unit using single- and blended-amines into supercritical coal-fired power plants: Implications for emission and energy management. Int. J. Greenh. Gas Control, Vol. 1, No. 2, s. 143-150.
• 2. Artanto i in. 2012 - Artanto, Y., Jansen, J., Pearson, P., Do, T., Cottrell, A., Meuleman, E. i Feron P. 2012. Performance of MEA and amine-blends in the CSIRO PCC pilot plant at Loy Yang Power in Australia. Fuel Vol. 101, s. 264-275.
• 3. Jou i in. 1995 - Jou, F.-Y., Mather, A.E. i Otto, F.D. 1995. The solubility of CO2 in a 30 mass percent monoethanolamine solution. Can. J. Chem. Eng. Vol. 73, No. 1, s. 140-147.
• 4. Kohl, A.L. 1997. Gas Purification, Fifth Edition. 5 edition. Gulf Professional Publishing, Houston, Tex.
• 5. Leites i in. 2003 - Leites, I.L., Sama, D.A. i Lior N. 2003. The theory and practice of energy saving in the chemical industry: some methods for reducing thermodynamic irreversibility in chemical technology processes. Energy Vol. 28, No. 1, s. 55-97.
• 6. Le Moullec, Y. i Kanniche, M. 2011. Screening of flowsheet modifications for an efficient monoethanolamine (MEA) based post-combustion CO2 capture. Int. J. Greenh. Gas Control Vol. 5, No.4, s. 727-740.
• 7. Mangalapally i in. 2012 - Mangalapally, H.P., Notz, R., Asprion, N., Sieder, G., Garcia, H. i Hasse, H. 2012. Pilot plant study of four new solvents for post combustion carbon dioxide capture by reactive absorption and comparison to MEA. Int. J. Greenh. Gas Control Vol. 8, s. 205-216.
• 8. Polasek i in. 1983 - Polasek, J.C., Bullin, J.A. i Donnelly, S.T. 1983. How to Reduce Costs in Amine Sweetening Units. Chem. Eng. Prog., Vol. 79, s. 63-67.
• 9. Spietz i in. 2014 - Spietz, T., Więcław-Solny, L., Tatarczuk, A., Krótki, A. i Stec, M. 2014. Technological modifications in pilot research on CO2 capture process. Chemik, Vol. 68, No. 10, s. 884-892.
• 10. Stec i in. 2015a - Stec, M., Tatarczuk, A., Więcław-Solny, L., Krótki, A., Spietz, T., Wilk, A. i Śpiewak, D. 2015a. Demonstration of a post-combustion carbon capture pilot plant using amine-based solvents at the Łaziska Power Plant in Poland. Clean Technol. Environ. Policy, s. 1-10.
• 11. Stec i in. 2015b - Stec, M., Tatarczuk, A., Więcław-Solny, L., Krótki, A., Sciążko, M. i Tokarski, S. 2015b. Pilot plant results for advanced CO2 capture process using amine scrubbing at the Jaworzno II Power Plant in Poland. Fuel Vol. 151, s. 50-56.
• 12. Szczypiński i in. 2013 - Szczypiński, T., Tatarczuk, A. i Grudnik, K. 2013. Optimization of amine-based CO2 capture from flue gas by flowsheet modification. Przem. Chem. Vol. 92, No. 1, s. 106-110.
• 13. Śląsk 2.0 Program wsparcia przemysłu Województwa Śląskiego i Małopolski Zachodniej, Kancelaria Rady Ministrów, 2015.
• 14. Tobiesen i in. 2007 - Tobiesen, F.A., Svendsen, H.F. i Juliussen, O. 2007. Experimental validation of a rigorous absorber model for CO2 postcombustion capture. AIChE J. Vol. 53, No. 4, s. 846-865.
• 15. Więcław-Solny i in. 2012 - Więcław-Solny, L., Tatarczuk, A., Krótki, A., Wilk, A. i Spiewak, D. 2012. Dotrzymać kroku polityce energetyczno-klimatycznej UE - postęp badań procesów usuwania CO2 z gazów spalinowych. Polityka Energetyczna — Energy Policy Journal t. 15, z. 4, s. 111.
• 16. Wojtkowska-Łodej, G. 2015. Polityka klimatyczno-energetyczna Uni Europejskiej - wyzwania dla przyszłości polskiej gospodarki. Polityka Energetyczna — Energy Policy Journal t. 18, z. 1, s. 15-26.
• 17. Zamasz K. 2015. Uwarunkowania ekonomiczno-regulacyjne konsolidacji krajowego sektora elektroenergetycznego. Polityka Energetyczna — Energy Policy Journal t. 18, z. 2, s. 19-28.