Analiza możliwości wykorzystania membran ceramicznych wysokotemperaturowych w bloku węglowym z oxy-spalaniem

• Autorzy: Kotowicz J. , Berdowska S.
• Konferencja: Problemy badawcze energetyki cieplnej / Konferencja (10 ; 13-16.12.2011 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obiekty energetyczne wykorzystują tlen produkowany metodą separacji kriogenicznej. Technologia ta jest jedną z najbardziej zaawansowanych technicznie metod produkcji O2. Pozwala ona na uzyskanie 99,5% czystości tlenu, jednakże zapotrzebowanie na energię jest wysokie i wynosi 220-340 kWh/MgO2 w zależności od ilości wyprodukowanego tlenu. W pracy zaprezentowano separację tlenu przy pomocy wysokotemperaturowych membran ceramicznych. Materiał, z którego wykonane są membrany przewodzi tylko jony O2 w temperaturze 700-900°C, dlatego czystość uzyskanego tlenu wynosi 100%. Przedstawiono mechanizm separacji tlenu przy użyciu membran wysokotemperaturowych oraz jego najważniejsze parametry tj. czystość i stopień odzysku tlenu. Określono wpływ powierzchni membrany i zastosowanych ciśnień na główne parametry procesu produkcji tlenu oraz na moc zastosowanych urządzeń (sprężarki i pompy próżniowej) i ich energochłonność. W artykule przedstawiono również sposób integracji metodą three-end i four-end modułu membranowego z kotłem fluidalnym oxy. Przedstawiono wady i zalety każdej z metod i określono dla nich zapotrzebowanie na moc i energochłonność oraz wpływ na sprawność bloku.

Słowa kluczowe

PL

obiekt energetyczny; separacja kriogeniczna; separacja membranowa; membrana ceramiczna; oxy-spalanie; kocioł fluidalny

EN

power engineering object; cryogenic separation; membrane separation; ceramic membrane; oxy-combustion; fluid boiler

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 27
• Strony: 153--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Berdowska S.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Bartela Ł., Kotowicz J., Analiza wykorzystania azotu jako medium suszącego węgiel spalany w kotle oxy, Rynek Energii 2011; 2:49-55
• [2] Bojar E., Bojar M., Pylak K., Energia odnawialna w klastrze, Rynek Energii 2010; 1:91-98
• [3] Burdyny T., Struchtrup H., Hybrid membrane/cryogenic separation of oxygen from air use in the oxy-fuel process, Energy 2010; 35:1884-1897
• [4] Castillo R., Thermodynamic analysis of a hard coal oxyfuel power plant with high temperature three-end membrane for air separation, Applied Energy 2011; 88:1480-1493
• [5] Engels S., Beggel F., Modigell M., Stadler H., Simulation of a membrane unit for oxyfuel power plants under consideration of realistic BSCF membrane properties, Journal of Membrane Science 2010; 359:93-101
• [6] Ito W., Nagai T., Sakon T., Oxygen separation from compressed air using a mixed conducting perovskite-type oxide membrane, Solid State Ionics 2007; 178:809-816
• [7] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K., Wpływ systemu separacji CO2 na efektywność elektrowni węglowej na parametry nadkrytyczne, Rynek Energii 2011; 2:8-12
• [8] Seltzer A., Fan Z., Conceptual design of supercritical O2-Based PC Boiler - FinaI Report, Foster Wheeler Power Group, Livingston 11/2006
• [9] Sowiński J., Badanie wpływu nowej dyrektywy ETS na ceny energii elektrycznej, Rynek Energii 2010; 2:144-148
• [10] Stadler H., Beggel F., Habermehl M., Persigehl B., Kneer R., Modigell M., Jeschke P., Oxy fuel coal combustion by efficient integration of oxygen transport membranes, International Journal of Greenhouse Gas Control, 2010