Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The separation of carbon dioxide from CO2/N2/O2 mixtures using polyimide and polysulphone membranes

Jaschik M., Tańczyk M., Janusz-Cygan A., Wojdyła A., Warmuziński K.

Chemical and Process Engineering

|

2018

|

Vol. 39, nr 4

449-–456

EN

Results are presented concerning the separation of the mixtures of carbon dioxide, nitrogen and oxygen in membrane modules with modified polysulphone or polyimide as active layers. The feed gas was a mixture with composition corresponding to that of a stream leaving stage 1 of a hybrid adsorptivemembrane process for the removal of CO2 from dry flue gas. In gas streams containing 70 vol.% of CO2, O2 content was varied between 0 and 5 vol.%. It is found that the presence of oxygen in the feed gas lowers the purity of the product CO2 in all the modules studied, while the recovery depends on the module. In the PRISM module (Air Products) an increase in O2 feed concentration, for the maximum permeate purity, led to a rise in CO2 recovery, whereas for the UBE modules the recovery did not change.

2

Analiza finansowa potencjalnego zastosowania mezoporowatych materiałów krzemianowych do oczyszczania spalin z ditlenku węgla w porównaniu do komercyjnej metody MEA

Koneczna R., Wdowin M., Panek R., Lelek Ł., Żmuda R., Franus W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 98

137--150

PL

Technologia CCS ( Carbon Capture and Storage ) jest jedną z metod ograniczających emisję ditleku węgla do atmosfery. Jednak wysokie koszty wychwytywania Co2 w tej technologii są główną przeszkodą wdrażania tego rozwiązania przez elektrownie. Redukcji kosztów oczekuje się przede wszystkim po stronie wychwytywania i oddzielania CO2 z gazów spalinowych (przemysłowych). Artykuł przedstawia ocenę efektywności finansowej najpopularniejszej technologii aminowej (MEA) względem otrzymywanego z popiołów lotnych materiału mezo-porowatego typu McM-41 impregnowanego polietylenoiminą (PEI) dla instalacji CCS. Badania prowadzono dla inwestycji obejmującej trzy kluczowe komponenty stanowiące pełny łańcuch wartości w procesie walidacji technologii CCS (wychwytywanie, transport i składowanie). Prowadzone badania mineralogiczne i określenie właściwości fizykochemicznych produktu mezoporowatego otrzymywanego z materiałów odpadowych, jakimi są popioły lotne, pozwoliły na wskazanie najlepszej klasy sorbentu – McM-41 impregnowanego PEI, który można wykorzystać w technologiach wychwytywania CO2. Opracowanie innowacyjnego związku pozwala nie tylko na usuniecie 100% CO2, ale również obniża koszty operacyjne (OPEX), w tym przede wszystkim koszty zużycia energii o 40% i materiałów w stosunku do mieszanek aminowych np. MEA.

EN

CCS (carbon capture and Storage) technology is one of the methods that limit the release of carbon dioxide into the atmosphere. However, the high cost of capturing Co2 in this technology is a major obstacle to the implementation of this solution by power plants. The reduction of costs is expected primarily on the side of the capture and separation of CO2 from flue/ industrial gas. The article presents the financial performance of the most popular amine technology (MEA) against mesoporous material about McM-41 structure obtained from fly ash, impregnated with polyethyleneimine (PEI), for CCS installations. The study was conducted for an investment comprising three key components that provide a full value chain in CCS validation (capture, transport and storage). The mineralogical studies and determination of the physicochemical properties of mesoporous material produced from waste materials such as fly ash allowed us to identify the best class sorbents of McM-41, which can be used in CO2 capture technologies. Developing an innovative relationship not only allows 100% of CO2 to be removed but also reduces operating costs (OPEX), primarily including energy by 40% and multiple material costs relative to amine mixtures such as MEA.

3

Economic evaluation of A-USC power plant with CO2 capture unit

Stępczyńska-Drygas K., Dykas S., Łukowicz H., Czaja D.

Journal of Power Technologies

|

2015

|

Vol. 95, spec.

75--83

EN

Achieving CO2 emission control while keeping electricity prices competitive is one of the most important economic and technical challenges. The strategy for lowering the CO2 emission from the coal-based power plants includes first of all raising electricity generation efficiency. Currently, steam temperatures in ultra-supercritical (USC) power plants are limited to approximately 627ºC by the use of the most advanced commercially available ferritic steels. To go to higher temperatures, high-nickel alloys must be used. The nickel alloys are at an advanced stage of development and are expected to be available to support construction of a demonstration plant in Europe in 2021. For pulverized coal (PC) plants the development means progressing to advanced ultra-supercritical (A-USC) steam conditions - 35MPa/700/720ºC. It turned out that the concept consists in gradually raising the live steam temperature and pressure can become economically unjustified. Cost-effectiveness of new investments can be provided only by a significant increase in the efficiency of electricity generation. In the paper the economic evaluation of 900 MW PC unit is presented. The main aim is to compare the cost of electricity generation in USC (28MPa/600/620ºC) and A-USC (35MPa/700/720ºC) power unit. The variants with CO2 capture installation by chemical absorption MEA are considered. Compared to a USC design, the capital cost of the A-USC PC plant will be higher, but the operating cost will be lower. Because of the higher efficiency of the A-USC plant, the differential in operating cost increases as fuel price increases and CO2 cost charges are included.

4

PDU-Scale Experimental Results of CO2 Removal With Amp/Pz Solvent

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

Chemical and Process Engineering

|

2015

|

Vol. 36, nr 1

39--48

EN

This paper provides a discussion concerning results of CO2 removal from a gas mixture by the application of aqueous solutions of ethanoloamine (MEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) promoted with piperazine (PZ). The studies were conducted using a process development unit. Research of such a scale provides far more reliable representation of the actual industrial process than modelling and laboratory tests. The studies comprised comparative analyses entailing identical energy supplied to a reboiler as well as tests cond ucted at similar process efficiencies for both solvents. The results thus obtained imply that using AMP/PZ enables reduction of the solvent heat duty. Moreover, while using AMP/PZ temperature decrease was also observed in the columns.

5

Influence of the selected parameters on the effectiveness of IGCC system integrated with CCS installation

Skorek-Osikowska A., Bartela Ł., Kotowicz J.

Chemical and Process Engineering

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

233--248

EN

The paper presents the basic input data and modelling results of IGCC system with membrane CO2 capture installation and without capture. The models were built using commercial software (Aspen and GateCycle) and with the use of authors’ own computational codes. The main parameters of the systems were calculated, such as gross and net power, auxiliary power of individual installations and efficiencies. The models were used for the economic and ecological analysis of the systems. The Break Even Point method of analysis was used. The calculations took into account the EU emissions trading scheme. Sensitivity analysis on the influence of selected quantities on break-even price of electricity was performed.

6

The thermodynamic and economic analysis of a 600 MW oxy-fired coal unit with membrane-cryogenic oxygen production system and CO2 capture installation

Berdowska S., Skorek-Osikowska A.

Journal of Power Technologies

|

2013

|

Vol. 93, nr 5

271--278

EN

In this paper a 600 MW coal unit with pulverized bed boiler working in oxy-combustion technology with a hybrid, membrane-cryogenic oxygen separation installation and carbon capture and storage system was analyzed. Membrane-cryogenic oxygen separator consists of a membrane module and two cryogenic distillation columns. Boiler works in oxy-combustion technology, therefore resulting flue gases contain 79% of CO2. In order to increase the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas to the value of 95% an installation based on physical separation technology was used. In this work main results of energy intensity of each system are presented. The economic analysis of coal power plant with the use of Break Even Point method was realized. In order to verify the profitability of building of coal unit with membrane-cryogenic oxygen separation installation the analysis of sensitivity in dependence of investment costs and coal price was performed.

7

The influence of CO2 capture and compression on the economic characteristics of a combined cycle power plant

Kotowicz J., Brzęczek M.

Journal of Power Technologies

|

2013

|

Vol. 93, nr 5

314--322

EN

This paper presents the results of an economic analysis of a triple-pressure combined cycle power plant with the steam reheater (3PR). The economic analysis was performed for two variants of the block - with and without the integration of the system with the installation of CO2 capture and compression. The structures of the triple-pressure combined cycle power plant with the steam reheater and CO2 capture and compression installation (CCS) was presented. The characteristic values of systems and the economic assumptions were summarized. An analysis of a break-even point (BEP), which was the minimum selling price for electricity, was performed. A sensitivity analysis of individual components to a break-even price of electricity and the impact of degradation of the efficiency and the power characteristics of the combined cycle power plant was conducted.

8

Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2

Nowak W.

Instal

|

2013

|

nr 10

15--19

PL

Technologia spalania węgla w tlenie zintegrowana z wychwytem, transportem i magazynowaniem CO2 jest obecnie przedmiotem szczegółowych badań w ramach Programu Strategicznego NCBiR „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii” Zadanie 2: „Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2”. W artykule przedstawiono stan wiedzy na temat technologii spalania w tlenie oraz postępu prac badawczych w realizacji tego programu.

EN

The technology of coal combustion in oxygen integrated with capture, transportation, processing and storing of CO2 is presently under detailed investigations in Poland within the Strategic Programme NCBiR „Advanced technologies of energy production” within Task 2 „Study of the oxy-combustion technology for pulverized and fluidized bed boilers integrated with CO2 capture”. The paper discusses the current state of the oxy-fuel combustion development and the present stage of research in this field performed within the above listed project.

9

Technologia CCS dla przemysłu cementowego

Uliasz-Bocheńczyk A., Deja J.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2012

|

R. 5, nr 11

136-145

PL

Przemysł cementowy jest jednym z większych przemysłowych emitentów CO2, w skali światowej emisja ta jest szacowana na ok. 5%. Wysoka emisja dwutlenku węgla związana jest z technologią produkcji cementu. Podstawowymi źródłami emisji CO2 z przemysłu cementowego są: proces kalcynacji surowca oraz spalanie paliw. Działaniami mającymi na celu ograniczenie emisji CO2 zalecanymi przez BAT dla przemysłu cementowego, są: ograniczenie zużycie paliwa, dobór surowców o niskiej zawartości związków organicznych oraz paliw o niskim udziale węgla do wartości opałowej. Redukcję emisji CO2 można również uzyskać poprzez poprawę sprawności energetycznej procesu produkcji cementu oraz stosowanie jako surowców i dodatków do produkcji cementu odpadów w ilościach maksymalnie dopuszczalnych przez obowiązujące normy. Od dłuższego czasu prowadzone są również badania nad zastosowaniem dla cementowni technologii CCS (Carbon Capture and Storage). Prowadzone są prace przede wszystkim nad doborem najbardziej efektywnej metody wychwytywania CO2. Proponowane jest zastosowanie wychwytywania po spalaniu i spalanie w atmosferze tlenu. Jednak metody te są obecnie bardzo kosztowne. Należy podkreślić, że oprócz kosztów wychwytywania, przy wprowadzaniu technologii CCS, należy również uwzględnić koszty sprężania, transportu i składowania (w tym monitoringu) CO2. Problemem pozostaje również znalezienie odpowiedniego miejsca do składowania lub utylizacja wychwyconego CO2. W artykule przedstawione zostaną metody wychwytywania CO2 proponowane do wykorzystania ich w cementowniach oraz szacowane koszty ich stosowania. Przemysł cementowy w Polsce jest znaczącym producentem cementu w Europie, ale wiąże się to z emisją dużych ilości CO2. Cementownie od wielu lat starają się różnymi drogami zredukować emisję dwutlenku węgla na drodze technologicznej. Ograniczenia technologiczne powodują, że emisja CO2 może być redukowana tylko do pewnego stopnia. Metodą, która potencjalnie może obniżyć emisję CO2 jest wprowadzenie technologii CCS. Artykuł analizuje możliwość wprowadzenia technologii CCS w polskich cementowniach.

EN

The cement industry is one of the biggest issuer of CO2, this emission is estimated at about 5% worldwide. The high emission of carbon dioxide is connected with the technology of cement production. The basic sources of CO2 emission from the cement industry are: the raw material decarbonization process and fuels combustion. According to BAT, there are some actions which may cause the significant limitation of CO2 emission. They are as followed: limitation of fuels used, choosing raw materials containing small amount of organic compounds, and fuels of high calorific value with the low share of pure carbon. The reduction of carbon dioxide emission can be achieved also by improving the watt-hour efficiency of cement production process and by using wastes as raw materials and additives in amounts limited by currently applicable standards and norms. The researches on using the CCS (Carbon Capture and Storage) technology for cement plants have been carried out recently. These researches are mainly focused on choosing the most efficient method of CO2 capture. The methods of: post-combustion capture and oxy-fuel combustion in oxygen atmosphere are ones of the offers. Unfortunately, these methods are very costly nowadays. It should be pointed out that besides of the capture costs, while implementing the CCS technology, the costs of CO2 compressing, transportation and storage (including the monitoring) should be taken into consideration as well. It is also problematic to find an appropriate place for CO2 storage or its utilization after capturing. The article presents methods of CO2 capturing, suitable for cement plants and estimated costs of their implementation. The cement industry in Poland is a significant producer in Europe, but it is connected with the emission of huge amount of CO2. For many years the cement plants have been doing their best to find the ways of limiting the emission of carbon dioxide on the technological basis. Technological limitation makes it possible to reduce the CO2 emission only to certain level. The method, which can potentially reduced the CO2 emission, is introducing the CCS technology. The article analyses the potentials of CCS technology implementation in polish cement plants.

10

Nanomateriały dla energetyki i ochrony klimatu

Okońska I., Foltynowicz Z.

Czysta Energia

|

2012

|

Nr 3

26-27

11

Low-carbon power generation cycles : the feasibility of CO2 capture and opportunities for integration

Budzianowski W. M.

Journal of Power Technologies

|

2011

|

Vol. 91, nr 1

6-13

EN

Low-carbon power generation is receiving increasing interest due to climate warming concerns. The present article analyzes three low-carbon power cycles. The focus is on the feasibility of CO2 capture and opportunities for energy and mass integration. The first power cycle is a zero-carbon solid biomass fuelled multi-step gasification gas turbine power cycle involving multi-step solid biomass conversion, which is a more reversible process than one-step biomass combustion. The second zero-carbon coal-fired oxy-gasification steam chemical looping combustion gas turbine cycle benefits from: (i) improved cycle efficiency due to the increased reversibility of the chemical looping combustion process, (ii) cycle mass and energy integration due to the several recirculation loops involved, and (iii) extremely high CO2 capture rate due to the purity of the CO2/H2O mixture achieved at the outlet of a syngas reactor. The last power cycle - a biogas fuelled oxy-reforming fuel cell cycle - is superior in terms of the feasibility of CO2 capture, i.e. CO2 is captured from CO2-enriched streams, and due to the utilization of renewable biogas, negative net CO2 atmospheric emissions are achieved. It is concluded that high CO2 capture rates are feasible from pressurized CO2-enriched streams comprising either water or hydrogen, thus necessitating oxy-fuel power cycles. Opportunities for mass and energy integration are found to be greater in systems involving closed mass and energy recirculation loops. The discussions also emphasize that low-carbon power cycles could achieve minimized exergy losses by applying more reversible energy conversion processes.

12

The influence of the selected parameters on the economic characteristics of a coal-fired power plant with CCS installation

Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2010

|

nr 23 (95)

80-85

EN

In this paper the influence of carbon dioxide capture installation (CCS installation) on the efficiency of a coal power plant is presented. The power demand for the membrane separation and the efficiency losses of the power plant (14.04 percentage points) after implementation of the CCS installation is shown. A method for reducing these losses through integration of the CCS installation with the power plant is proposed. The main aims of the integration are heat exchange between media and decrease of the CO2 temperature before compression. Implementing of this process can result in a significant reduction of the efficiency loss by around 7 percentage points. The influence of the integration on the unit sale price of electricity as well as on the cost of CO2 avoided emission was also determined. The influence of the fuel cost , investment cost of the CCS installation on the limit sale price of electricity and CO2 avoided emission cost was analyzed in details.

PL

W artykule przedstawiono wpływ możliwości wychwytywania dwutlenku węgla poprzez instalację CCS na efektywność elektrowni węglowych. Pokazano zapotrzebowania mocy dla separacji membranowej i straty wydajności elektrowni (14.04 punktów procentowych) po wykonaniu instalacji CCS. Zaproponowano zintegrowanie instalacji CSS jako sposobu zminimalizowania strat elektrowni. Głównym celem integracji jest wymiana ciepła pomiędzy mediami oraz spadek temperatury CO2 przed kompresją. Realizacja tego procesu może doprowadzić do znacznego zredukowania wydajności o około 7 punktów procentowych. Został również określony wpływ integracji na cenę sprzedaży jednostki energii elektrycznej, jak również na koszty poniesione na uniknięcie emisji CO2. Zanalizowano także wpływ kosztów paliwa oraz wprowadzenia instalacji CCS na limit ceny sprzedaży energii elektrycznej i uniknięcia emisji CO2.

13

Wybrane zagadnienia materiałowe związane z rozwojem czystej energetyki węglowej

Słowiński G.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2008

|

Vol. 13, spec. iss. 2/2

130--135

EN

This paper presents cases, when the development of clean coal power depends on new materials. Current state-of-the-art, existing constraints and possible directions of further development are presented. Modern power plant should have: a) high efficiency, b) the possibility of simple and cheap CO2 capture. Efficiency increase can be achieved in a few ways as: further increase of thermodynamic parameters of steam cycle, introduction of gas turbine on gasified coal, reduction of loses connected with unavoidable temperature shifts through high temperature heat exchanger application or Solid Oxide Fuel Cell introduction. Currently, CO2 is captured with amine solutions from casual flue gas containing ~80% of nitrogen. There are ideas to redesign the power plant to avoid mixing of combustion products with atmospheric nitrogen and to use gas separating membranes and chemical loops instead of amines.

14

CCS nadzieją dla polskiego węgla

Bernasiński Rafał

Nowa Energia

|

2008

|

nr 5

57--59

PL

CCS, czyli wychwytywanie i składowanie CO2, już wkrótce może się stać powszechnie stosowanym rozwiązaniem. Polska energetyka, w znacznej mierze uzależniona od węgla, w końcu także będzie zmuszona korzystać z tej technologii. W styczniu 2008 r. Komisja Europejska przedstawiła projekt dyrektywy przewidujący wsparcie badań służących rozwojowi i upowszechnieniu sekwestracji i geologicznego składowania CO2.

15

Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych

Kotowicz J., Janusz K.

Rynek Energii

|

2007

|

nr 1

10-18

PL

Dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za powstawanie efektu cieplarnianego, dlatego poszukuje się technolo-gii mających na celu ograniczenie emisji tego gazu do atmosfery. Sekwestracja to działania związane z wychwytywaniem, separacją i składowaniem CO2. W artykule tym przedstawiono przegląd sposobów technologii i separacji ograniczających emisję CO2, pochodzącą ze spalania paliw kopalnych. Przedstawiono procesy usuwania CO2 ze spalin, przed procesem spalania, jak również technologię oxyfuel, hydrocarb oraz zastosowanie ogniw paliwowych.

EN

Carbon dioxide is one of gases causing greenhouse effect, so there are a lot of research going on technologies limiting the CO2 emission into the atmosphere. The sequestration is an action of capturing, separa-tion and storage of CO2. The article is a review of technology and separation reducing CO2 emission. The present methods of CO2 capture for example post-combustion, pre-combustion, technology oxyfuel, hydrocarb and using fuel cells.

16

Metody separacji i wychwytywania CO2

Mazurkiewicz M., Uliasz-Bocheńczyk A., Mokrzycki E., Piotrowski Z., Pomykała R.

Polityka Energetyczna

|

2005

|

T. 8, spec.

527-538

PL

Sekwestracja ditlenku węgla jako jedna z możliwości ograniczenia jego emisji polega na separacji, wychwyceniu oraz składowaniu lub utylizacji CO2. Autorzy starali się krótko przedstawić dwa pierwsze etapy sekwestracji: oddzielanie i wychwytywanie CO2. W artykule przedstawiono najważniejsze metody separacji CO2, a więc: procesy adsorpcji, adsorpcji, metoda rozdziału przy zastosowaniu membran oraz metoda kriogeniczna. Scharakteryzowano również najważniejsze metody wychwytywania CO2: wychwytywanie przed spalaniem, wychwytywanie po spalaniu, tlenowe spalanie, wychwytywanie z paliwa oraz zastosowanie ogniw paliwowych.

EN

Carbon dioxide's separation as one of methods of its emissions mitigation is based on CO2 separation, capture and storage or utilization. Authors tried to describe shortly two first stages of sequestration: CO2 separation and capture. The article presents the most important methods of CO2 separation and these are: adsorption process, absorption processes, separation by using membranes and cryogenic process. The most important methods of CO2 capture were characterized: pre-combustion capture, post-combustion capture, oxyfuel combustion, capture from fuel and using fuel cells.

17

Utylizacja ditlenku węgla poprzez mineralną karbonatyzację

Uliasz-Bocheńczyk A., Mazurkiewicz M., Mokrzycki E., Piotrowski Z.

Polityka Energetyczna

|

2004

|

T. 7, spec.

541-554

PL

Jednym z najważniejszych zagadnień związanych z szeroko pojętą ochroną środowiska jest ograniczenie emisji CO2. Zobowiązanie zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych nakłada na Polskę protokół z Kyoto. Sekwestracja (działania związane z ograniczeniem emisji CO2) wymaga najpierw oddzielenia CO2 ze strumienia gazów odlotowych (SEPARATION) i jego wychwytu (CAPTURE). Jedną z możliwości sekwestracji CO2 jest mineralna karbonatyzacja. Mineralna karbonatyzacja polega na reakcji dwutlenku węgla z minerałami takimi jak np.: oliwin, serpentyn lub odpadami takimi jak np.: popioły lotne. W wyniku mineralnej karbonatyzacji dwutlenek węgla jest trwale wiązany. W artykule zostały krótko omówione metody oddzielania i wychwytu CO2 oraz rodzaje mineralnej karbonatyzacji.

EN

The limitation of carbon dioxide emission is one of the most important problems connected with broadly understood environmental protection. The Kyoto Protocol obligates countries to decrease the emission of greenhouse gases of about 5% below the emission level in 1990 year, in period from 2008 to 2012. Sequestration (activities connected with limitation of CO2 emission) requires, first of all, CO2 capture and separation from the flue gas. Mineral carbonation is one of the possibilities of CO2 sequestration. Mineral carbonation consists in CO2 reaction with minerals (e.g. oliwine or serpentynite) or wastes (e.g. fly ashes). Carbon dioxide is stable bonded as a result of the mineral carbonation process. Carbon dioxide separation and capture methods, as well as types of mineral carbonation are presented in this article.