Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania eksperymentalne absorbentów do pozyskiwania CO2 z gazów odlotowych w procesie Solvaya

Chwoła T., Spietz T., Tatarczuk A., Krótki A., Stec M.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 6

979--984

PL

Przedstawiono wyniki badań absorpcji chemicznej ditlenku węgla w 30-proc. monoetanoloaminie, 30-proc. 2-amino-2-metylopropanolu + 10-proc. piperazynie i 6-proc. roztworze amoniaku. Badania przeprowadzono w instalacji laboratoryjnej (o wydajności do 5 m3/h) dla komponowanych strumieni gazowych, które zawartością CO2 odpowiadały gazom występującym w przemyśle sodowym. Zbadano wpływ różnych parametrów procesowych na efektywność i energochłonność procesu absorpcji CO2 (strumień ciepła do regeneracji, temperatura absorbentu wpływającego do kolumny absorpcyjnej, stosunek przepływu cieczy absorpcyjnej do gazu wlotowego (L/G), ciśnienie w kolumnie absorpcyjnej i desorpcyjnej). Przeprowadzone badania pozwoliły na porównanie skuteczności przebadanych absorbentów zastosowanych do wychwytu CO2 z gazów zawierających 10 i 30% obj. CO2.

EN

Aq. solns. of NH2CH2CH2OH (30%), NH2Me2CH2OH (30%) + piperazine (10%) or NH3 (6%) were used for removal of CO2 by absorption from CO2-contg. air (10 or 20% by vol.) under lab. conditions (gas flow 5 m3/h, temp. 20-45°C, pressure 100–130 kPa). The solvents were recovered by stripping CO2 for recycling. The lowest energy demand was found for NH3 at 10% CO2 concn. (6.2 MJ/kg CO2) and for amine mixt. at 30% CO2 concn. (8.2 MJ/kg CO2).

2

Rozwój technologii usuwania CO₂ ze spalin bloków węglowych

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

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 1

224--229

PL

Przedstawiono wyniki prac realizowanych w latach 2010-2015 w ramach Strategicznego Programu Badawczego „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii” nad rozwojem technologii usuwania CO₂ ze spalin bloków węglowych, poprzez proces jego chemicznej absorpcji w roztworach amin. Opracowane rozwiązania obniżające energochłonność procesu wychwytu ditlenku węgla zweryfikowano w instalacji pilotowej aminowego usuwania CO₂ ze spalin rzeczywistych bloków węglowych Grupy Tauron (ponad 2000 h pracy). W efekcie obniżono zapotrzebowanie cieplne procesu regeneracji absorbentu z 4,26 MJ/kg do 3,16 MJ/kg usuniętego CO₂.

EN

CO₂ was removed from gaseous mixts. (including flue gases from an industrial power plant) by absorption in aq. solns. of amines under lab. and pilot plant conditions. As amines, HO(CH₂)NH₂, (HOCH₂CH₂)₂MeN and Me₂ (NH₂) CCH₂OH were used. The CO₂ removal efficiency was up to 98%. The use of amines after pilot plant modernization resulted in a decrease in the absorbent regeneration energy demand from 4.26 to 3.16 MJ/kg of CO₂.

3

Magazynowanie energii w postaci metanu jako forma utylizacji CO₂ w energetyce

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

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

1146--1151

PL

W związku z polityką energetyczno-klimatyczną istotnym problemem energetyki węglowej staje się opracowanie efektywnych metod ograniczania emisji ditlenku węgla (wychwytu i zagospodarowywania) oraz magazynowania nadmiarowej energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Jedną z metod umożliwiających równoczesną utylizację CO2 i magazynowanie energii jest synteza paliw z CO₂ i wodoru. Przedstawiono przegląd głównych zagadnień dotyczących utylizacji CO₂ do paliw, a w szczególności do metanu. Zaprezentowano metody otrzymywania substytutu naturalnego gazu ziemnego SNG (substitute natural gas), przegląd stosowanych rozwiązań reaktorów oraz głównych europejskich i krajowych projektów PtG (power-to-gas). Przedstawiono również techniczne i ekonomiczne kwestie związane z utylizacją ditlenku węgla połączoną z magazynowaniem nadmiarowej energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych (OZE).

EN

A review, with 14 refs., of catalytic proceses for CO₂ conversion by hydrogenation to MeH esp. under development in Poland.

4

Badania absorpcji CO2 w wodnym roztworze amoniaku na potrzeby oczyszczania gazów odlotowych z przemysłu sodowego

Chwoła T., Spietz T., Jastrząb K., Więcław-Solny L., Wilk A.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 4

41--46

EN

This paper presents results of studies of carbon dioxide capture process and its efficacy using ammonia aqueous solution. The studies were conducted in a laboratory stand (installation capacity up to 5 m3/h), where CO2 content of the inlet gas corresponded to gas emissions from soda ash manufacturing lines. Influence of the following process parameters on CO2 removal efficiency and energy consumption were investigated: power of the desorption column/stripper heater, temperature of the inlet lean solvent, liquid to gas ratio (L/G) and pressure in both the adsorption and desorption columns. The studies allowed determination of optimal process parameters of CO2 separation from the purified gas using aqueous ammonia at various CO2 concentrations in the range 10–30% (vol.). The most favorable liquid to gas ratio (L/G) for the feed gas with 10% CO2 content was 10–13 kg/kg, for the gas with 20% CO2 – 17–20 kg/kg while for 30% CO2 – 19–22 kg/kg. The optimum temperature of the lean amine directed to the absorption column was 25oC, while the most favorable pressure there was 130 kPa. Total ammonia losses in the laboratory installation, primarily related to its emission from the absorption column, were about 40 gNH3/h at 25oC.

PL

Przedstawiono wyniki badań przebiegu i skuteczności procesu absorpcji dwutlenku węgla metodą amoniakalną. Badania przeprowadzono w instalacji laboratoryjnej (o wydajności do 5 m3/h), do której wprowadzano gaz o zawartości CO2 odpowiadającej gazom występującym w przemyśle sodowym. W testach laboratoryjnych zbadano wpływ parametrów procesowych na sprawność i energochłonność procesu absorpcji CO2, takich jak moc grzałki kolumny desorpcyjnej, temperatura absorbentu wpływającego do kolumny absorpcyjnej, stosunek ilości cieczy absorpcyjnej do ilości gazu wlotowego (L/G) oraz ciśnienie panujące w kolumnie absorpcyjnej i kolumnie desorpcyjnej. Przeprowadzone badania pozwoliły na wyznaczenie optymalnych parametrów procesowych separacji CO2 z użyciem wodnego roztworu amoniaku z oczyszczanego gazu o stężeniu CO2 w zakresie 10÷30% (obj.). Najkorzystniejsza wartość stosunku L/G w przypadku oczyszczanego gazu o zawartości 10% CO2 wynosiła 10÷13 kg/kg, gazu o zawartości 20% CO2 – 17÷20 kg/kg oraz gazu o zawartości 30% CO2 – 19÷22 kg/kg. Optymalna temperatura roztworu zregenerowanego kierowanego do kolumny absorpcyjnej wynosiła 25oC, natomiast najkorzystniejsze ciśnienie w kolumnie absorpcyjnej wynosiło 130 kPa. Całkowite straty amoniaku w instalacji laboratoryjnej, związane przede wszystkim z jego emisją z kolumny absorpcyjnej, w temperaturze 25oC wynosiły około 40 gNH3/h.

5

Konwersja CO2 do metanolu – jedna z metod magazynowania energii

Wilk A., Więcław-Solny L., Spietz T., Tatarczuk A.

Chemik

|

2016

|

Vol. 70, nr 10

626--633

PL

W artykule opisano zagadnienie związane z utylizacją ditlenku węgla poprzez jego konwersję z wodorem do paliw płynnych. Na podstawie dostępnych danych przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych prowadzone na świecie w zakresie poprawy efektywności tej syntezy. Podsumowano badania w zakresie zarówno katalizatorów syntezy metanolu, jak i rozwiązań konstrukcyjnych reaktorów. Przedstawiono instalacje wielkoskalowe syntezy metanolu oraz opisano zagadnienia związane z ekonomiką procesu utylizacji ditlenku węgla w kierunku surowców chemicznych, i z efektywnością magazynowania energii w postaci metanolu.

EN

The article addresses the problem of carbon dioxide utilisation through conversion with hydrogen to liquid fuels. It provides results of laboratory tests conducted all over the world for purposes of improving efficiency of the synthesis which have been analysed with reference to the available data. Studies pertaining to methanol synthesis catalysts as well as reactor design solutions have been commented. The article introduces large-scale methanol synthesis systems and highlights different economic issues linked with carbon dioxide utilisation for production of chemical raw materials as well as with efficiency of energy storage in methanol.

6

Badania pilotowe procesu aminowego usuwania CO2 w Elektrowni Jaworzno II

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

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 90

93--103

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.

7

Obniżanie energochłonności instalacji separacji CO2 ze spalin

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

Polityka Energetyczna

|

2015

|

T. 18, z. 4

125--134

PL

Istotnym zagadnieniem związanym z ograniczaniem emisji ditlenku węgla ze spalin powstających w procesie produkcji energii elektrycznej jest zmniejszenie energochłonności węzła wychwytu CO2, a więc jego negatywnego wpływu na ogólną sprawność bloku węglowego. Moż- na tego dokonać albo poprzez zastosowanie odpowiednich konfiguracji procesowych i integrację z systemami elektrowni, albo poprzez zastosowanie odpowiedniego sorbentu lub też dobór parametrów procesowych pracy instalacji. W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych nad doborem optymalnych parametrów procesowych instalacji separacji ditlenku węgla. W ramach badań określono wpływ temperatury i ciśnienia w węźle absorpcji oraz ciśnienia w węźle regeneracji, a także wpływ stężenia ditlenku węgla na wlocie na efektywność oczyszczania spalin. Porównano również różne konfiguracje procesowe – układ klasyczny z układem rozdzielonych strumieni. Badania przeprowadzono na aktywowanym roztworze aminy z zawadą steryczną wykorzystując w kolumnie absorpcyjnej wypełnienie strukturalne. Przedstawione wyniki pokazały, iż przy zastosowaniu odpowiednich parametrów pracy można w istotnym stopniu zredukować zużycie energii instalacji wychwytu ditlenku węgla.

EN

An important issue related to the reduction of carbon dioxide emission from flue gases generated in electricity production processes is the reduction of energy consumption of CO2 capture plants, and its negative impact on the overall efficiency of coal-fired units. This can be done by using the appropriate process configuration and integration with power station systems, or by using a suitable sorbent and selection of optimal operating parameters of the installation. The article presents the results of research conducted over the selection of the optimum process parameters of carbon dioxide separation plants. During the research the effects of absorption temperature and pressure and desorption pressure on carbon dioxide removal efficiency and the influence of the carbon dioxide concentration at the inlet gas on purification efficiency were determined. Also compared were the various process configurations a single stream with a split flow. The research was conducted on a solution of activated sterically hindered amine using structural packing in the absorption column. The results showed that appropriate operating parameters can significantly reduce energy consumption of carbon dioxide capture plants.

8

Redukcja emisji amin i lotnych produktów ich degradacji

Spietz T., Stec A., Tatarczuk A., Więcław-Solny L.

Chemik

|

2015

|

Vol. 69, nr 10

625--634

PL

W artykule opisano zagadnienie związane z emisją amin oraz lotnych produktów ich degradacji, jaka występuje podczas pracy instalacji wychwytu CO2 wykorzystujących metody absorpcji aminowej. Na podstawie dostępnych danych przedstawiono wielkość oraz główne produkty emisji, jakie mogą występować w instalacjach usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej. Przedstawiono także rozwiązania aparaturowe stosowane do redukcji emisji tych związków. Dane przedstawione w pracy mogą znaleźć zastosowanie w procesie projektowania instalacji wykorzystujących metody absorpcji aminowej oraz do oceny ich wpływu na środowisko.

EN

The article addresses a problem of emission of amines and volatile products of their degradation (VDP) being a phenomenon observed in operation of CO2 capture plants using amine scrubbing. The paper provides a review of reference publications and, based on the data thus acquired, comments upon values and main emission products which may be released from amine treating plant. It also describes individual instrumentation solutions applied in order to reduce the emission of the amines and VDP. The data provided in the paper are particularly useful in designing systems based on amine absorption methods and for evaluating environmental impact of amine plants.

9

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.

10

A Selection of Amine Sorbents for CO2 Capture from Flue Gases

Wilk A., Więcław-Solny L., Śpiewak D., Spietz T., Kierzkowska-Pawlak H.

Chemical and Process Engineering

|

2015

|

Vol. 36, nr 1

49--57

EN

Amine absorption processes are widely used in the industry to purify refinery gases, process gases or natural gas. Recently, amine absorption has also been considered for CO2 removal from flue gases. It has a number of advantages, but there is one major disadvantage - high energy consumption. This can be reduced by using an appropriate sorbent. From a group of several dozen solutions, three amine sorbents were selected based on primary, tertiary and sterically hindered amines. The solutions were used to test CO2 absorption capacity, absorption kinetics and heat of CO2 absorption. Additional tests were performed on the actual absorber-desorber system to indicate the most appropriate sorbent for capturing CO2 from flue gases.

11

Wpływ zmiany składu rozpuszczalnika na ciepło absorpcji w procesie usuwania C02 z gazów spalinowych

Wilk A., Więcław-Solny L., Kierzkowska-Pawlak H., Stec M., Śpiewak D., Spietz T.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2237-2240

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów ciepła absorpcji ditlenku węgla w szerokiej gamie sorbentów aminowych. Począwszy od klasycznych prostych dwuskładnikowych roztworów, takich jak 30-proc. monoetanoloamina, aż po wieloskładnikowe układy zawierające różnego typu aminy i ciecze organiczne. Uzyskane dane pokazały, że poprzez zastosowanie odpowiednich składników w roztworach absorpcyjnych można uzyskać roztwory cechujące się wyraźnie niższym ciepłem absorpcji od najczęściej stosowanych sorbentów aminowych.

EN

C02 was absorbed in aq. solns. of aliph. or heterocyclic amines at 30-70°C to det. the absorption heat. The heat increased with absorption temp, and carbonization degree. The addn. of propylene carbonate resulted in decreasing the absorption heat.

12

Badania laboratoryjne nad doborem optymalnych warunków pracy instalacji separacji CO2 – postęp prac

Wilk A., Więcław-Solny L., Śpiewak D., Spietz T.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

339--349

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych nad doborem optymalnych warunków pracy instalacji separacji CO2 dla wychwytu ditlenku węgla z gazów o zwiększonej jego zawartości. Skupiono się zarówno na wytypowaniu jak najlepszego sorbentu jak i doborze optymalnych warunków prowadzenia procesu absorpcji, co ogranicza energochłonność wychwytu CO2. W ramach prowadzonych badań wykonano testy, mające na celu wybór optymalnego sorbentu pod kątem kinetyki absorpcji, pojemności absorpcyjnej i uzyskiwanych parametrów podczas pracy w rzeczywistym układzie absorber–desorber. Pod kątem kinetyki absorpcji i pojemności absorpcyjnej zostały przebadane czyste roztwory aktywatorów oraz roztwory aminy z zawadą steryczną z dodatkiem aktywatorów na bazie wytypowanego we wcześniejszym etapie badań najlepszego roztworu. Roztwór ten porównano również z innymi badanymi wcześniej roztworami pod kątem sprawności wychwytu CO2 oraz zużycia energii na kg wychwyconego CO2 w badaniach procesowych. Przeprowadzono dodatkowo badania nad doborem wypełnienia kolumny absorpcyjnej zapewniającego nie tylko jak najlepszą absorpcję CO2, ale również najniższe opory przepływu gazu przez złoże.

EN

The article presents results of researches carried out on the selection of optimal operating conditions of CO2 separation plant for carbon dioxide removal from gases with increased content of CO2. Researches were focused on both: the selection of the best sorbent as well as the selection of the optimal absorption process parameters, which reduces energy consumption of carbon dioxide removal. In this study were carried out tests on the selection of optimal paying special attention to absorption kinetics, absorption capacity and parameters obtained during operation in a real absorber-desorber system. For the absorption kinetics and absorption capacity there were tested activators water solutions and the solution containing sterically hindered amines with the addition of activators on the basis of best solution selected at an earlier stage of research. This solution was compared with other previously tested solutions for CO2 removal efficiency and energy consumption per kg of CO2 captured in the process researches. Researches were also carried out for the selection of the optimal absorption column packing, not only ensuring the best possible absorption of CO2, but also the lowest possible pressure drop in the packed bed.

13

Porównanie wyników badań procesu usuwania CO2 z mieszanin gazów dla sorbentów aminowych

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

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 4

308--310

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu usuwania CO2 ze strumienia gazu o podwyższonej zawartości COO2 za pomocą sorbentów aminowych. Porównano wyniki uzyskiwane na najczęściej stosowanym przemysłowo sorbencie 30% roztworze etanoloaminy (MEA) oraz wyniki uzyskane przy zastosowaniu mieszaniny 2-amino-2-metylopropanolu (AMP) oraz piperazyny (PZ). Wykazano znaczne zwiększenie sprawności procesu przy zastosowaniu AMP/PZ oraz jednoczesne zmniejszenie zużycia energii w procesie regeneracji sorbentu.

EN

Results of CO2 removal using amine sorbents from gas with the increased concentration of CO2 are presented in the paper. Results obtained for the most commonly used industrial sorbent, i.e. 30% solution of ethanolamine (MEA) and the results using a mixture of 2-amino-2-methylpropanol (AMP) and piperazine (PZ) were compared. A significant increase of pro¬cess efficiency using the AMP/PZ and the simultaneous reduction of energy consumption in sorbent regeneration process were observed.

14

Badanie procesu usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej w skali półtechnicznej

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

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 4

265--267

PL

Przedstawiono wyniki badań oraz analizę procesu usuwania CO2 za pomocą 30% wodnego roztworu monoetanoloaminy (MEA). Badania prowadzono w reżimie ciągłego przepływu 100 m3/h gazu (w warunkach normalnych) na nowo powstałej instalacji do badań tego typu procesu w Centrum Czystych Technologii Węglowych na terenie IChPW w Zabrzu. Do stanowiska badawczego doprowadzano strumień komponowanego gazu technicznego o zawartości ok. 8÷13% obj. CO2 . W trakcie prowadzenia testów zbadano wpływ: strumienia cieczy zraszającej absorber, strumienia gazu doprowadzanego do kolumny absorpcyjnej, ciśnienia prowadzenia procesu absorpcji i desorpcji, mocy cieplnej dostarczanej na regenerację sorbentu. W wyniku przeprowadzonych testów potwierdzono efektywność instalacji jako narzędzia badawczego. Wykazano, że instalacja osiąga zakładane parametry sprawności usuwania CO2 (powyżej 85%) w szerokim spektrum warunków prowadzenia procesu.

EN

This paper presents research and analysis results of carbon dioxide removal process. The research was conducted with 30% monoethanoloamine water solution for gas stream continuous flow of 100 m3n/hr in a newly-built setup at the Clean Coal Technologies Centre in Zabrze. The study was carried out with technical gas stream containing about 8 to 13% vol. CO2. The influence of several process parameters on carbon dioxide removal process such as: gas and liquid feed streams, absorption and desorption pressure, desorption column thermal power supply was examined during tests. As a result, the setup effectiveness as a research tool was confirmed. It was proved that the experimental setup reaches assumed parameters of carbon dioxide removal efficiencies (over 85%) in a wide range of process conditions.

15

Modyfikacje technologiczne w badaniach pilotowych procesu wychwytu CO2

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

Chemik

|

2014

|

Vol. 68, nr 10

884--892

PL

Tematyka usuwania CO2 ze spalin, z wykorzystaniem absorpcji aminowej, jest obiektem zainteresowania nauki i przemysłu. Zwłaszcza w ciągu ostatnich kilku lat prowadzone są badania nie tylko w skali laboratoryjnej, ale i pilotowej. Celem tych badań jest zwiększenie sprawności procesu usuwania CO2 oraz zmniejszenie zapotrzebowania na energię do regeneracji sorbentu. W tym celu wprowadza się nowe sorbenty, oraz zmiany technologiczne w znanych już układach. W niniejszej pracy przedstawiono wybrane modyfikacje technologiczne, które wpływają na poprawę sprawności procesu i wskaźnika zużycia energii, a także przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu wewnętrznej wymiany ciepła w desorberze na proces wychwytu CO2. Badania przeprowadzono na Instalacji Pilotowej w Elektrowni Łaziska – TAURON Wytwarzanie SA.

EN

The topic of CO2 removal from flue gas by amine absorption is of interest to science and industry. Especially recently, studies are conducted not only on a laboratory scale, but also on a pilot scale. The aim of the research is to increase the efficiency of CO2 removal process and decrease the energy required for sorbent regeneration. For this purpose, new sorbents and modifications to existing systems are being introduced. This work presents selected technological modifications, which affect the improvement of process efficiency and energy consumption ratio, as well as presents results of research on the impact of internal heat exchange in desorption column on CO2 capture process. The studies were conducted on Pilot Installation in Łaziska Power Station – TAURON Wytwarzanie SA

16

Badania laboratoryjne nad doborem optymalnych warunków pracy instalacji separacji CO2 ze spalin o podwyższonej zawartości CO2

Wilk A., Więcław-Solny L., Śpiewak D., Spietz T.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 4

217--227

PL

Zapewnienie dostaw energii elektrycznej i ciepła na potrzeby gospodarki i społeczeństwa jest warunkiem dla utrzymania odpowiedniego tempa rozwoju polskiej gospodarki. Niestety, z klasycznymi procesami wytwarzania energii związana jest emisja gazów cieplarnianych, m.in. CO2. Dostępne metody ograniczania emisji CO2 z procesów produkcji energii elektrycznej z paliw kopalnych możemy podzielić na trzy główne grupy: separacja ditlenku węgla przed procesem spalania, spalanie w atmosferze tlenowej bądź separacja ditlenku węgla po procesie spalania. Podczas spalania w atmosferze tlenowej (tzw. oxyspalanie) powstają spaliny składające się w głównej mierze z CO2 i pary wodnej oraz niewielkich ilości tlenu i azotu. W okresie przejściowym przed opracowaniem i wprowadzeniem komercyjnych rozwiązań technologii oxyspalania należy brać pod uwagę również możliwość spalania w powietrzu wzbogaconym w tlen w wyniku czego otrzymujemy spaliny o podwyższonej zawartości CO2 i konieczne staje się jego odseparowanie od reszty gazów jedną z metodpost-combustion. W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych nad doborem optymalnych warunków pracy instalacji separacji CO2 ze spalin o podwyższonym stężeniu ditlenku węgla w porównaniu ze składem spalin z klasycznych procesów spalania. W ramach prowadzonych badań wykonane zostały testy nad doborem jak najlepszego sorbentu do wychwytu ditlenku węgla oraz testy nad określeniem wpływu parametrów procesowych na sprawność oraz energochłonność procesu. Dla określenia przydatności poszczególnych sorbentów przeprowadzono badania szybkości oraz wyznaczono izotermy absorpcji CO2 w roztworach aminowych. W ramach tych testów przebadano roztwory MDEA ze zmienną zawartością aktywatora, roztwory poliamin oraz roztwory amin z zawadą steryczną. Badania procesowe obejmowały testy nad wpływem natężenia przepływu sorbentu, natężenia przepływu spalin oraz ilości energii dostarczonej do regeneratora na sprawność usuwania CO2 oraz ilość energii zużytej na separację 1 kg CO2. Badania te zostały przeprowadzone na roztworach 30%MEA oraz 30%MDEA + 6%PZ.

EN

Available methods for reducing C02 emissions resulting from the production of electricity from fossil fuels can be divided into three main groups the separation of carbon dioxide before combustion, combustion in an oxygen atmosphere, and separation of carbon dioxide after combustion. During combustion in an oxygen atmosphere, the flue gases consist mainly of C02, water vapor, and small amounts of oxygen and nitrogen. However, the possibility of burning in air enriched in oxygen should also be taken into account, as it then becomes necessary to separate the C02 gas from the rest of the gases via one of the post-combustion methods. This paper presents the results of research conducted for the selection of the optimum operating conditions of a C02 separation plant. In this study, tests were performed for the selection of the best sorbent for carbon dioxide capture and for determination of the influence of process parameters on energy consumption and carbon dioxide capture efficiency. To test the usefulness of various sorbents, research was conducted to determine C02 absorption speed and C02 absorption isotherms in different amine solutions. MDEA solutions were tested containing differing activator amounts, polyamines solutions, and sterically amine solutions. The process research included tests on the influence of sorbent flow rate, gas flow rate, and the amount of energy supplied to the regenerator on C02 removal efficiency and the amount of energy used for the separation of 1kg of C02. These tests were carried out on a 30% MEA solution and a 30% MDEA + 6% PZ solution.