Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metan z procesów Power to Gas – ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych

Dobras S., Więcław-Solny L., Wilk A., Tatarczuk A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 104

97--105

PL

W artykule przedstawiono stan rynku sprężonego gazu ziemnego jako alternatywnego paliwa do zasilania silników w transporcie, zwrócono uwagę na wymagania dyrektyw Unii Europejskiej oraz obecny stan spełnienia złożonych deklaracji. Zwrócono uwagę na aspekt ekonomiczny i przedstawiono orientacyjne koszty przejechania 10 tys. km na różnych paliwach. Omówiono proces PtG (Power to Gas) wykorzystujący energię elektryczną (produkcja wodoru) oraz ditlenek węgla wychwycony ze spalin bloku węglowego do produkcji syntetycznego metanu. Zaprezentowano schemat instalacji ze wskazaniem jego najistotniejszych składowych, oraz zwrócono uwagę na wzajemne uzupełnianie się technologii PtG z technologią wychwytu ditlenku węgla. Przedstawiono korzyści płynące z produkcji syntetycznego metanu. Opisane zostało zastosowanie sprężonego gazu ziemnego do zasilania silników w pojazdach. Skupiono się na drodze jednopaliwowego zasilania CNG (Compressed Natural Gas) w silnikach autobusów i samochodów ciężarowych, zwracając szczególną uwagę na aspekt ekologiczny zastosowanych rozwiązań. Pokazano, iż stosowanie sprężonego gazu ziemnego pozwoli ograniczyć niemalże o 100% emisję cząstek stałych z procesu spalania. Podano wady i zalety zasilania alternatywnym paliwem. Następnie przeanalizowano aspekt dwupaliwowego zasilania silników wysokoprężnych na przykładzie mniejszego silnika. Pokazano stopień ograniczenia emisji szkodliwych związków z procesu spalania. Na koniec zwrócono uwagę na możliwy efekt skali, powołując się na ilość pojazdów silnikowych w Polsce.

EN

The article presents the current state of the CNG market used as an alternative fuel for car engines. Attention was paid to European Union directives requirements and the current state of the directives’ fulfillment. The economic aspect of CNG usage was analyzed and the approximate costs of driving 10,000 km on different fuels in the last four years were presented. The PtG process which uses electric energy (hydrogen production) and carbon dioxide captured from the flue gas for the production of synthetic methane were discussed. The scheme of the SNG plant with the indication of its most important components was presented, and attention was paid to the mutual complementation of PtG technologies with carbon dioxide capture technology. The benefits of synthetic methane production are presented and the use of compressed natural gas to power engines in vehicles has been described. First, the focus was on the single-fuel use of CNG in bus and truck engines, paying particular attention to the ecological aspect of the implemented solutions. It has been shown that the use of compressed natural gas will reduce almost 100% of the particulates emission from the combustion process. The advantages and disadvantages of the alternative fuel supply are given. Next, the aspect of dual-fuel use in diesel engines was analyzed on the example of a smaller engine. The degree of reduction of harmful compounds emission from the combustion process is shown. Finally, attention was paid to the possible scale effect, referring to the number of motor vehicles in Poland.

2

Rozwój technologii usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych i możliwość jej wdrożenia w energetyce

Więcław-Solny L.

Energetyka

|

2018

|

nr 10

553--559

PL

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu od lat prowadzi działalność badawczą ukierunkowaną na rozwój czystych technologii węglowych, szczególnie w obszarze wychwytu CO2 ze spalin bloków węglowych i jego dalszego zagospodarowania. Od 2014 roku IChPW uczestniczy w realizacji projektu „CO2 Methanation System for Electricity Storage Through SNG Production” o akronimie CO2-SNG. Zagadnienia merytoryczne projektu CO2-SNG obejmują kilka priorytetowych kierunków działań, m.in.: obniżenie emisji CO2 z energetyki zawodowej poprzez wychwyt CO2 z części spalin bloku energetycznego, a następnie jego zagospodarowanie poprzez syntezę syntetycznego gazu ziemnego – SNG, oraz magazynowanie energii ze źródeł odnawialnych (OZE) wykorzystywanej do produkcji wodoru na potrzeby syntezy. W artykule zaprezentowano efekty prac badawczych nad rozwojem technologii usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych, opartej na absorpcji chemicznej w roztworach amin oraz utylizacji CO2. W badaniach skoncentrowano się na poszukiwaniu rozwiązań obniżających energochłonność procesu wychwytu ditlenku węgla poprzez dobór odpowiednich roztworów absorpcyjnych oraz zastosowanie modyfikacji procesowych instalacji wychwytu CO2. Opracowane rozwiązania zweryfikowano w trakcie badań z wykorzystaniem instalacji pilotowej aminowego usuwania CO2 ze spalin rzeczywistych bloków węglowych Grupy TAURON (ponad 2000 godzin pracy). W efekcie zastosowanych rozwiązań oraz optymalizacji parametrów procesu wychwytu CO2 udało się obniżyć zapotrzebowanie cieplne procesu regeneracji sorbentu z 4,26 do poziomu 3,16 MJ na kg usuniętego CO2. Przedstawiono również informacje dotyczące rozwijanych ścieżek utylizacji ditlenku węgla – metanizacji CO2.

EN

For many years now The Institute for Chemical Processing of Coal in Zabrze has been conducting a research activitiy aimed at the development of clean coal technologies, especially in the area of CO2 capture from coal-fired power units flue gas and its further utilization. Since 2014 the IChPW has been involved in implementation of the project “CO2 Methanation System for Electricity Storage Through SNG Production” with the acronym CO2-SNG. Substantial issues of the CO2-SNG project include several priority directions of activities like reduction of CO2 emission from commercial power industry by CO2 capture from a part of units’ flue gas, followed by its utilization in the way of conversion to synthetic natural gas – SNG, and storage of energy from RES used for generation of hydrogen dedicated for the synthesis. Presented are results of a research work on the development of technology for removing CO2 from coal-fired power units’ flue gas, based on CO2 chemical absorption in amine solutions and its further utilization. The main objective of the Institute is to search solutions that would decrease the Carbon Capture Process energy demand by selecting appropriate absorption solutions and applying process modifications in CO2 capture installations. The developed solutions were verified during the research with the use of a pilot installation to amine removal of CO2 from flue gas from the real coal-fired power units belonging to Grupa TAURON (during more than 2000 hrs of work). As a result of the implemented solutions and the optimization of parameters of CO2 capture process, the heat demand of a sorbent regeneration process was successfully lowered from 4,26 to the level of 3,16 MJ per one kg of removed CO2. Presented are also informations concerning the being developed ways to utilize carbon dioxide i.e. CO2 methanation.

3

Odnawialny metanol jako paliwo oraz substrat w przemyśle chemicznym

Dobras S., Więcław-Solny L., Chwoła T., Krótki A., Wilk A., Tatarczuk A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 98

27--37

PL

W artykule przeanalizowano udział odnawialnych źródeł energii w światowej produkcji energii elektrycznej. Zwrócono uwagę na skalę rozwoju i wzrost znaczenia OZE w światowej gospodarce, jak również na problemy i wyzwania wiążące się ze zmienną wydajnością dobową jak i godzinową tych źródeł. Zaprezentowano sposób chemicznej konwersji nadwyżek energii do odnawialnego paliwa w postaci metanolu. Odniesiono się do wymogów Unii Europejskiej na rok 2020 oraz 2030 w sprawie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, co wiąże się z dalszą koniecznością rozwoju odnawialnych źródeł energii, w szczególności z poprawą ich wydajności. Opisano magazynowanie energii jako jeden ze sposobów, który może doprowadzić do poprawienia konkurencyjności energii uzyskiwanej z odnawialnych źródeł do tej uzyskiwanej w sposób konwencjonalny. Przedstawiono sposób, pozwalający na konwersje ditlenku węgla z wodorem otrzymywanym z wykorzystaniem nadprodukcji energii odnawialnej. Dokonano przeglądu zastosowania metanolu w przemyśle chemicznym oraz przedstawiono udziały w różnych gałęziach światowego rynku, jak również zwrócono uwagę na dynamiczny wzrost jego zużycia. W artykule opisano wykorzystanie odnawialnego metanolu jako surowca do produkcji paliw w postaci czystej oraz po konwersji do eteru dimetylowego (DME), jak również estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAMEs). Zwrócono uwagę na wyzwania i konieczność modyfikacji silników spalinowych związanych ze stosowaniem czystego metanolu jak i jego mieszanin z benzyną.

EN

In this article, the contribution of renewable energy sources (RES) to the worldwide electricity production was analyzed. The scale of development and the importance of RES in the global economy as well as the issues and challenges related to variability of these sources were studied. In addition, the chemical conversion of excess energy to renewable methanol has been presented. The European Union regulations and targets for the years 2020 and 2030 concerning greenhouse gases reduction were taken into consideration. These EU restrictions exact the further development of renewable energy sources, in particular, the improvement of their efficiency which is closely related to economics. Moreover, as a part of this work, energy storage were described as one of the ways to increase the competitiveness of renewable energy sources with respect to conventional energy. A method for the conversion of carbon dioxide separated from high-carbon industries with hydrogen obtained by the over-production of green energy were described. The use of methanol in the chemical industry and global market have been reviewed and thus an increasing demand was observed. Additionally, the application of renewable methanol as fuels, in pure form and after a conversion of methanol to dimethyl ether and fatty acid methyl esters has been discussed. Hence, the necessity of modifying car engines in order to use pure methanol and its combination with petrol also was analyzed.

4

Zastosowanie wychwytu ditlenku węgla w procesie produkcji sody

Tatarczuk A., Jastrząb K., Krótki A., Stec M., Więcław-Solny L., Wilk A., Szajkowska-Kobus S., Żórawski D., Skowron K., Kiedzik Ł.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1572--1578

PL

Omówiono koncepcję modyfikacji procesu wytwarzania węglanu sodu metodą Solvaya. Rozpatrzono możliwość zastosowania procesów absorpcji chemicznej do pozyskiwania ditlenku węgla z gazów procesowych oraz jego powtórnego wykorzystania do produkcji sody. Przeanalizowano absorpcję CO₂ w roztworach amin i amoniakalną absorpcję CO₂. Absorpcja w roztworze amoniaku, pomimo niższego stopnia zaawansowania technologicznego, jest bardziej predysponowana dla przemysłu sodowego, gdyż amoniak jest surowcem pomocniczym w technologii sody. Wdrożenie omawianych rozwiązań pozwoli na ograniczenie emisji CO₂ oraz zmniejszy zużycie surowców wejściowych w procesie produkcyjnym Solvaya.

EN

Gas streams from coal combustion and lime burning were considered as CO₂ sources for Na₂CO₃ and NaHCO₃ prodn. after sepn. by chem. absorption. A recycling of CO₂ from the process waste gases was also assumed. As results, a reduction of CO₂ emission and an improvement in economy of the soda prodn. were expected.

5

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.

6

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.

7

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.

8

Problem z CO2 - usunąć to nie wszystko

Więcław-Solny L.

Nowa Energia

|

2017

|

nr 4

26--28

PL

Polityka klimatyczna UE kładzie duży nacisk na zagadnienia związane z obniżeniem emisji CO2 do atmosfery. Stworzony system handlu emisjami oraz odpowiednie zapisy w polityce UE mają na celu zmotywować kraje członkowskie do podjęcia działań zmierzających do redukcji emisji CO2, szczególnie z sektorów wysokoemisyjnych, w tym sektora energetycznego. Jednym z możliwych rozwiązań problemu może być zastosowanie technologii wychwytu CO2 i składowania lub jego utylizacji, tzw. CCSU (z ang. Carbon Capture Sequestration and Utylization). W artykule przedstawiono założenia projektu o akronimie CO2-SNG mającego na celu sprawdzenie w skali pilotowej technologii syntezy metanu z CO2.

9

Koncepcja instalacji demonstracyjnej usuwania CO2 ze spalin bloku węglowego

Tatarczuk A., Stec M., Ściążko M., Więcław-Solny L., Krótki A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 11

2322--2325

PL

Dogłębna analiza tematyki usuwania CO2 ze strumieni gazowych oraz uzyskane wyniki różnoskalowych badań eksperymentalnych przeprowadzonych przez zespół Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla pozwoliły na opracowanie założeń procesowych dla instalacji demonstracyjnej wychwytu CO2 ze spalin z bloku o mocy 250 MWe opalanego węglem kamiennym. Przedstawiona technologia jest zaawansowanym rozwiązaniem wykorzystującym technologię absorpcji chemicznej w roztworze amin. W technologii przewidziano modyfikacje procesowe i aparaturowe mające na celu obniżenie zapotrzebowania na energię procesu wychwytu CO2 ze spalin, dzięki czemu strata sprawności elektrowni wyposażonej w instalacje usuwania CO2 została ograniczona.

EN

A process for CO2 absorption in an amine soln. was used as a base for designing of demonstration plant for CO2 removal from flue gases of a coal-fired power unit (250 MWe). Mass and energy balances as well as economic evaluations of the plant were given.

10

Catalytic carbon dioxide hydrogenation as a prospective method for energy storage and utilization of captured CO2

Więcław-Solny L, Wilk A., Chwoła T., Krótki A., Tatarczuk A., Zdeb J.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 4

213--218

EN

The article addresses the problem of carbon dioxide utilization through conversion with hydrogen to gaseous fuels. It describes methods which can be used to obtain Substitute Natural Gas (SNG) with as well as reactors where methanation process can be guided. There has been highlighted different economic and technical issues linked with carbon dioxide utilisation for production of methane. The last part of the article introduces global and local projects involved in developing this technology.

11

(CO2)raz mniej. Badania procesu usuwania CO2 ze spalin w Elektrowni Jaworzno

Krótki A., Więcław-Solny L., Ściążko M., Tchórz J., Zdeb J.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2016

|

Nr 1

16--20

PL

Jednym z głównych elementów Strategicznego Programu Badawczego realizowanego w latach 2010-2015 były badania procesu usuwania CO2 ze spalin klasycznych bloków węglowych. Biorąc pod uwagę strukturę krajowej energetyki, opartej w głównej mierze na węglu jako podstawowym paliwie, przeprowadzone badania miały istotne znaczenie w aspekcie obniżenia emisji CO2 z procesów energetycznych.

12

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.

13

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.

14

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.

15

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.

16

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.

17

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.

18

Wyznaczanie oporu hydraulicznego kolumn wypełnionych do absorpcji CO₂ w wodnym roztworze monoetanoloaminy

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

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 8

1362-1370

PL

Przeprowadzono pomiary spadków ciśnień (oporów przepływu) na złożu suchym i zraszanym, dla układu powietrze (12% obj. CO₂)-roztwór wodny monoetanoloaminy (30% mas.). Pomiary wykorzystano do weryfikacji poprawności predykcji metod obliczeniowych oporu hydraulicznego kolumn wypełnionych GPDC, Mersmanna, Stichlamira, Engela i Maćkowiaka (SBD). Omówiono skuteczność metod dla badanego układu i wybranych wypełnień (metalowe sprężynki, szklane pierścienie Raschiga, metalowe Raschig Ring, polipropylenowe rozety. Wybrano metodę cechującą się najwyższą zgodnością z danymi eksperymentalnymi.

EN

Pressure drop in a lab. column packed with dry and wet metal springs, Raschig rings, Super Raschig Rings and polypropylene rosettes was detd. in countercurrent flow of CO₂-contg. air (12% by vol.) and aq. soln. of NH₂CH₂CH₂OH to validate some pressure drop computational methods. The highest compatibility of calcd. and exptl. data for wet pressure drop was found when the method given by A. Mersmann et al., 2011, was used for polypropylene rosettes.

19

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.

20

Absorpcja CO₂ w roztworach amin szansą obniżenia emisji krajowych elektrowni węglowych

Krótki A., Tatarczuk A., Więcław-Solny L., Stec M., Sobolewski A., Tokarski S.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2241-2245

PL

Przedstawiono najbardziej zaawansowaną pod względem technologicznym metodę absorpcji chemicznej CO2 w procesach PCC (post combustion capture). Program badawczy w obszarze technologii CCS obejmujący kompleksowe badanie sorbentów aminowych oraz procesów absorpcji i desorpcji został zrealizowany w skali laboratoryjnej, półtechnicznej i pilotowej przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla we współpracy z Tauron Polska Energia SA i Tauron Wytwarzanie SA. Przedstawiono niektóre zagadnienia projektowe pierwszej w Polsce przewoźnej instalacji pilotowej aminowego usuwania CO2 ze spalin. Zaprezentowano wybrane wyniki badań sprawności procesu i zapotrzebowania cieplnego procesu desorpcji.

EN

A process for absorption of CO2 in aq. solns. of NH2 C2 H4 OH (20 or 30% by mass) was developed and checked under lab. and semi-tech. scale conditions. The knowledge and experience about the process allowed to design and build the CO2 capture mobile pilot plant. Some operational problems (corrosion, sepn. of residues) were also dissolved.