|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 09/2002
Superczyste paliwo z… węgla Spaliny jak z gazu
|
|
|
Wysiłki naukowców zmierzające do efektywniejszego wykorzystania węgla w energetyce przynoszą nowe, obiecujące technologie. Amerykańska firma CENfuel FPU Ltd. ogłosiła wyniki swoich wieloletnich badań i eksperymentów zmierzających do opanowania procesu uzyskiwania ultra-czystego paliwa z węgla.
|
W trakcie prób przeprowadzonych w laboratoriach oraz w instalacjach pilotowych w Europie, Azji i USA przebadano ponad 100.000 t różnych gatunków węgli. Technologia umożliwia usunięcie cząstek zanieczyszczeń mineralnych, wywołujących problemy ekologiczne i eksploatacyjne kotłów, w tym przyspieszone zużycie, obniżanie sprawności i pozostałości odpadów paleniskowych. Uzyskiwane ultraczyste paliwo o nazwie CENfuel jest konkurencyjne pod względem ceny i własności eksploatacyjnych w stosunku do gazu ziemnego i ropy naftowej.
CENfuel może, obok gazu ziemnego, zostać wykorzystane na blokach gazowo-parowych. Brak cząstek popiołu umożliwia spalanie tego paliwa w kotłach pozbawionych urządzeń odpylania spalin i odpopielania. W istniejących kotłach pyłowych CENfuel można mieszać z węglem, co zapewnia obniżenie zawartości popiołu i siarki w paliwie. Nadaje się także do bezpośredniego spalania w kotłach gazowych i olejowych. Ta różnorodność zastosowań umożliwia elektrowniom wybór rodzaju paliwa w miarę zmian cen i dostępności poszczególnych nośników.
Od 1981 r. CENfuel przechodził z powodzeniem szereg prób w elektrowniach BBC w Niemczech oraz Hitachi w Japonii. Proces uzyskiwania tego paliwa (proces CENfuel) zwany także procesem Lloyda-Turnera wywodzi się z Australii, gdzie w latach 70. Robert Lloyd i Max Turner przystąpili do opracowania technologii usuwania zanieczyszczeń z węgla przed jego spaleniem. Początkowo poszukiwali mechanicznych sposobów oddzielania zanieczyszczeń od węgla, lecz wyniki nie okazały się zadowalające. Dlatego też dalsze kroki skierowali ku chemicznym metodom oczyszczania węgla i odkryli sposób uzyskania węgla o zawartości popiołu poniżej 0,2% za pomocą roztworu kwasu fluorowego.
Z powodu wysokiej ceny kwasu fluorowego wiele uwagi poświęcono opanowaniu sposobu regeneracji tego związku. Proces chemicznego oczyszczania oddziela węgiel od takich zanieczyszczeń mineralnych jak metale ciężkie, krzemionka, związki glinu i siarki.
W końcowym strumieniu paliwa nie występują praktycznie żadne zanieczyszczenia i odczynniki chemiczne. W rezultacie uzyskuje się ultraczyste paliwo, które po spaleniu daje emisję zanieczyszczeń porównywalną z pozostałościami spalania gazu ziemnego.
Do procesu CENfuel używa się rozdrobnionych ziaren węgla o średnicy do 2mm. Po reakcji z kwasem fluorowym wielkość ziaren pozostaje bez zmiany, lecz dzięki usunięciu twardych (ciernych) frakcji uzyskane paliwo, można bez trudu zemleć na cząstki mikronowe odpowiednie dla różnych zastosowań.
System technologiczny procesu CENfuel składa się z reaktora chemicznego, instalacji regeneracji kwasu fluorowego i osuszacza. W reaktorze przebiega reakcja chemiczna rozdrobnionego węgla z roztworem kwasu fluorowego. W następnej instalacji zachodzi regeneracja kwasu fluorowego i oddzielanie zanieczyszczeń takich jak krzemionka i korund.
W końcowej fazie procesu zachodzącej w osuszaczu paliwo jest podgrzewane w celu uwolnienia pozostałości kwasu fluorowego przylegającego do powierzchni cząstek paliwa.
Dzięki oddzieleniu zanieczyszczeń zawartych w węglu przed jego spaleniem i dodatkowo przetworzeniu ich w poszukiwane na rynku półprodukty, proces CENfuel umożliwia ich zagospodarowanie przed powstaniem kłopotliwego produktu końcowego czyli popiołu.
Co więcej, technologia ta umożliwi przekształcenie składowisk odpadów paleniskowych w cenne źródła energii i półproduktów.
W miarę wzrostu cen gazu CENfuel stanie się liczącą alternatywą dla innych paliw. Można go wytwarzać ze wszystkich gatunków węgli, a nawet jego odpadów. Do realizacji procesu CENfuel wystarczające są niewielkie instalacje, które można montować w miejscu wykorzystania paliwa.
Koszt i złożoność tych instalacji nie są wysokie dzięki zastosowanym niskim parametrom technologicznym procesu (ciśnienie, temperatura). Dodatkowe korzyści dla użytkownika nowego paliwa – w porównaniu ze zwykłym węglem - wynikają z jego czystości, tzn. brak zanieczyszczeń stałych minimalizuje tarcie i zużycie urządzeń, co zmniejsza nakłady na ich remonty i konserwację.
Pilotowa instalacja procesu CENfuel została zbudowana w Mingo County (USA). Właściciel wynalazku przystąpił obecnie do badania własności i przydatności swojego produktu do spalania. Próby te powinny przynieść ostateczne dane doświadczalne, niezbędne dla określenia przyszłych zastosowań nowego ultraczystego paliwa w energetyce.
Na podstawie: S. Blankinship „Coal Derived Fuel Technology Introduced in the U.S.”, Power Engineering 8/ 2002 opracował Piotr Olszowiec
|
|
|
|
