CZ31029U1 - Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce - Google Patents

Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce Download PDF

Info

Publication number
CZ31029U1
CZ31029U1 CZ2017-33866U CZ201733866U CZ31029U1 CZ 31029 U1 CZ31029 U1 CZ 31029U1 CZ 201733866 U CZ201733866 U CZ 201733866U CZ 31029 U1 CZ31029 U1 CZ 31029U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
solid
medium
reactor
gas
sorbent
Prior art date
Application number
CZ2017-33866U
Other languages
English (en)
Inventor
Jiří Štefanica
Jana Smutná
Karel Ciahotný
Original Assignee
ÚVJ Řež, a. s.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ÚVJ Řež, a. s., Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical ÚVJ Řež, a. s.
Priority to CZ2017-33866U priority Critical patent/CZ31029U1/cs
Publication of CZ31029U1 publication Critical patent/CZ31029U1/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Oblast techniky
Uvedené zařízení je z oblasti snižování plynných emisí z antropogenních zdrojů. Technické řešení je dvoureaktorové zařízení se záchytem CO2 na sorbent v prvním reaktoru a uvolněním CO2 ze sorbentu v reaktoru druhém.
Dosavadní stav techniky
Výroba elektřiny spalováním fosilních paliv je spojena s vysokou produkcí oxidu uhličitého, který se výrazně podílí na zesilování přirozeného skleníkového efektu. Rostoucí koncentrace CO? v ovzduší ovlivňuje biogeochemický cyklus uhlíku, tepelnou rovnováhu na zemi a přispívá tím ke změně klimatu. Odvětví energetiky je největším producentem CO2 z antropogenních stacionárních zdrojů.
Jednou z možností snižování CO2 z velkých zdrojů je využití technologii pro záchyt, transport a ukládání nebo využití CO2 (Carbon Capture, Transport and Storage/Utilization, CCTS/U). Z hlediska ekonomické i technologické náročnosti je nej obtížnějším článkem řetězce CCTS/U část záchytu CO2.
Sorpční procesy jsou v současnosti nejpokročilejšími metodami separace CO2 a některé z nich byly v návaznosti na různé technologické procesy dovedeny do komerční fáze (fyzikální absorpce methanolem nebo polyethylenglykolem, chemická absorpční vypírka CO2 roztokem aminů), ostatní uvedené metody se nacházejí ve stádiu výzkumu a vývoje
Tradiční absorbenty na bázi monoehtanolaminu (MEA) jsou těkavé, degradují v oxidativním prostředí za přítomnosti dalších kysele reagujících plynů, degradací dochází ke ztrátě účinné složky a produkty degradace (tepelně stabilní soli) jsou silně korozivní. MEA je proto postupně nahrazován solventy se sféricky chráněnými aminy, terciárními aminy, kombinovanými aminy, solemi aminokyselin nebo amoniakem. Snahy o řešení problematiky související s charakteristikami provozního média jsou paralelně doplňovány řešením snižování velké energetické náročnosti absorpce, a to především opatřeními vedoucími k zlepšení účinnosti absorpce (mezichlazení absorbéru), snížení spotřeby přehřáté páry při regeneraci absorbentu (komprese par solventu), propojení tepelného hospodářství odsiřování a desorpce CO2, a propojení tepelného hospodářství elektrárny a bloku záchytu CO2.
Vhodnou alternativu k absorpčním procesům představuje adsorpce. Výhodou adsorpčních procesů je náhrada kapalných médií pevným sorpčním materiálem, takže dochází k eliminaci výše uvedených problémů a při použití vhodného adsorbentu také k úspoře energie v regeneračním kroku díky omezené přítomností vody v systému pri tepelné desorpcí plynem (TSA) nebo při využití podtlaku namísto zvýšení teploty (VSA).
Podstata technického řešení
Zařízení využívá vratné reakce oxidu vápenatého (CaO) s oxidem uhličitým (CO2)za vzniku uhličitanu vápenatého (CaCO3). Převažující směr reakce je dán tlakem a teplotou. Pokud je teplota při daném tlaku vyšší než rovnovážná, je převažující reakcí karbonatace:
CaO + CO2 CaCO3
Pokud je teplota při daném tlaku nižší než rovnovážná, je převažující reakcí kalcinace:
CaCO3 -> CaO + CO2
Technické řešení spočívá ve využití dvoureaktorového uspořádání. K záchytu (separaci) CO2 je určen sorbent, který střídavě prochází oběma reaktory. Jako sorbent je použit vápenec přírodní materiál skládající se převážně z CaCO3 o zrnitostí 1 až 2 mm.
-1 CZ 31029 Ul
První reaktor, karbonátor, je sesuvného typu a je určen ke karbonataci sorbentu (CaO) za teploty 450 až 600 °C a tlaku 2 až 3,5 MPa. Druhý reaktor, kalcinátor, je fluidního typu s cirkulující fluidní vrstvou a je určen ke kalcinaci sorbentu za teploty 850 až 950 °C a atmosférického tlaku. Objasnění výkresu
Obr. 1 je technologické schéma zařízení.
Příklady uskutečnění technického řešení
Na Obr. 1 je uvedeno schéma technologie. Technologie je tvořena dvěma propojenými reaktory, karbonátorem i a kalcinátorem 2. Karbonátor je přepážkou 3 rozdělen na dvě části. Horní část karbonátoru obsahuje čerstvý sorbent a slouží k dočištění plynu. Sorbent z horní části je po uplynutí jednoho pracovního cyklu převeden do spodní části, která je určena k předčištění plynu.
Generátorový plyn ze zplynění uhlí je přiváděn nejprve na patu spodní části karbonátoru 4. Z hlavy spodní části karbonátoru je plyn převáděn do hlavy horní části karbonátoru 5. Dále je plyn veden na patu horní části karbonátoru a odchází mimo proces 6.
Sorbent je do karbonátoru dávkován v jeho horní části 7. Sorbent je nejprve přiváděn do tlakové vpusti 8, která slouží k dosažení tlaku karbonatace 2 až 3,5 MPa. Odvod sorbentu z procesu 10 je proveden přes tlakovou výpust 9.
Druhý reaktor, kalcinátor 2, je vybaven dvěma šnekovými dopravníky pro přívod sorbentu z karbonátoru 11 a pro přívod čerstvého sorbentu 12. Ve spodní části kalcinátoru jsou umístěny vstupy plynů - kyslíku 13, generátorového plynu 14 a recirkulovaného CO2 15. Generátorový plyn a kyslík jsou přiváděny pro zajištění tepla pro ohřev sorbentu na potřebnou reakční teplotu a pro pokrytí reakčního tepla. Výsledný plyn - převážně CO2 s příměsí vodní páry - je z reaktoru odváděn v horní části 16 do cyklono vého separátoru 17. Separované částice sorbentu 18 jsou vraceny do reaktoru a plyn 19 odchází mimo proces.
Průmyslová využitelnost
Zařízení je využitelné pro pre-combustion záchyt CO2 z generátorového plynu vzniklého zplyněním uhlí, tedy pro kombinaci s technologií kombinovaného cyklu s integrovaným zplyňováním paliva (Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC). Vyvinuté technické řešení systému záchytu CO2 vychází z průmyslově zvládnutých technologických prvků.
Předností navrženého zařízení pro záchyt CO2 je odstranění všech nebezpečných chemikálií z procesu záchytu CO2. Proces probíhá pomocí chemické sorpce.
Hlavní přínos nového technického řešení z pohledu globálního oteplování je v možnosti jeho nasazení i pro menší jednotky a tím minimalizování vypouštěného CO2 do atmosféry.

Claims (1)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Zařízení pro separaci oxidu uhličitého z generátorového plynu vzniklého zplyněním uhlí tvořené karbonatačním reaktorem (1) se sesuvným ložem pevného pracovního média a kalcinačním reaktorem (2) s fluidní vrstvou pevného pracovního média, vyznačující se tím, že karbonatační reaktor (1) je rozdělen přepážkou (3) na část pro dávkování pevného média a dočištění plynu přes tlakovou vpust (8) a část pro předčištění plynu a odvod pevného média přes tlakovou výpust (9), a kalcinační reaktor (2) je vybaven nejméně jedním šnekovým dopravníkem pro přívod pevného média z karbonátoru a nejméně jedním šnekovým dopravníkem pro přívod čerstvého pevného média, a dále nejméně jedním přívodem kyslíku (13), nejméně jedním přívodem generátorového plynu (14), nejméně jedním přívodem oxidu uhličitého (15) a nejméně jedním cyklonem pro separací pevného a plynného média (17), přičemž oba reaktory
    -2CZ 31029 Ul (1) a (2) jsou propojené a toto propojení umožňuje cirkulaci pevných a plynných pracovních médií mezi oběma reaktory.
CZ2017-33866U 2017-06-29 2017-06-29 Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce CZ31029U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-33866U CZ31029U1 (cs) 2017-06-29 2017-06-29 Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-33866U CZ31029U1 (cs) 2017-06-29 2017-06-29 Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ31029U1 true CZ31029U1 (cs) 2017-09-19

Family

ID=59901659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-33866U CZ31029U1 (cs) 2017-06-29 2017-06-29 Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ31029U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mondal et al. Progress and trends in CO2 capture/separation technologies: A review
US9469547B2 (en) Integrated carbon dioxide removal and ammonia-soda process
Figueroa et al. Advances in CO2 capture technology—the US Department of Energy's Carbon Sequestration Program
CN102307646B (zh) 使用高可再生的吸附剂进行co2捕获的碳酸化煅烧反应方法
CN102939144B (zh) 用于除去酸性气体的方法和设备
CN107108247B (zh) 用于生产碳酸钠/碳酸氢钠的方法
Wang et al. Simulations and process analysis of the carbonation–calcination reaction process with intermediate hydration
WO2013053235A1 (zh) 一种利用烟道气余热脱除其酸性气体的工艺
CN103249466A (zh) 使用基于吹扫的膜分离和吸收步骤从烟气分离二氧化碳的工艺
ES2650840B2 (es) Sistema integrado de captura de CO2 y producción de bicarbonato de sodio (NaHCO3) A partir de Trona (Na2CO3 - 2H2O - NaHCO3)
DK2359925T3 (en) METHOD AND DEVICE FOR BIOMASS BURNING AND SIMULTANEOUS CAPTURE OF CARBON DIOXIDE In a combustor-carbonator
CN105944528A (zh) 一种利用Ca/Cu基复合颗粒捕集烟气中CO2的装置及方法
KR101536153B1 (ko) 흡수제 재순환을 이용한 저에너지형 산성가스 포집 시스템 및 방법
CZ31029U1 (cs) Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce
US8512445B2 (en) Carbonate absorption system and process for carbon dioxide separation
Dickmeis et al. Offgas treatment downstream the gas processing unit of a pulverised coal-fired Oxyfuel power plant with polymeric membranes and pressure swing adsorption
CZ31287U1 (cs) Nízkoemisní energetický systém tvořený integrovaným paroplynovým cyklem s precombustion záchytem CO2
Majchrzak-Kuceba 2 CO2
González Plaza et al. CO2 Capture, Use, and Storage in the Cement Industry: State of the Art and Expectations
WO2024144635A1 (en) Method of converting carbon dioxide (co2) in flue gas to calcium carbonate (caco 3) using calcined eggshell
Ghoshal et al. Capturing CO2 by Physical and Chemical Means
Pashaei et al. Industrial Applications and Case Studies
CZ28872U1 (cs) Technologický systém pro záchyt CO2 ze spalin na bázi pevného sorbentu
Rasrendra et al. Capture Study

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20170919

MK1K Utility model expired

Effective date: 20210629