CZ31029U1 - Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce - Google Patents
Zařízení pro záchyt CO2 z generátorového plynu metodou vysokoteplotní sorpce Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- -1 amino acid salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004173 biogeochemical cycle Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture 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)
- NÁROKY NA OCHRANU1. 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.
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) |
-
2017
- 2017-06-29 CZ CZ2017-33866U patent/CZ31029U1/cs not_active IP Right Cessation
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 |