Czystsza energia z węgla
Węgle wysokopopiołowe są powszechnie stosowane do wytwarzania energii i pary technologicznej w Indiach i Turcji i stan ten będzie się prawdopodobnie utrzymywał także w najbliższej przyszłości. Niestety spalanie węgla bezpośrednio w celu wytworzenia pary dla turbiny generuje duże ilości zanieczyszczeń, w tym emisje gazów cieplarnianych. Zgazowanie węgla stanowi alternatywę dla jego bezpośredniego spalania, zapewniając czystszą energię. Celem finansowanego przez UE projektu OPTIMASH (Optimizing gasification of high-ash content coals for electricity generation) była optymalizacja stosunkowo nowej technologii gazowo-parowej ze zintegrowanym zgazowaniem węgla (IGCC) pod kątem poprawy właściwości popiołu zawartego w węglach stosowanych w Indiach i Turcji. Inicjatywa ta zakładała poprawę warunków roboczych technologii IGCC. Konsorcjum ustaliło, że technologia gazyfikacji ze złożem fluidalnym w szczególności nadaje się do konwersji węgli wysokopopiołowych. Dlatego przetestowano i oceniono procesy pośredniej i bezpośredniej gazyfikacji ze złożem fluidalnym. Partnerzy projektu sporządzili charakterystykę zawartości popiołu za pomocą analiz chemicznych, termicznych i petrograficznych. Ponadto wykonali testy rozkładu wielkości cząstek i cieczy ciężkich na próbkach węglowych. Stosując metody analizy termicznej i spektrometrii masowej, naukowcy zbadali również kinetykę pirolizy, spalania i zgazowania. Prace te były wspierane modelami obliczeniowej dynamiki płynów. Wyniki pokazały, że model elektrowni cieplnej OPTIMASH o mocy 1 megawata dostarczył wystarczającą ilość danych do tego, by budować podobne elektrownie na większą skalę, przystosowane do wielu różnych poziomów mocy i zastosowań. Wyniki symulacji z kolei pokazały, że modelowanie było udane i poprawne z punktu widzenia analizy wpływu kluczowej operacji na rezultaty gazyfikacji. Ustalono, że zasilanie parą dało pozytywne efekty dzięki zwiększeniu produkcji wodoru i proporcji zawartości wodoru w wytworzonym gazie syntezowym. Wpłynęło to także na wyższe wartości cieplne gazu syntezowego i zwiększoną wydajność gazyfikacji. Ponadto w wyniku selektywnej absorpcji siarkowodoru i związków amoniaku w elektrowniach z technologią IGCC turbina gazowa emitowała mniejsze ilości tlenków siarki i tlenków azotu. Pilotażowy system gazyfikacji OPTIMASH, jako niskoemisyjna technologia węglowa, przyczyni się do zmniejszenia szkodliwych emisji z elektrowni. Technologia IGCC jest szczególnie atrakcyjnym wyborem, biorąc pod uwagę możliwość łączenia jej z technologią wychwytywania dwutlenku węgla i jego sekwestracji pod ziemią.
Słowa kluczowe
Elektrownie, węgle wysokopopiołowe, OPTIMASH, energia elektryczna, gazyfikacja ze złożem fluidalnym
