ZGAZOWANIE PALIW STAŁYCH

DO PRODUKCJI WODORU

Opracował:

Opiekun naukowy:

Prof. PWr dr hab. inż. Halina

Kruczek

ZGAZOWANIE – STRATEGIA

1szej połowy XXIw.

ZGAZOWANIE

WYDZIELANIE

WODORU

SYNTEZA

PALIW

SYNTEZA

METANOLU

TURBINA

GAZOWA

Wodór

Paliwa

silnikowe

Metanol

Energia

elektryczna

Gaz procesowy

TECHNOLOGIE TERMICZNEGO

PRZETWÓRSTWA PALIW

Metody zgazowania

pierwszej generacji

Metody

zgazowania drugiej

generacji

Reaktor strumieniowy Shell

temperatura do 2000

o

C

ciśnienie 2,0-3,0 MPa

Reaktor strumieniowy

Texaco

ciśnienie do 8,5 MPa

temperatura 1500

o

C

Metody zgazowania trzeciej

generacji

Reaktory zgazowania trzeciej

generacji, to technologie
przyszłościowe, stosowane
stosunkowo od niedawna,
dopiero rozwijające się. Należą
do nich: technologia bloku
gazowo-parowego ze
zintegrowanym zgazowaniem
paliwa IGCC (Intergated
Gasification Combined Cycle)
oraz metody zgazowania
wykorzystujące ciepło z
reaktora jądrowego
(zgazowanie allotermiczne).

Schemat technologii IGCC

Reaktory zgazowania w

złożu stałym

BIOMASA

POPIÓŁ

POWIETRZE

GAZ

BIOMASA

POPIÓŁ

POWIETRZE

GAZ

A)

B)

SUSZENIE

ZGAZOWANIE

PIROLIZA

UTLENIANIE

SUSZENIE

PIROLIZA

ZGAZOWANIE

UTLENIANIE

Reaktor przeciwprądowy

Reaktor współprądowo-krzyżowy

REAKTORY FLUIDALNE

PĘCHERZYKOWE I CYRKULACYJNE

Idealne mieszanie

poprzeczne

Idealne mieszanie

wzdłużne

CHARAKTERYSTYKA ROZNYCH

UKŁADÓW REAKCYJNYCH

PARAMETRY

Przeciwprąd Wspólprąd

Przepływ krzyz. Pęcherzowe Cyrkulacyjne

Temperatutra reakcji [C]

1000

1000

900

850

850

Temperatura gazu [C]

250

800

900

800

850

Zdolność przerobowa [t/h]

10

0.5

1

10

50

Moc elektryczna [MWe]

1 - 10

0.1 - 5

0.1 - 2

1 - 20

2 - 100

Zawartość smoły

b. wysoka

b. niska

b. wysoka

umiarkowana niska

Zawartość pyłu

srednio wys. umiarkowana wysoka

b. wysoka

b. wysoka

Intensywność mieszania

słaba

słaba

słaba

dobra

b. dobra

Ograniczenia rozdrobnienia brak

pewne ogr.

pewne ogr.

ścisłe wymag. ścisłe wymag.

Zawartość wilgoci

dowolna

ograniczenia ograniczenia

ograniczenia ograniczenia

Zmienność paliwa

brak wpływu słaby wpływ słaby wpływ

silny wpływ

słaby wpływ

Powiększanie skali

ogr. dobre

słabe

słabe

dobre

b. dobre

Kontrola procesu

umirkowana umisrkowana słaba

b. dobra

b. dobra

Stopień konwersji

b. dobry

b. dobry

słaby

dobry

b. dobry

Sprawność termiczna

b. dobra

b. dobra

dobra

dobra

b. dobra

POTENCJ AŁ ROZWOJ OWY

EFEKTYWNOŚĆ

ZŁOŻE NIERUCHOME

ZŁOŻE FLUIDALNE

CHARAKTERYSTYKA GAZU

WYMAGANIA SUROWCOWE

REAKCJE ZGAZOWANIA

SKŁAD GAZU W ZGAZOWANIU

POWIETRZNYM I TLENOWYM

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

K

o

n

ce

n

tr

ac

ja

o

b

j.

[%

]

CO

CO2

H2

CH4

H2O

N2

Zgazowanie powietrzne - 4 - 6 MJ /m3
Zgazowanie tlenowe - 10 - 14 MJ /m3

ZAWANSOWANE

ZGAZOWANIE

Z WYCHWYTYWANIEM

DWUTLENKU WĘGLA

Technologia ISCC (Inovative In Situ CO

2

Capture Technology for Solid

Fuel Gasification) czyli gazyfikacja paliw stałych

z jednoczesnym wychwytywaniem dwutlenku węgla

Koncepcja
gazyfikacji i
sorpcji CO

2

Bilans energii produkcji
wodoru z węgla wraz z
wychwytywaniem
dwutlenku węgla
sorbentem tlenku
wapnia

Reaktor zgazowujący typu „LEG - Lime Enhanced
Gasification”

Absorpcja CO

2

w zależności od parametrów

Równowaga między tlenkiem a węglanem wapnia

Gazyfikacja w złożu fluidalnym i regeneracja sorbentu w reaktorze

przepływowym w tlenie

Reaktor fluidalny z obrotowym piecem do regeneracji sorbentu

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ