Zgazowanie paliw
YUGO RUNS BY WOOD-GAS
Zgazowanie paliw
Wayne Keith w swojej półciężarówce na gaz drzewny
Rower na  drewno
Przyczyny rozwijania technologii zgazowania
Ekonomia
Ekologia Energetyczne
bezpieczeństwo
Rezerwy paliw kopalnych
Zgazowanie paliw stałych jest przemianą substancji
palnej w paliwo gazowe, która zachodzi w wyniku
oddziaływania na paliwo czynnikiem zgazowującym w
wysokiej temperaturze, pod ciśnieniem atmosferycznym
lub większym.
Temperatura, ciśnienie
czynnik
zgazowujÄ…cy:
Gaz
Paliwo
powietrze, tlen,
stałe
para wodna&
popiół
Czynniki zgazowujÄ…ce:
" powietrze (21% O2),
" tlen (O2),
" para wodna (H2O),
" dwutlenek węgla (CO2)
" wodór (H2).
Proces zgazowania można zastosować do następujących
paliw:
" węgiel kamienny,
" węgiel brunatny,
" torf,
" Å‚upek bitumiczny,
" biomasa,
" odpady.
W zgazowaniu większości paliw stałych można
wyróżnić dwa stadia:
" odgazowanie paliwa stałego (części lotnych paliwa),
" zgazowanie pozostałości koksowej.
Gaz
Temperatura,
czynnik
ciśnienie
zgazowujÄ…cy:
powietrze, tlen,
Paliwo
para wodna&
stałe
koks
popiół
Skala czasowa procesu zgazowania
1 10÷100
odgazowanie zgazowanie pozostałości koksowej
Podział technologii zgazowania w zależności od
sposobu pokrywania potrzeb technologicznych procesu:
Sposoby realizacji procesu zgazowania:
Aspekty ekologiczne procesu zgazowania paliw stałych:
Pozytywne:
" łatwość sekwestracji CO2,
" możliwość usunięcia większości zanieczyszczeń z
gazu przed procesem spalania np. w turbinie
(cząstki stałe, S, metale ciężkie& ),
" mała emisja SO2, NO2 i pyłów.
Negatywne:
" proces związany z emisją ciężkich węglowodorów
(benzen) i siarkowodoru,
" powstają przy tym procesie ścieki.
Porównanie emisji ważniejszych zanieczyszczeń:
SO2 NOx
CO2
Cząstki stałe
IGCC  integrated gasification combined cycle (blok gazowo- parowy ze
zintegrowanym zgazowaniem paliwa);
CCGT  Combined Cycle Gas Turbine (blok gazowo- parowy )
Zastosowania procesów zgazowania:
1. Energetyka  wytwarzanie energii elektrycznej w
blokach gazowo- parowych ze zintegrowanych ze
zgazowaniem paliwa,
2. Technologia chemiczna  wytwarzanie gazu
syntezowego dla potrzeb technologii chemicznej,
3. Transport  wytwarzanie paliw syntetycznych dla
silników spalinowych (syntetyczna benzyna i olej
napędowy,
4. Paliwa gazowe (SNG).
Podstawowe procesy zgazowania węgla:
a) Lurgi, b) Winklera, c) Koppersa Totzka
Schemat generatora gazu ze złożem Lurgi
Chemia procesu zgazowania
Schemat zgazowania paliwa:
Rodzaje gazów otrzymywanych w procesie
zgazowania węgla:
Cechy węgla kamiennego jako surowca do zgazowania:
Cechy węgla brunatnego jako surowca do zgazowania:
Charakterystyka procesu pirolizy
Definicja:
Piroliza węgla jest to jego rozkład termiczny bez
dostępu tlenu
Znaczenie procesu pirolizy:
" etap procesu spalania
" etap procesu zgazowania
" samoistna technologia paliwowa
Etapy i produkty pirolizy węgla kamiennego:
Powstawanie produktów pirolizy węgla kamiennego:
Karbonizat
Smoła
Karbonizat
Tlenek
węgla i
Węglowodory woda
gazowe i wodór
Porównanie produktów odgazowania węgli:
Porównanie produktów odgazowania węgli
 produkty lotne:
Charakterystyka smoły:
Definicja:
Smoła to ciekłe i półstałe produkty termicznego
rozkładu naturalnych paliw mineralnych i organicznych.
Produkty otrzymywane ze smoły:
" zwiÄ…zki aromatyczne: benzen, toluen, ksyleny, fenol,
naftalen, antracen, karbazol,
" oleje,
" paki.
Wydajność smoły w procesie koksowania
Produkty rozkładu termicznego smoły:
Parametry procesów zgazowania węgli
Aspekty ekologiczne procesu zgazowania paliw stałych:
Technologie zgazowania II generacji
Instalacja Schella Buggenum (IGCC)
Schemat procesy Texaco
Wpływ czynnika zgazowującego
na skład gazu generatorowego:
WÄ™giel brunatny; T=450°C; P= 20 bar
Zastosowanie technologii zgazowania węgla
20
18
16
14
12
10
planowane
pracujÄ…ce
8
6
4
2
0
chemia energetyka synteza F-T paliwa
gazowe
MWth gazu
Wykorzystywanie technologii zgazowania węgla:
Aspekty ekologiczne procesu zgazowania paliw stałych:
20
18
16
14
12
10
planowane
pracujÄ…ce
8
6
4
2
0
chemia energetyka synteza F-T paliwa
gazowe
MWth gazu
Instalacje zgazowania węgla na świecie:
Zakłady Sasol w Secundzie (RPA) (reaktory Lurgi)
Główne produkty:
" oleje napędowe
" benzyny
" SNG
Instalacje demonstracyjne w energetyce
(reaktory zawiesinowe)
Przykład instalacji GE  Texaco
Tampa Electric Polk Power Station
GE s IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) process
4CO
Instalacje w UE:
supercritical pulverized coal (SCPC) oxyfuel   spalanie w tlenie
Zgazowanie biomasy
Zgazowanie biomasy jest uważane za obiecujący sposób jej
konwersji w paliwo gazowe mogÄ…ce znalez
ć zastosowanie w:
" turbinach gazowych,
" tłokowych silnikach spalinowych i
" ogniwach paliwowych.
Zdolność do odgazowania biomasy:
Typy gazogeneratorów na biomasę:
Wyróżnia się dwie podstawowe grupy reaktorów
stosowanych do zgazowania biomasy:
1. Ze złożem stałym
2. Ze złożem cyrkulującym.
Z reguły gazogeneratory małej wydajności są
reaktorami ze złożem stałym, natomiast stosowane w
spalarniach odpadów i w energetyce gazyfikatory o
większej wydajności są reaktorami ze złożem
fluidalnym.
Reaktory ze złoże stałym do
zgazowania biomasy
Aspekty ekologiczne procesu zgazowania paliw stałych:
Reaktory ze złoże fluidalnym do
zgazowania biomasy
Schemat reaktora fluidalnego
Zgazowanie drewna w złożu fluidalnym:
Współspalanie gazu generatorowego w kotle pyłowym:
Technologia otrzymywania SNG została rozwinięta w
latach 70
Powody zainteresowania technologiÄ… SNG:
" wysokie ceny gazu ziemnego
" bezpieczeństwo energetyczne
" ulepszanie technologii.
Technologia wytwarzania SNG:
Reakcje metanizacji:
CO + 3H2 CH4 + H2O (-"H0298=206 kJ/mol)
CO2 + 4H2 CH4 +2 H2O (-"H0298=165 kJ/mol)
Reakcje są egzotermiczne i zachodzą w obecności katalozatora
Skład syngazu:
Dziękuję