Új eljárás a széntüzelésű erőművekből származó szennyezés csökkentésére

Annak ellenére, hogy gyorsan növekszik a megújuló energiaforrásokból, például szél- és napenergiából származó energiatermelés, India villamos energiájának több mint 60%-át még mindig hőerőművekben állítják elő.

A 36, 25 évnél fiatalabb blokk közül a hatékonysági normákat nem teljesítők egy éven belül korlátozott óraszámban engedélyezettek a hálózat kiegyenlítési vagy csúcsértékének teljesítése érdekében.

A szén, mint energiaforrás, az éghajlatváltozással kapcsolatos megfontolások miatt most határozottan kimaradt. A legtöbb ország, köztük India, azt tervezi, hogy a következő néhány évtizedben fokozatosan kivonja a szénből. India ugyanis hivatalosan bejelentette, hogy 2022 után nem hoz létre új széntüzelésű erőműveket.

Azonban még legalább egy ideig szénnel kell élnünk. Annak ellenére, hogy gyorsan növekszik a megújuló energiaforrásokból, például szél- és napenergiából származó energiatermelés, India villamos energiájának több mint 60%-át még mindig hőerőművekben állítják elő. A becslések szerint még a legjobb forgatókönyv esetén is a szén maradna India energiamixének fő támasza még legalább három évtizedig.

Törekednek arra, hogy a szénből származó szennyezés legalább egy kicsit csökkenjen ezekben a köztes években. A cél megvalósítása érdekében számos tiszta széntechnológiát alkalmaznak vagy kísérleteznek. A modern szuperkritikus erőművek is kevesebb szennyezőanyagot bocsátanak ki.

Kövesse @ieexplained
A legtöbb hőerőmű szenet éget, hogy hőt termeljen, amelyet a víz gőzzé alakítására használnak. A gőz nyomását ezután az áramot termelő turbinák mozgatására használják. A szén minősége fontos tényező az erőmű hatékonyságának – az egységnyi elégetett szénre jutó villamos energia mennyiségének –, valamint a felszabaduló hulladéknak a meghatározásában. A szénerőművek jellemzően sok szén-dioxidot (CO2) bocsátanak ki, amely veszélyes üvegházhatású gáz.

Az Indiában található szénfajták további problémát jelentenek. Magas hamutartalommal rendelkeznek. A szén hagyományos porlasztott üzemmódban történő elégetése sok pernye szabadul fel, amely jelentős mértékben hozzájárul a légszennyezéshez és egészségkárosító hatáshoz. Számos technikát alkalmaztak ennek a pernyének az előállítása után történő leválasztására, de ezek nem túl hatékonyak. Alternatív megoldásként a szenet egy kiterjedt előfeldolgozási folyamaton vezetik át, amelyet mosásnak neveznek, hogy eltávolítsák a hamutartalom egy részét, mielőtt elégetik, ami szintén nem túl hatékony.

Az IIT Madras kutatóinak egy csoportja most egy hatékonyabb módszert dolgozott ki a probléma kezelésére. Amellett, hogy biztosítják, hogy a hamut darabokban távolítsák el magáról a reaktorágyról, eljárásuk csökkenti a CO2 képződését, és ehelyett szintetikus gázt (syngas) állít elő, amely tiszta fűtőgázok, például szén-monoxid és hidrogén keveréke, mellékhatásként. termékek, amelyeket aztán többféleképpen is felhasználhatunk.

A csoport egy jól ismert szénelgázosítási technikát alkalmazott, amelyben a szenet csak részben égetik el nagyon korlátozott oxigénellátás mellett a „buborékos fluidágyas elgázosító reaktorban”. Körülbelül 100 Celsius fokon a szénből minden nedvesség kiürül. Magasabb hőmérsékleten, 300 és 400 Celsius-fok között a szén belsejében rekedt gáznemű tüzelőanyagok, például nitrogén, metán és sok más szénhidrogén keveréke szabadulnak fel. Amikor a hőmérséklet eléri a 800-900 Celsius-fokot, a szénben lévő szén reakcióba lép a levegő oxigénjével, valamint a levegővel együtt szállított gőzzel szén-monoxidot (CO), hidrogént és szén-dioxidot (CO2) képezve. A levegő és a gőz mennyiségének szabályozásával biztosítható, hogy jelentős mennyiségű szén-monoxid (CO) és hidrogén (H2) képződjön. A CO2 termelése, amely üvegházhatású gáz, minimalizálható. Gondos, szisztematikus vizsgálatokat végeztek a működési rend, a levegő/szén és a gőz/szén arány meghatározásához. Azt találták, hogy a gőz hozzáadása a magas hamutartalmú indiai szén esetében előnyös. Ezért az indiai szén esetében ennek a műveleti eljárásnak a követésével optimalizált teljesítmény érhető el.

Valójában ez a technika kiterjeszthető magas fűtőértékű szintézisgáz előállítására az oxidálószer oxigéntartalmának növelésével, a H2-CO arány pedig megfelelő mennyiségű gőz hozzáadásával javítható.

A kutatók azt is kimutatták, hogy a biomassza, például a rizshéj és az indiai szén hozzáadása katalitikus hatást fejt ki, és jelentősen javítja az elgázosítási teljesítményt.

Vasudevan Raghavan, a kísérlet egyik kutatója szerint az eljárás javítani fogja az indiai szén vonzerejét az erőművekben való felhasználásra. A szén olcsón beszerezhető Indiában nagyon nagy mennyiségben, de a magas hamu és alacsony energiatartalom miatt nem kedvelik. Raghavan hozzátette, hogy a meglévő erőműveknek hagyományos reaktoraikat elgázosító reaktorokra kell cserélniük, és a csapata által bemutatott módon üzemeltetniük kell, hogy kihasználják ezt az eljárást. Az indiai szénbányák torkolatában ilyen elgázosító reaktorok létesíthetők a vidéki energiaszükségletek kielégítésére.

Oszd Meg A Barátaiddal: