Name: הפעולה של 25 KWth סידן לולאה טייס-צמח עם ריכוז חמצן גבוהה ב- Calciner (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: חקור את הפעולה של סידן לולאה טייס-צמח בקלצינר עם ריכוז חמצן גבוהה. שיטה זו ממזערת את הזרמת הגזים החוזרת ומגבירה את יעילות האנרגיה לכידת פחמן.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחקר שהוביל את התוצאות הללו קיבלה מימון מקרן המחקר של הקהילה האירופית פחם ולהעניק פלדה (RFC) תחת הסכם n ° RFCR-CT-2014-00007. עבודה זו מומן על ידי בריטניה פחמן לכידת ו מרכז מחקר אחסון (UKCCSRC) כחלק לקרוא 2 פרויקטים. UKCCSRC נתמכת ההנדסה של המועצה למחקר מדעי (EPSRC) במסגרת תוכנית האנרגיה של המועצה למחקר בבריטניה, עם מימון נוסף מן החוג למנהל עסקים, אנרגיה אסטרטגיה תעשייתי (לשעבר בית - DECC). המחברים גם רוצה להודות מר מרטין Roskilly לעזרתו עצום לאורך כל הקורס של עבודה זו.

1. הכנת חומר <ol><li>מסננת סלע הגיר (~ 50 ק ג של חומר גלם) להתפלגות גודל החלקיקים הרצוי (מיקרומטר 300-400 או הפצה אחרת בהתאם הניסוי) בעזרת מטרף מכני. להכניס את החומר sieved סירים ליד calciner האכלה במהלך בדיקה</li>
	<li>להכין את החומר בקבוצות להיות מוחדרים הכור. אצוות בדרך כלל 0.5 L או 1 L (1 ליטר של אבן גיר הוא בערך 1.5 ק ג), אבל זה יכול להשתנות בהתאם פרמטרי העבודה.</li>
</ol> 2. הליך סטארט-אפ זהירות: טמפרטורות גבוהות ביותר מושגות כאן. עיקרון השוויון הפוליטי מתאימים כגון כפפות, משקפיים, נעליים המעיל ובטיחות מעבדה נדרשים.
<ol><li>חום-up של כורים <ol><li>להתחיל את הזרימה נמוכה של N 2 carbonator (60 L/דקה), calciner (20 L/דקה) כמו גם לולאת-כלבי ים (10 L/דקה) ב- rotameters.</li>
		<li>הפעל את הרובוטריקים carbonator באופן ידני. השוכן הטמפרטורה של כל preheaters חשמלי של carbonator 600 מעלות צלזיוס</li>
		<li>להתחיל רכישת נתונים (עבור גז טמפרטורה ולחץ, להשתמש לחצן ההקלטה בתוכנה). הנתונים כוללים טמפרטורות, לחצים, גז בהרכב של שני כורים. איור 1, איור 2, מוצגים צילומי מסך של מערכת רכישת נתונים.</li>
		<li>הפעל calciner גז preheaters. את החימום סביב calciner עד 600 מעלות צלזיוס נמדד פנימה BFB דרך צמד תרמי. 
		הערה: נתונים כגון טמפרטורה, לחץ, וגז הרכב כבר להיות נרכשים כאמור בשלב 2.1.3.</li>
		<li>מכניסים 3 L של הגיר sieved BFB, calciner. קודם לפתוח את השסתום העליון, להציג את החומר בצינור למטה, סגור את השסתום העליון ולאחר מכן לפתוח את השסתום התחתון כך החומר זורם לתוך הכור.</li>
		<li>לחמם את החומר BFB אל מעל 650 ° C (על-ידי החימום החשמלי מסביב calciner). 
		הערה: זה בדרך כלל לוקח ~ 1 h, במהלך בדיקת זמן זה רכישת נתונים והלחץ על המיטות fluidized.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig1.jpg" /> איור 1: צילום מסך של טמפרטורה ולחץ קירור והקפאה עבור שני כורים. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig1large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
 <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig2.jpg" /> איור 2: צילום מסך של טמפרטורת קירור והקפאה עבור מערכת אחרים-מכשור לכוורות. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig2large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
 <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig3.jpg" /> איור 3: סכימטי של 25 kW th קאל (CFB carbonator ו- BFB calciner). 1: carbonator; 2: calciner; 3: להוריד את הלולאה-חותם; 4: לולאה-חותם העליון; 5: ציקלון carbonator; 6: calciner ציקלון. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig3large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<ol start="2"> <li>להתחיל בעירה ב- calciner <ol><li>להעלות את ריכוז החמצן ב calciner מ- 0 עד 40% vol, מוודא כי הריכוז הוא יציב לפני שמתחילים הבעירה.</li>
		<li>להתחיל את זרימת הגז הטבעי באופן ידני באמצעות של רוטמטר מוודא כי הבעירה הוא יציב stoichiometric. 
		הערה: זרימת הגז צריך להיות מוגברת בקפידה. בדוק כי הנתונים מראים רמה מתאימה של תגובת הבעירה.</li>
		<li>להעלות את ריכוז החמצן ב calciner בדרגות vol 20% על-ידי התאמת את רוטמטר זרימת גז טבעי על מנת להבטיח בעירה stoichiometric. 
		הערה: תהליך זה צריך להתבצע בזהירות מרבית. אם כל חשד מתעוררת כי הבעירה אינה מתרחשת כצפוי מן החישובים ראשוני ואז להפסיק את זרימת הגז הטבעי, לעבור את זרימת החמצן חנקן לפעולה בטוחה. לזהות את מקור הפער הזה. משך הזמן הכולל של תהליך זה הוא בערך 1 ח'</li>
		<li>להשיג 100% חמצן ריכוז גז טבעי בעירה. 
		הערה: הנתונים קומפוזיציה טמפרטורה וגז בקפידה במשך ולאחר כל בדיקה, אך במיוחד כאשר הבעירה מתקיים ב- 100% חמצן.</li>
		<li>הוסף גיר במרווחים של חצי ליטר עד 7 L במיטה fluidized. Calcine את כל החומר במיטה fluidized של calciner (הטמפרטורה המשוערת calcination הוא 800-850 מעלות צלזיוס עבור אצוות נוכח את calciner ואת הטמפרטורה calciner אצוות הבאים).</li>
		<li>להגביר את הזרימה של N 2 carbonator כדי להפעיל את זרימת הדם. לבדוק את היציאה תצוגה מחזור באופן סדיר כדי להבטיח זרימת הדם תקין.</li>
		<li>Calcine כל הגיר זמינים במחזור המתקן לפני שמתחילים את הלכידה 2 CO.</li>
	</ol></li></ol> 3. יציבה מבצע <ol><li>להחליף באופן ידני את הגז carbonation N 2 vol 15% CO 2 באמצעות רוטמטר, אשר מאפשר את calcined גיר להתחיל בלכידת CO 2.</li>
	<li>להתאים את הזורם ב calciner באופן ידני באמצעות rotameters את להשגת טמפרטורה יציבה של 930-950 מעלות צלזיוס ב calciner על ידי ויסות זרימת גז טבעי (NG) וחמצן (בתוך המשטר fluidization אופטימלי). הזרם 2 O בדרך כלל 100% עם מספיק חומר למיטה, אבל התאמתו לאורך כל הניסוי.</li>
	<li>כאשר החומר מתחילה ירידה בפעילות (מעל 5% CO 2 ריכוז ביציאה carbonator, אשר נרכש באופן רציף על ידי תוכנת כפי שמתואר בשלב 2.1.3), להוסיף עוד אבן גיר.</li>
</ol> 4. הליך הכיבוי <ol><li>באופן ידני לבטל את זרימת הגז הטבעי באמצעות רוטמטר את להקטין את זרימת החמצן ואת מעבר הגזים בתוך שני כורים N 2. לבטל את כל גופי חימום (calciner ו- carbonator).</li>
	<li>לאפשר לטמפרטורה של המלאי של המתקן כדי להקטין (בדרך כלל בלילה), ולרוקן את הכורים כאשר הם בטמפרטורת החדר.</li>
	<li>שוקל מוצקים שחולצו ולבצע ניתוח סטנדרטי מסננת. לאפיין את החומר: porosimetry, קומפוזיציה (רנטגן פלורסצנטיות מסות, XRF) 21 , 22 ומבנה מיקרוסקופיים (סריקה מיקרוסקופ אלקטרונים, SEM).</li>
</ol>

<ol><li>Bernstein, L., Lee, A., Crookshank, S. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14693062.2006.9685598">Carbon dioxide capture and storage: a status report.</a> Climate Policy. 6 (2), 241-246 (2011).</li>
<li>Boot-Handford, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/ee/c3ee42350f">Carbon capture and storage update.</a> Energy Environmental Science. 7 (1), 130-189 (2014).</li>
<li>Herzog, H. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988310001921">Scaling up carbon dioxide capture and storage: from megatons to gigatons.</a> Energy Economics. 33 (4), 597-604 (2011).</li>
<li>Shimizu, T., Hirama, T., Hosoda, H., Kitano, K., Inagaki, M., Tejima, K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026387629971751X">A twin fluid-bed reactor for removal of CO2 from combustion processes.</a> Chemical Engineering Research and Design. 77 (1), 62-68 (1999).</li>
<li>Blamey, J., Anthony, E. J., Wang, J., Fennell, P. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128509000574">The calcium looping cycle for large-scale CO2 capture.</a> Progress in Energy and Combustion Science. 36 (2), 260-279 (2010).</li>
<li>Masnadi, M. S., Grace, J. R., Bi, X. T., Ellis, N., Lim, C. J., Butler, J. W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544215001838">Biomass/coal steam co-gasification integrated with in-situ CO2 capture.</a> Energy. 83, 326-336 (2015).</li>
<li>Abanades, J. C., Anthony, E. J., Lu, D. Y., Salvador, C., Alvarez, D. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.10132/abstract">Capture of CO2 from combustion gases in a fluidized bed of CaO.</a> AIChE Journal. 50 (7), 1614-1622 (2004).</li>
<li>Hughes, R. W., Lu, D. Y., Anthony, E. J., Macchi, A. <a target="_blank" href="https://web.anl.gov/PCS/acsfuel/preprint%20archive/Files/49_1_Anaheim_03-04_0837.pdf">Design, process simulation and construction of an atmospheric dual fluidized bed combustion system for in situ CO2 capture using high-temperature sorbents.</a> Fuel Processing Technology. 86 (14), 1523-1531 (2005).</li>
<li>Lu, D. Y., Hughes, R. W., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378382008001677">Ca-based sorbent looping combustion for CO2 capture in pilot-scale dual fluidized beds.</a> Fuel Processing Technology. 89 (12), 1386-1395 (2008).</li>
<li>Hawthorne, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610211000750">CO2 capture with CaO in a 200 kWth dual fluidized bed pilot plant.</a> Energy Procedia. 4, 441-448 (2011).</li>
<li>Sánchez-Biezma, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610211001317">Postcombustion CO2 capture with CaO. Status of the technology and next steps towards large scale demonstration.</a> Energy Procedia. 4, 852-859 (2011).</li>
<li>Dieter, H., Hawthorne, C., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610213000945">Progress in calcium looping post combustion CO2 capture: successful pilot scale demonstration.</a> Energy Procedia. 37, 48-56 (2013).</li>
<li>Arias, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583613002922">Demonstration of steady state CO2 capture in a 1.7 MWth calcium looping pilot.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 18, 237-245 (2013).</li>
<li>Ströhle, J., Junk, M., Kremer, J., Galloy, A., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236113011873">Carbonate looping experiments in a 1MWth pilot plant and model validation.</a> Fuel. 127, 13-22 (2014).</li>
<li>Bidwe, A. R., Hawthorne, C., Dieter, H., Dominguez, M. A., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032591013006475">Cold model hydrodynamic studies of a 200kWth dual fluidized bed pilot plant of calcium looping process for CO2 Capture.</a> Powder Technology. 253, 116-128 (2014).</li>
<li>Chang, M. H., et al. <a target="_blank" href="https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-99e63a65-57e1-3ba7-a815-e16a7b8b0f88">Design and experimental testing of a 1.9 MWth calcium looping pilot plant.</a> Energy Procedia. 63, 2100-2108 (2014).</li>
<li>Reitz, M., Junk, M., Ströhle, J., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583616304212">Design and operation of a 300kWth indirectly heated carbonate looping pilot plant.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 54, 272-281 (2016).</li>
<li>Martínez, A., Lara, Y., Lisbona, P., Romeo, L. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583611002337">Energy penalty reduction in the calcium looping cycle.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 7, 74-81 (2012).</li>
<li>Perejón, A., Romeo, L. M., Lara, Y., Lisbona, P., Martínez, A., Valverde, J. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261915013616">The calcium-looping technology for CO2 capture: on the important roles of energy integration and sorbent behavior.</a> Appl Energy. 162, 787-807 (2016).</li>
<li>Mantripragada, H. C., Rubin, E. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610214020542">Calcium looping cycle for CO2 capture: Performance, cost and feasibility analysis.</a> Energy Procedia. 63, 2199-2206 (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="ftp://185.72.26.245/Astm/1/Section%2004/ASTM0401/PDF/C1271.pdf">ASTM C1271-99(2012), Standard Test Method for X-ray Spectrometric Analysis of Lime and Limestone</a>. (2012), ASTM International. West Conshohocken, PA. C1271-C1299 (2012).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standards/C25.htm">ASTM C25-11e2, Standard Test Methods for Chemical Analysis of Limestone, Quicklime, and Hydrated Lime</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. C25-C11 (2011).</li>
<li>Alonso, M., Rodríguez, N., Grasa, G., Abanades, J. C. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250908005903">Modelling of a fluidized bed carbonator reactor to capture CO2 from a combustion flue gas.</a> Chem Eng Sci. 64 (5), 883-891 (2009).</li>
<li>Manovic, V., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ef800011z">Parametric study on the CO2 capture capacity of CaO-based sorbents in looping cycles.</a> Energy Fuels. 22 (3), 1851-1857 (2008).</li>
<li>Duhoux, B., Mehrani, P., Lu, D. Y., Symonds, R. T., Anthony, E. J., Macchi, A. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ente.201600024/abstract">Combined Calcium Looping and Chemical Looping Combustion for Post-Combustion Carbon Dioxide Capture: Process Simulation and Sensitivity Analysis.</a> Energy Technol. 4 (10), 1158-1170 (2016).</li>
<li>Erans, M., Manovic, V., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261916310157">Calcium looping sorbents for CO2 capture.</a> Appl Energy. 180, 722-742 (2016).</li>
<li>Basu, P. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cjce.5450600610/abstract">A study of agglomeration of coal-ash in fluidized beds.</a> The Canadian Journal of Chemical Engineering. 60 (6), 791-795 (1982).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

הפעולה של calciner עם מעין שקע בחופו של 100% חמצן vol הוא בר השגה, מבוסס על ניצול הטבע תגובה אנדותרמית של התגובה calcination, כמו גם העובדה כי המוצקים הפיצו בין שני כורים בטמפרטורות שונות. מצב הפעולה הזה שואף להפוך את תהליך קאל מבטיח יותר מבחינה כלכלית על ידי הפחתת הון ואת עלויות התפעול. כמו מיחזור הארובה גז (בעיקר CO2, אדי מים ו- unreacted O2) מצומצמת או אפילו לסלק, החום נצרך כדי מחממים זרם זה הוא נמוך. לכן, יש צורך פחות חמצן, ASU קטן יותר יהיה צורך. כמו זרימת הגז יהיה נמוך יותר בתצורה זו, לגודל ca...

CO2 פליטות של ההתחממות הגלובלית וכתוצאה מכך הם קריטיים נושאים סביבתיים שמשך כמות גדולה של מחקר בשנים האחרונות. כבר הודה כטכנולוגיה פוטנציאל להפחתת פליטת CO2 ל-1,האווירה2בפרשות ואחסון (מיליגרם). החלק המאתגר ביותר של הרשת CCS הוא התפיסה של CO2, שהוא גם יקר ביותר בשלב3. כתוצאה מכך, היה דגש על פיתוח טכנולוגיות חדשות עבור לכידת CO2 תחנות כוח ומתקני תעשייה אחרים.
קאל כטכנולוגיה בעירה שלאחר CO2 לכידת, הועלתה לראשונה על ידי שימיזו. et al. 4 CO2 הוא נלכד על ידי מבוסס-סאו sorbent-600-700 מעלות צלזיוס ב כור שנקרא carbonator ולאחר שפורסמו על ידי calcination הבאים ב 850-950 ° C (ב calciner) על פי הציוד (1), כדי לייצר זרם2 CO טוהר גבוהה מתאים במקרים בהם נדרשת פחמיות5,6. מחזור קאל מנצל מיטות fluidized, אשר מייצגים של תצורה מיטבית עבור תהליך זה, כיוון שהם מאפשרים כמויות גדולות של מוצקים כדי להיות שהופץ בקלות מן הכור אחד השני4,5,6 , 7 , 8.
סאו (s) + CO2 (g) ⇔ קאקו3 (s) ΔH25 ° C =-178.2 kJ/mol (1)
המושג הזה הוכח טייס סולם על ידי קבוצות שונות, עם תצורות שונות, סולמות, כגון הטייס MWth 0.2 ב שטוטגרט, הטייס MWth 1 בדרמשטדט, הטייס MWth 1.7 ב La Pereda ויחידת 1.9 מגוואטth טייוואן9,10,11,12,13,14,15,16. למרות תהליך זה מוכח, יש עדיין אפשרויות להגדלת ליעילות תרמית שלו, כגון על-ידי שינוי בתנאי עבודה סטנדרטיים של שינויים בעיצוב של תצורת הכור.
השימוש של חום צינורות בין combustor לבין calciner נחקרה במקום דלק אוקסי-להישרף calciner. התוצאות עבור ההופעה לכידה של2 CO דומות לאלו של קאל טייס-צמח קונבנציונאלי, אולם, תהליך זה יש יעילות צמח גבוה, הימנעות2 CO התחתון עולה17. מרטינס. et al. 18 חקר האפשרויות שילוב חום כדי מחממים החומר המוצק הזנת את calciner וכדי להפחית את החום הצורך ב- calciner. התוצאות הראו ירידה של 9% בצריכת הפחם בהשוואה לזה של המקרה הרגיל. אפשרויות אחרות למד לשילוב חום גם לשקול אפשרויות שילוב פנימיים וחיצוניים19.
אחת הבעיות העיקריות של מחזור קאל מנקודת מבט כלכלית היא לספק את האנרגיה הדרושה ב calciner באמצעות בעירה דלק20. הגדלת ריכוז חמצן כניסת של calciner מוצע על מנת להקטין או אפילו למנוע את הצורך של CO2 המיחזור כדי calciner. חלופה זו מפחיתה את עלויות ההון (גודל מופחתת של יחידות ההפרדה calciner ואוויר (אריזונה)), אשר יכול לשפר באופן משמעותי את התחרותיות של תהליך זה. השינוי הקיצוני בתנאי בעירה בר השגה על ידי ניצול התגובה calcination תגובה אנדותרמית והזרימה גדול סאו/קאקו3 מחזורי מ carbonator הפועלות בטמפרטורות נמוכות (גם יתרון זמין עם אוקסי-בעירה טכנולוגיה).
עבודה זו שואפת לפתח להפעלת מפעל פיילוט קאל עם carbonator במחזור Fluidized מיטה (CFB) ו- calciner מבעבעים Fluidized מיטה (BFB) עם 100% O2 ריכוז כניסת של calciner סטנדרטי. ניסיוני מספר קמפיינים שנוהלו במהלך הוראת רכישה של הצמח פיילוט כדי להבטיח פעולה תקינה כמו החמצן בריכוז מוגבר. בנוסף, שלושה גיר חלקיקים בגודל הפצות (100-200 מיקרומטר; 200-300 מיקרומטר 300-400 מיקרומטר) נחקרו לחקור איך פרמטר זה משפיע על elutriation של חלקיקים וללכוד יעילות במצב הפעלה זה.

<table><tbody><tr><td>אבן גיר Longcal</td><td>Loncliffe</td><td>Longcal SP52</td><td>n/a</td></tr><tr><td>שייקר מכני</td><td>SWECO</td><td>LS24S544+C</td><td>מסננת מכנית להפרדת חלקיקים</td></tr><tr><td>חמצן</td><td>BOC</td><td>n/a</td><td>צילינדרים BOC</td></tr><tr><td>חנקן</td><td></td><td>BOC n/a</td><td>מיכל BOC</td></tr><tr><td>פחמן דו חמצני</td><td>BOC</td><td>n/a</td><td>מיכל BOC</td></tr> גז <tr><td>טבעי</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>נלקח מהקו</td></tr></tbody></table>

הפעולה של 25 kwth סידן לולאה טייס-צמח עם ריכוז חמצן גבוהה ב- calciner

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

סידן לולאה (CaL) היא בעירה שלאחר CO2 לכידה טכנולוגיה המתאימה retrofitting קיימות תחנות כוח. תהליך קאל משתמש גיר זול וזמין CO2 sorbent. בעוד הטכנולוגיה נחקרה באופן נרחב, יש כמה אפשרויות זמינות שניתן ליישמם כדי להפוך אותו יותר כלכלית. אחד מהם הוא להגדיל את ריכוז החמצן ב calciner כדי להפחית או למנוע את כמות הגז ממוחזרים (CO2, H2O ו זיהומים); לכן, הפחתה או הסרת האנרגיה הנדרשת לחמם את זרם הגז ממוחזר. יתר על כן, יש עלייה וכתוצאה מכך האנרגיה המושקעת בגלל השינוי בעוצמת בעירה; אנרגיה זו משמשת כדי לאפשר את התגובה calcination תגובה אנדותרמית להתרחש בהיעדר קיטור ממוחזר. מאמר זה מציג את המבצע ואת התוצאות הראשון של מפעל פיילוט קאל עם 100% חמצן בעירה של גז טבעי ב- calciner. הגז נכנס carbonator היה גז הארובה מדומה תחנת כוח פחמית או מלט. מספר גיר חלקיקים בגודל הפצות נבחנים גם על מנת לחקור את ההשפעה של פרמטר זה על הביצועים של מצב הפעולה הזה. התצורה של מערכת הכור, ההליכים ההפעלה, והתוצאות מתוארים בפירוט במאמר זה. הכור הראה יציבות hydrodynamic טוב יציב לכידת2 CO, בעזרת לכידת יעילות של עד 70% עם תערובת גז המדמה את הגז הארובה של תחנת כוח פחמית.

הסידור ניסיוני מוצג באיור3. הצמח כוללת שתי מחוברים fluidized-מיטות. כלומר, carbonator זה CFB עם 4.3 מ' גובה, קוטר פנימי 0.1 m (ID); אמנם calciner של BFB עם 1.2 מ' גובה ומזהה 0.165 m התעבורה מוצק של כור אחד למשנהו נשלטת על ידי שני לולאה-חותמות fluidized עם חנקן. שני כורים ניזונים תערובת של גזים דרך קו אחרים-מכשור לכוורות, שניהם חשמלית מחוממות; יתר על כן, calciner מוזן עם גז טבעי על מנת לייצר על ידי הבעירה את החום הדרוש עבור calcination תגובה אנדותרמית, כדי לחמ...

כתב יד זה מתאר שגרה עבור הפעלה של סידן לולאה טייס-מפעל לייצור בעירה שלאחר פחמן לכידת עם ריכוז חמצן גבוהה ב- calciner על מנת לצמצם או למנוע את מיחזור גז הארובה.

הפעולה של 25 KWth סידן לולאה טייס-צמח עם ריכוז חמצן גבוהה ב- Calciner

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לקבוע מצב תפעולי המפחית או אף מבטל את הסחרור של גז הפליטה אל תוך המקלצין במפעל ניסיוני של לולאת סידן (calcium looping). שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום לולאות הסידן, כגון כיצד להגביר את האנרגיה הדרושה במקלצין. היתרון המרכזי של מצב תפעולי זה הוא שהוא מפחית את גודל המקלצין וכן את כמות הדלק והחמצן המשמשים בתהליך.כדי להתחיל בהליך זה, השתמש במנף מכני כדי לנפות כ-50 קילוגרם של אבן גיר לפי התפלגות גודל החלקיקים הרצויה. הנח את החומרים המנופים בכדים לצד הקולצנר (calciner) לצורך הזנה במהלך ההליך. לאחר מכן, התחל זרימה נמוכה של גז חנקן בקרבונטור (carbonator), בקולצנר ובאטמי הלולאה ברוטמטרים.הפעילו ידנית את שנאי הפחמון. הגדירו את הטמפרטורות של כל מחממי המערכת החשמליים של הפחמון ל-600 degrees Celsius. התחילו באיסוף נתונים של טמפרטורה, לחץ והרכב גז בשני הכורים.לאחר מכן, הפעילו את המקלצינציה (calciner) ואת מחממי הגז המקדימים. הגדירו את המחמם שסביב המקלצינציה ל-600 °C, תוך מדידה בתוך המצע המבעבע והמוזלל באמצעות תרמוקפל. פתחו את השסתום העליון של המקלצינציה.הוסיפו שלושה ליטרים של אבן גיר נפה לתוך צינור הירידה ולאחר מכן סגרו את השסתום העליון. לאחר מכן, פתחו את השסתום התחתון כדי שהחומר יזרום אל תוך הריאקטור. חממו את החומר כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב.כדי להתחיל, הגבירו את זרימת החמצן כדי להעלות את הריכוז בcalciner מאפס ל-40%volume. ודאו שהריכוז יציב לפני תחילת הבעירה. לאחר מכן, השתמשו ברוטמטר כדי להתחיל ידנית את הזרימה הסטוכיומטרית של הגז הטבעי.כווננו את הרוטמטר של זרימת הגז הטבעי כדי להעלות את ריכוז החמצן במחשב (calciner) במדרגות של 20%, עד להגעה לריכוז חמצן של 100%, שבו תושג בעירה של הגז הטבעי. לאחר מכן, הוסיפו שבעה ליטרים של אבן גיר למיטה המוזללת במדרגות של 0.5 ליטרים. לאחר מכן, הגבירו את זרימת גז החנקן במפחם (carbonator) כדי להתחיל את הסירקולציה.בצעו קלצינציה לכל החומר, כפי שפורט בפרוטוקול הטקסט, לפני תחילת לכידת הפחמן הדו-חמצני. כדי להתחיל, השתמשו ברוטמטר כדי להחליף ידנית את גז הקרבונציה מחנקן ל-15% נפח של carbon dioxide. בעזרת הרוטמטרים, כווננו ידנית את זרימת הגז הטבעי והחמצן אל הקלצינטור, עד להשגת טמפרטורה יציבה שבין 930 ל-950 °C.כאשר הפעילות של החומר מתחילה לרדת, יש להוסיף עוד אבן גיר. כדי להתחיל בהליך הכיבוי, השתמש ברוטמטר כדי לסגור ידנית את זרימת הגז הטבעי. הפחת באיטיות את זרימת החמצן עד לסגירתה, ולאחר מכן העבר את הגזים בשתי התגובות לחנקן.כבו את כל המחממים והניחו למערכת להתקרר במהלך הלילה. על הראקטורים להתקרר למשך הלילה כדי להגיע לטמפרטורת החדר. במחקר זה, נעשה שימוש במתקן המורכב משתי מיטות מוזבנות מחוברות כדי לבחון את תהליך ההפעלה מ-20% oxygen ל-100% oxygen בכניסה למחשב (calciner).המתקן נבחן תחילה עם 30% oxygen כאשר חלק הפלדה (limestone) שגודלו בין 200 ל-300 micrometers זורם בין שני הכורים. יעילות הלכידה הנמוכה יותר, העומדת על 45%, נובעת בעיקר מכך שאין מספיק חום כדי לבצע קלצינציה לכל הפלדה במיטה המוזנחלת המבעבעת. דבר זה גורם לירידה ביחס שבין calcium oxide ל-calcium carbonate בהזנה של הכור הפחמני (carbonator).לאחר מכן, המתקן נבדק עם 100% חמצן וחלקיקי גיר בגודל של 100 עד 200 מיקרומטרים. מרבית חומר הגיר הצטבר במחזור של המכלצן. סביר להניח שזו הסיבה ליעילות הלכידה הנמוכה, דבר המצביע על כך שחלקיקי גיר קטנים יותר אינם תורמים לביצועי המערכת.לבסוף, המערכת נבדקה עם 100% חמצן, פראקציית גיר שגודל חלקיקיה נע בין 300 ל-400 מיקרומטרים ובקרה קפדנית על החום ועל תכולת הגיר. כפי שניתן לראות, הושגה יעילות לכידה יציבה של כ-70% למשך יותר משלוש שעות. לפיכך, ניתן לקבוע שניתן להשיג הרצה יציבה תחת תנאים אופטימליים.לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום לכידת הפחמן לבחון את מחזור הלולאת הסידית (calcium looping) עם ריכוזי חמצן גבוהים במחשב (calciner). לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובהB לגבי אופן ביצוע ניסוי המופעל עם ריכוזי חמצן גבוהים במחשב. זכרו כי עבודה עם ריכוזי חמצן גבוהים עלולה להיות מסוכנת ביותר, ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות בעת ביצוע הליך זה, כגון כיבוי הגז אם הבעירה אינה מתבצעת כראוי.

operation-25-kwth-calcium-looping-pilot-plant-with-high-oxygen

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

כור מוצק רומן Upflow אנאירובית מדינה (UASS) שימש לייצור ביוגז מחומרי גלם סיבי. נוזל עיכול מכור UASS היה המפוח hydrothermally לbiochar HTC בכור אצווה בלחץ. שילובם של שני המושגים יואנרגיה יושם במחקר זה כדי להגדיל את ייצור Bioenergy כולל.

הערכה משולבת אנאירובי העיכול והידרותרמיים פחום ליואנרגיה הפקה

מתקן צבע דו Lysimeter פחמן יוצר 250 עד 500 μl L -1 שיפוע פחמן דו חמצני ליניארי בקהילות צמח מרעה דיור תאי טמפרטורה מבוקרת על חימר, חימר בוצי, ופסלי אדמת חולית. המתקן משמש כדי לקבוע כיצד רמות פחמן דו חמצני בעבר ובעתיד להשפיע אופניים פחמן כר דשא.

CO<sub&gt; 2</sub&gt; מתקן מפל ריכוזים לבדיקה CO<sub&gt; 2</sub&gt; העשרה וקרקע השפעות על תפקוד המערכת האקולוגית גראסלאנד

טומוגרפיה מהר Synchrotron שמשה פירוק גיר תמונה דינמית בנוכחות מלח -saturated 2 CO בתנאי מאגר. 100 סריקות נלקחו ברזולוציה 6.1 מיקרומטר על פני תקופה של 2 שעות.

Dynamic נקבובית בקנה מידה Reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה Synchrotron מהיר

מוצג נוהל להמרה תרמוכימית של שאריות ביומסה שמטרתו למקסם את התפוקה של מוצרים נוזליים (פירוליזה מהירה). הוא מבוסס על טכנולוגיה מוכחת בקנה מידה תעשייתי ומתאים במיוחד לטיפול בביומסה מסוג קש.

פירוליזה מהיר של שאריות ביומסה בכור ערבוב דו-מדחפית

מוצג פרוטוקול לייצור מקביל של סידן פחמתי וחומר זאוליטי משקעים מסיגי תנור פיצוץ באמצעות פחמן מינרלי והמרה הידרותרמית אלקליין, בהתאמה. נבדקים ביצועי החומר הזאוליטי לקראת ספיחת ניקל.

דו כיווני יִצוּב מְחִיר של סיגי פיצוץ תנור: סינתזה של סידן זרז קרבונט ו התקנת זאוליט Heavy Metal סופח

אנו מציגים כאן פרוטוקול להפעלת כור מייקרו בקנה מידה מתוכנת טמפרטורה להערכת ביצועי קטליטי של קרביד מוליבדן במהלך הרחקת חמצן באמצעות חומצה אצטית.

טמפרטורה מתוכנתת הרחקת חמצן של חומצה אצטית על זרזי קרביד מוליבדן

כאן אנו מציגים פרוטוקולים להכנה של בדיקות aerogels קטליטי על ידי שילוב מתכת מינים סיליקה פלטפורמות אירוג'ל אלומינה. שיטות להכנת חומרים באמצעות מלחי נחושת, נחושת המכיל חלקיקים הינם כלולים. קטליטי פרוטוקולי בדיקה להדגים את היעילות של אלה aerogels ליישומים זרז-כיוונית.

ייצור ובדיקה של Aerogels קטליטי להכין אותה באמצעות מיצוי דודי סופר מהיר

אנו מציגים פרוטוקול לשיפור הביצועים של CO2 photor, כדי CH4 על ידי הבהרה של עוצמת אור האירוע באמצעות ריכוז טכנולוגיה סולארית אנרגיה.

CO2 פוטותורזציה ל-CH4 ביצועים תחת ריכוז אור סולארי

פרוטוקול עבור דלדול הפליטה מקודמן ביומסה באיכות נמוכה על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי טיפול בקרנון מוצג. פרוטוקול זה כולל את הפרמטרים של המיקרוגל ואת הניתוח של מוצר ביו-פחם והדפסת מים.

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

הרעלת קתודה של מזהמים באוויר ברמות מעקב נותרה דאגה גדולה ליציבות ארוכת טווח של מערכות אלקטרוכימי בטמפרטורות גבוהות. אנו מספקים שיטה מקורית להפחתת degradations הקתודה באמצעות הגטות, אשר לוכדים מזהמים מוטס בטמפרטורה גבוהה לפני הכניסה לאזור המחסנית הפעילה אלקטרוכימית.

פיתוח ותיקוף של כרום הגטרס עבור מערכות חשמל של תחמוצת הדלק מוצק

פרוטוקול מתואר לשימוש בפחמן דו-חמצני בגז טבעי של גז טבעי כדי לטפח מיקרו-אצות בבריכות פתוחות של מסלולי מרוצים. הזרקת גז Flue נשלטת באמצעות חיישן pH, וצמיחת מיקרו-אצות מנוטרת באמצעות מדידות בזמן אמת של צפיפות אופטית.

צימוד לכידת פחמן מתחנת כוח עם בריכות מסלול מרוץ פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות

חקור את הפעולה של סידן לולאה טייס-צמח בקלצינר עם ריכוז חמצן גבוהה. שיטה זו ממזערת את הזרמת הגזים החוזרת ומגבירה את יעילות האנרגיה לכידת פחמן.

הפעולה של 25 KW_th סידן לולאה טייס-צמח עם ריכוז חמצן גבוהה ב- Calciner

גלה סרטונים נוספים