Funzionamento di una 25 KWth calcio loop-impianto pilota con elevate concentrazioni di ossigeno nel calcinatore

Sommario

Questo manoscritto descrive una procedura per il funzionamento di un impianto pilota per la cattura post-combustione con elevate concentrazioni di ossigeno nel calcinatore al fine di ridurre o eliminare il riciclo del gas di scarico di ciclo di calcio.

Abstract

Calcium looping (CaL) è una tecnologia di cattura post-combustione CO₂ che è adatta per il retrofit di impianti esistenti. Il processo di CaL utilizza calcare come a buon mercato e facilmente reperibili CO₂ sorbente. Mentre la tecnologia è stata ampiamente studiata, ci sono poche opzioni disponibili che potrebbero essere applicate per renderlo più economicamente possibile. Uno di questi è quello di aumentare la concentrazione di ossigeno nel calcinatore per ridurre o eliminare la quantità di gas riciclato (impurità, CO₂e H₂O); di conseguenza, diminuendo o eliminando l'energia necessaria per riscaldare il flusso di gas riciclato. Inoltre, c'è un conseguente aumento dell'input di energia a causa del cambiamento dell'intensità di combustione; Questa energia viene utilizzata per attivare la reazione endotermica calcinazione si verificano in assenza di fumi riciclati. Questa carta presenta il funzionamento e i primi risultati di un impianto pilota di CaL con combustione ossigeno 100% del gas naturale nel calcinatore. Il gas entra il gasatore era un gas di combustione simulato da una centrale a carbone o industria del cemento. Diverse distribuzioni di dimensione delle particelle di calcare sono testati anche per esplorare ulteriormente l'effetto di questo parametro sulle prestazioni complessive di questa modalità di funzionamento. La configurazione del sistema reattore, le procedure operative e i risultati sono descritti in dettaglio in questa carta. Il reattore ha mostrato buona stabilità idrodinamica e stabile CO₂ acquisizione, con efficienze di acquisizione fino al 70% con una miscela di gas che simula il gas di combustione di una centrale elettrica a carbone.

Introduzione

Criticità ambientale che hanno attirato una grande quantità di ricerca negli ultimi anni le emissioni di CO₂ e il riscaldamento globale risultante. Cattura e lo stoccaggio (CCS) è stato riconosciuto come un potenziale di tecnologia di riduzione delle emissioni di CO₂ all'atmosfera^1,2. La parte più impegnativa della catena CCS è la cattura di CO₂, che è anche il più costoso di fase³. Di conseguenza, c'è stato un focus sullo sviluppo di nuove tecnologie per l'acquisizione di CO₂ da centrali elettriche e altri impianti industriali.

Protocollo

1. preparazione dei materiali

1. setaccio il calcare (~ 50 kg di materiale grezzo) a granulometria desiderata (300-400 µm o un'altra distribuzione a seconda dell'esperimento) utilizzando un agitatore meccanico. Mettere il materiale setacciato in vasi accanto calcinatore per l'alimentazione durante il test.
2. Preparare il materiale in lotti per essere introdotti nel reattore. I lotti sono generalmente L 0,5 o 1 L (1 L di calcare è di circa 1,5 kg), ma questo può variare a seconda dei parametri di funzionamento.

2. Procedura di avviamento

Attenzione: temperature estremamente elevate si otteng....

Risultati

Il set-up sperimentale è illustrato nella Figura 3. L'impianto è composto da due letto fluidificato interconnessi. Vale a dire, il gasatore è un CFB con 4,3 m di altezza e diametro interno di 0.1 m (ID); mentre calcinatore è un BFB con un'altezza di 1,2 m e m 0,165 ID. Il trasporto solido da un reattore a altro è controllato da due loop-guarnizioni fluidificate con azoto. Entrambi i reattori sono alimentati una miscela di gas attraverso una linea di preriscal.......

Discussione

Il funzionamento del calcinatore con un'insenatura di ossigeno 100% vol è realizzabile, basato sullo sfruttamento della natura endotermica della reazione di calcinazione, come pure il fatto che i solidi circolano tra i due reattori a diverse temperature. Questa modalità di funzionamento mira a rendere il processo di CaL più economicamente promettente riducendo il capitale e i costi operativi. Come il riciclo dei fumi gas (principalmente CO₂, vapore acqueo e non reagiti O₂) è ridotti o addirittura el.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Calcare Longcal	Loncliffe	Longcal SP52	n/a
Agitatore meccanico	SWECO	LS24S544+C	Separatore meccanico di particelle
Ossigeno	BOC	n/a	Bombole BOC
Azoto	BOC	n/a	serbatoio BOC
Anidride carbonica	BOC	n/a	serbatoio BOC
Gas naturale	n/a	n/a	Preso dalla linea