Este manuscrito descreve um procedimento para operar um planta-piloto para a captura de carbono pós-combustão com concentrações de oxigênio alta no calcinador a fim de reduzir ou eliminar a reciclagem do gás de conduto de loop de cálcio.
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Artigo de método
Operação de um 25 KWth cálcio loop planta-piloto com concentrações de oxigênio alta no calcinador
Neste artigo
Resumo
Resumo
Cálcio (CaL) de loop é uma tecnologia de captura de2 CO de pós-combustão é adequada para modernização de usinas existentes. O processo de CaL usa calcário como um barato e facilmente disponível CO2 adsorvente. Enquanto a tecnologia tem sido amplamente estudada, existem algumas opções disponíveis que poderiam ser aplicadas para torná-lo mais economicamente viável. Uma delas é aumentar a concentração de oxigênio no calcinador para reduzir ou eliminar a quantidade de gás reciclado (CO2, H2O e impurezas); Portanto, diminuir ou retirar a energia necessária para aquecer o fluxo de gás reciclado. Além disso, há um aumento resultante na entrada de energia, devido à mudança na intensidade da combustão; Esta energia é usada para permitir que a reação endotérmica calcinação ocorra na ausência dos gases de combustão reciclado. Este trabalho apresenta a operação e os primeiros resultados de uma planta piloto de CaL com combustão de oxigênio 100% do gás natural no calcinador. O gás entra o carbonator foi um gás de conduto simulado de uma usina termelétrica a carvão ou a indústria do cimento. Várias distribuições de tamanho de partículas de calcário são também testadas para explorar ainda mais o efeito desse parâmetro sobre o desempenho geral deste modo de funcionamento. A configuração do sistema do reator, os procedimentos operacionais e os resultados são descritos em detalhes neste documento. O reator mostrou boa estabilidade hidrodinâmica e captura de2 CO estável, com eficiência de captura de até 70% com uma mistura de gás simulando o gás de conduto de uma usina de carvão.
Introdução
Emissões de CO2 e o resultante aquecimento global são problemas ambientais críticos que têm atraído uma grande quantidade de pesquisa nos últimos anos. Captura e armazenamento (CCS) tem sido reconhecida como uma tecnologia potencial para reduzir as emissões de CO2 para a atmosfera1,2. A parte mais desafiadora da cadeia de CCS é a captura de CO2, que também é o mais caro de fase3. Em consequência, houve um foco no desenvolvimento de novas tecnologias para captura de CO2 de usinas e outras instalações industriais.
CaL....
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Protocolo
1. preparação de material
- peneira o calcário (~ 50 kg de matéria-prima) para a distribuição de tamanho de partícula desejado (300-400 µm ou outra distribuição dependendo da experiência) utilizando um agitador mecânico. Colocar o material peneirado em uns potenciômetros ao lado do calcinador para alimentação durante o teste
- Preparar o material em lotes a ser introduzido no reator. Os lotes são geralmente 0,5 L ou L 1 (1L de calcário é aproximadamente 1,5 kg), mas isso pode variar dependendo dos parâmetros de funcionamento.
2. Processo de arranque
atenção: extremamente altas temperaturas....
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Resultados
A montagem experimental é mostrada na Figura 3. A planta é composta por duas interligadas de leito fluidizado-camas. Ou seja, o carbonator é um CFB com 4,3 m de altura e 0,1 m de diâmetro interno (ID); enquanto o calcinador é uma BFB com altura de 1,2 m e m 0,165 ID. O transporte sólido de um reator para outro é controlado por dois selos loop de leito fluidizados com nitrogênio. Ambos os reatores são alimentados com uma mistura de gás através de uma linha de .......
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Discussão
A operação do calcinador com uma entrada de oxigênio a 100% vol é alcançável, com base em explorar a natureza endotérmica da reação de calcinação, bem como o fato de que os sólidos que circulam entre os dois reatores em temperaturas diferentes. Neste modo de funcionamento tem como objectivo tornar o processo de CaL mais economicamente promissora reduzindo o capital e os custos operacionais. Como a reciclagem de combustão gás (principalmente CO2, vapor de água e não tenha reagido O2) é reduzida ou me.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
A pesquisa que conduz a estes resultados recebeu financiamento do fundo de investigação da Comunidade Europeia do carvão e aço (RFCS) sob concessão acordo n ° RFCR-CT-2014-00007. Este trabalho foi financiado pelo UK captação e centro de pesquisa de armazenamento (UKCCSRC) como parte do Call 2 projetos. UKCCSRC é suportado pela engenharia e Conselho de pesquisa de ciências físicas (EPSRC) como parte do programa de energia do Conselho de pesquisa britânico, com financiamento adicional do departamento de negócios, energia e estratégia Industrial (ainda - anteriormente DECC). Os autores também gostaria de agradecer o Sr. Martin Roskilly pela sua enorme ajuda ao longo dest....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Calcário Longcal | Loncliffe | Longcal SP52 | n/a |
| Agitador Mecânico | SWECO | LS24S544+C | Peneira mecânica para separar partículas |
| Oxigênio | BOC | n/a | Cilindros BOC |
| Nitrogênio | BOC | n/a | Tanque |
| BOC Dióxido de carbono | BOC | n/a | Tanque BOC |
| Gás natural | n/a | n/a | Retirado da linha |
Referências
- Bernstein, L., Lee, A., Crookshank, S. Carbon dioxide capture and storage: a status report. Climate Policy. 6 (2), 241-246 (2011).
- Boot-Handford, M. E., et al. Carbon capture and storage update. Energy Environmental Science. 7 (1), 130-189 (2014).
- Herzog, H. J. Scaling up carbon dioxide capture and storage: from megatons to giga....
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Reimpressões e permissões
