211service.com
Rūsas izmantošana CO2 uztveršanai no ogļu rūpnīcām
Pētnieki Ohaio štata universitātē izstrādā jaunu procesu elektroenerģijas ražošanai no oglēm, kas arī sola lētāku oglekļa dioksīda emisiju uztveršanu. Darbs tiek veikts, izmantojot 5 miljonu ASV dolāru dotāciju no ASV Enerģētikas departamenta jaunās Enerģētikas progresīvo pētījumu projektu aģentūras. Tehnoloģija ir pārbaudīta laboratorijās; pētnieki izmantos jaunos līdzekļus, lai to demonstrētu 250 kilovatu, izmēģinājuma mēroga spēkstacijā.
Oglekļa slazds: Šī laboratorijas ierīce iegūst enerģiju no fosilā kurināmā un rada viegli uztveramu oglekļa dioksīda plūsmu. Lielāka versija tiks izmēģināta jaunā 250 kilovatu spēkstacijā.
Ogļu iekārta, kuras pamatā ir process, ko sauc par ķīmisko cilpu, radītu ļoti koncentrētu oglekļa dioksīda plūsmu. Šādu plūsmu būtu vieglāk uztvert un uzglabāt pazemē nekā standarta metodi atšķaidīta oglekļa dioksīda uztveršanai parasto ogļu spēkstaciju izplūdes gāzēs. Jaunā metode varētu padarīt ogļu rūpnīcām lētāku atbilstību spēkā esošajiem noteikumiem par CO2 emisijām.
Ķīmiskā cilpa varētu būt liels uzlabojums salīdzinājumā ar sistēmām oglekļa dioksīda uztveršanai no tradicionālajām spēkstacijām. Tipiskās sistēmas samazina ogļu staciju jaudu pat par 30 procentiem un, ņemot vērā samazinātu jaudu un papildu aprīkojuma izmaksas, palielina elektroenerģijas izmaksas par 85 procentiem. Ar ķīmisko cilpu, teiksim Fanksings Li , Ohaio štata pētnieks, jūs neredzat šo enerģijas sodu, un, cerams, mēs varēsim pierādīt, ka tas ir lētāk.
Lielākā daļa ar oglēm kurināmo spēkstaciju sadedzina pulverveida ogles gaisā, un, tā kā gaiss pārsvarā ir slāpeklis, tāpat arī izplūdes gāzu emisijas — tikai aptuveni 14 procenti ir oglekļa dioksīds. Li saka, ka jums ir jātērē daudz enerģijas, lai atdalītu slāpekli no oglekļa dioksīda. Izmantojot ķīmisko cilpu, ogles netiek tieši pakļautas gaisam. Tā vietā cilpa ietver virkni ķīmisku reakciju, kurās ciets materiāls, kas darbojas kā starpprodukts, vispirms uztver skābekli no gaisa un pēc tam pārnes to uz degvielu – bez slāpekļa vai citām gāzēm gaisā. Reakcijās rodas siltums, ko var izmantot elektrības ražošanai, kā arī koncentrēta CO2 plūsma, ko var viegli uztvert.
Ķīmiskās cilpas versijā, ko pētnieki izmantos izmēģinājuma rūpnīcā, ogles vispirms tiek gazificētas, kas ir izplatīts process, kas ietver ogļu pārvēršanu sintētiskā gāzē — oglekļa monoksīda un ūdeņraža gāzes kombinācijā. Sintētiskā gāze ir pakļauta dzelzs oksīda daļiņām, tas ir, rūsai, kas darbojas kā skābekļa nesējs. Reaģējot ar sintētisko gāzi, dzelzs oksīds atbrīvo skābekli, veidojot metālisku dzelzi. Skābeklis oksidē oglekļa monoksīdu, veidojot oglekļa dioksīdu, un ūdeņradi, veidojot tvaiku. Šajā posmā tvaiks un oglekļa dioksīds atstāj sistēmu. Tvaiku var viegli noņemt, to kondensējot, atstājot ļoti koncentrētu oglekļa dioksīdu, ko var uztvert un uzglabāt.
Nākamajā ķīmiskās cilpas posmā gludeklis tiek pārvietots uz citu kameru. Tas tiek pakļauts gaisa skābekļa iedarbībai, ķīmiskā reakcijā veidojot dzelzs oksīdu, kas rada siltumu, ko izmanto elektrības ražošanai. (Alternatīvi, dzelzi var pakļaut tvaika iedarbībai, lai ražotu ūdeņradi kurināmā elementiem vai pārstrādes rūpnīcā pārvērstu par šķidro degvielu.) Pēc tam dzelzs oksīds atgriežas pirmajā kamerā, lai reaģētu ar vairāk sintēzes gāzes, aizverot cilpu.
Šādas sistēmas ieviešanai pilna mēroga spēkstacijā ir divi galvenie izaicinājumi, saka Deivids Timsens, progresīvās ogļu ražošanas vecākais projektu vadītājs. Elektroenerģijas pētniecības institūts . Pirmais izaicinājums ir izstrādāt mehānismus dzelzs un dzelzs oksīda pārvietošanai rūpnīcā. Otrais ir nodrošināt, lai materiāli nebūtu pārāk dārgi. Timsens saka, ka Ohaio štata pētnieku izvēlētā pieeja var nebūt labākā ķīmiskās cilpas versija. Pirmkārt, metālu oksīdi var būt dārgi. Un ogļu gazifikācija pirms reaģēšanas ar oksīdiem radītu enerģijas zaudējumu, jo īpaši tāpēc, ka tas ietver skābekļa atdalīšanas procesu no gaisa.
Cits Alstom Power izstrādā ķīmiskās cilpas pieeju cita DOE projekta ietvaros, kura vērtība ir USD 5 miljoni. Šajā sistēmā Thimsen saka, ka skābekli nesošais materiāls ir iegūts no kaļķakmens, kas ir lēts. Šī sistēma ir bijusi veiksmīga nelielā izmēģinājuma rūpnīcā, un tā tiks pārbaudīta lielākā 3000 kilovatu prototipa rūpnīcā. Ohaio štata pētnieki arī ir sākumposmā izstrādāt pieeju, kas neietver atsevišķu gazifikācijas posmu. Li saka, ka šī pieeja varētu būt par 10 līdz 20 procentiem efektīvāka nekā izmēģinājuma rūpnīcas versija.