Pomiń polecenia Wstążki
Przeskocz do głównej zawartości
Ta witryna używa plików cookie. Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie plików cookie, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Możesz je w każdej chwili zmienić. Szczegóły znajdziesz w polityce plików cookie.
 

Koncepcja technologiczna instalacji pilotowej

CCS Elektrownia Łaziska


Z uwagi na parametry spalin z bloków węglowych (ciśnienie atmosferyczne, stężenie CO2 do 15%, zawartość zanieczyszczeń w postaci SOx, NOx, pyły). W instalacji pilotowej zastosowano najbardziej zaawansowany technologicznie proces wychwytu CO2 – chemiczną absorbcję dwutlenku węgla w wodnych roztworach amin.

Według obowiązujących norm, stężenie tlenków siarki w spalinach dla dużych bloków energetycznych, nie powinno przekraczać 200 mg/m3n. Taki stopień odsiarczenia nie jest jednak wystarczający by zapewnić poprawność działania zastosowanej technologii.

Przyjęto zatem, że w celu uniknięcia znacznych kosztów operacyjnych związanych z degradacją amin pod wpływem związków siarki, konieczne jest obniżenie stężenia SO2 w spalinach kierowanych do instalacji pilotowej do wartości 20 mg/m3n.

W związku z powyższym wymogiem, instalację pilotową wyposażono w moduł głębokiego odsiarczania spalin, w którym prowadzi się absorpcję SO2 w wodnym roztworze węglanu i wodorowęglanu sodu z wytworzeniem kwaśnego siarczanu (IV) sodu. Rozwiązanie takie umożliwia przygotowanie strumienia spalin do właściwego procesu, a także przebadanie wpływu zawartości tlenków siarki w spalinach na proces degradacji amin.

 

Jak to się robi?

Podstawowym układem technologicznym instalacji pilotowej jest moduł usuwania CO2 ze spalin, który składa się z kilku węzłów procesowych. Najważniejszym z nich jest węzeł absorpcji, którego głównym elementem jest kolumna absorpcyjna (absorber), do której doprowadzane są spaliny. Gaz z sekcji głębokiego odsiarczania, o natężeniu

ok. 200 m3n/h wprowadzany jest do kolumny gdzie kontaktuje się ze spływającym po wypełnieniu roztworem wodnym aminy. Wychwyt przeważającej ilości CO2 ze strumienia gazu następuje w wyniku absorpcji z towarzyszącymi reakcjami chemicznymi. Nasycony dwutlenkiem węgla roztwór absorpcyjny poprzez węzeł odzysku ciepła kierowany jest do kolumny desorpcyjnej (desorbera).

 
CCS Intalacja aminowa
 
 

Odzysk ciepła ma kluczowy wpływ na wskaźniki energetyczne charakteryzujące cały proces, zmniejszając zapotrzebowanie na energię w wyparce desorbera, ponieważ zasilający go roztwór nasycony jest wstępnie podgrzany w krzyżowym wymienniku ciepła.

Wychwycony w węźle absorpcji CO2 jest wydzielany w kolumnie desorpcyjnej, w której następuje proces regeneracji roztworu. Ciepło doprowadzone do desorbera powoduje rozerwanie wiązań wcześniej wytworzonego związku amina-CO2, oraz desorpcję gazowego dwutlenku węgla z roztworu. Unoszące się w kolumnie desorpcyjnej gorące opary dostarczają ciepło bezpośrednio do spływającego w przeciwprądzie roztworu częściowo kondensując. Odbierana ze szczytu mieszanina pary wodnej i CO2 jest chłodzona a wydzielony kondensat zawracany jest do układu.

W instalacji pilotowej zastosowano układ z rozdzielonymi strumieniami roztworu, cyrkulującymi pomiędzy węzłami absorpcji i regeneracji. Celem tego rozwiązania jest optymalizacja pracy układu w kierunku minimalizacji zapotrzebowanie energetycznego procesu.

 

Schemat podłączenia instalacji pilotowej do ciągu technologicznego elektrowni

 

CCS Intalacja aminowa
 
 

Zastosowane w procesie aminy są to organiczne związki będące pochodnymi amoniaku. Ze względu na swój zasadowy charakter mają zdolność do pochłaniania składników kwaśnych z gazów, np. CO2. Reakcja chemiczna amin z dwutlenkiem węgla jest reakcją odwracalną i właściwość ta znalazła zastosowanie w procesach oczyszczania gazów z CO2.

Podstawowym związkiem stosowanym w instalacji jest monoetanoloamina, tzw. MEA. W projekcie testowane będą również roztwory innych amin i substancji aktywujących procesy absorpcji, wytypowane w trakcie badań laboratoryjnych prowadzonych od początku trwania zadania badawczego w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla.

 

Charakterystyka techniczna instalacji

  • Strumień doprowadzanego gazu – 200 m3n/h
  • Zawartość CO2 w spalinach – ok. 13,5%
  • Przepływ roztworu absorpcyjnego w obiegu – 1600 dm3/h
  • Sprawność usuwania CO2 – około 90%
  • Nominalna temperatura pracy regeneratora – 130°C
  • Zapotrzebowanie na energię elektryczną – 75 kW
  • Zapotrzebowanie na wodę chłodzącą – 5,5 m3/h
  • Średnica kolumn – 300 mm Wysokość absorbera – 14 m
  • Wysokość desorbera – 15 m
  • Liczba aparatów – 40
  • Liczba punktów pomiarowych – 180