Clean Coal Technologies: En oversigt | Ecorestoration

Clean Coal Technologies: En oversigt!

Kul er verdens mest rigelige og bredt distribuerede fossile brændselskilde. Kul er et yderst vigtigt brændstof i verden og vil forblive det. Ca. 23% af de primære energibehov er opfyldt af kul, og 39% af elektriciteten stammer fra kul. Ca. 70% af verdens stålproduktion afhænger af kulstofmateriale. Det Internationale Energiagentur forventer en stigning på 43% i anvendelsen fra 2000 til 2020.

Brændende kul producerer ca. 9 mia. Tons kuldioxid hvert år, som frigives til atmosfæren; omkring 70% af dette er fra elproduktion. Brændende kul som til elproduktion giver anledning til en bred vifte af affald. Andre estimater sætter kuldioxidemissioner fra elproduktion på en tredjedel af verdens samlede over 25 mia. Ton kuldioxidemissioner.

Brændende kul uden at tilføje til det globale kuldioxidniveau er en stor teknologisk udfordring. I konventionelle planter brændes kul med overskydende luft for at give fuldstændig forbrænding, hvilket resulterer i meget fortyndet carbondioxid.

Et nyt koncept for "ren kul" -teknologi fremkommer med det formål at løse denne udfordring og også forlade den kolossale ressource af kul til udnyttelse af fremtidige generationer uden at bidrage til den globale opvarmning. Rene kulteknologier er en række forskellige reaktioner på miljøet omkring det 20. århundrede.

Mange af elementerne er blevet anvendt i mange år for at kontrollere emissionerne. Koldrensning ved vask har været en normal praksis i udviklede lande i nogen tid for at reducere udslip af aske og svovldioxid, når kul brændes. Elektrostatiske præcipitatorer og tekstilfiltre fjerner 99% af flyveasken fra røggassen, og disse teknologier er i vid udstrækning.

Røggassavsvovling reducerer udledningen af ​​svovldioxid til atmosfæren med op til 97%, opgaven afhænger af svovlindholdet i kulet og omfanget af reduktionen. Det er meget udbredt i udviklede lande. Lav NO x brændere tillader kulfyrede anlæg at reducere kvælstofoxidemissioner med op til 40%. I kombination med genforbrændingsteknikker kan NO x -niveauet reduceres 70%, og selektiv katalytisk reduktion kan rydde op 90% af NO x -emissionerne.

Avancerede teknologier som Integreret Forgasning Kombineret Cyklus og Trykfluidiseret Bedforbrænding gør det muligt at opnå højere termiske effektiviteter på 45%. Forgasning omdanner kul til brændbar gas med den maksimale mængde af potentiel energi fra kul, der er i gassen.

Forgasningstrinnet er pyrolyse fra 400 ° C op, hvor kulet i fravær af ilt hurtigt giver carbon-rige kul og hydrogen-rige flygtige stoffer. I det andet trin forbrændes charet fra 700 ° C op for at give gas, hvilket efterlader aske. Med iltfoder fortyndes gassen ikke med nitrogen. De vigtigste reaktioner er C + 02 til CO og vandgasreaktionen C + H20 til CO og H2; den anden reaktion er endoterm.

Ved forgasning, herunder at bruge ilt, er O2-forsyningen meget mindre end nødvendigt for fuld forbrænding for at give CO og H2. Vandskiftreaktionen CO + H 2 O, der giver CO 2 + H 2, er en vigtig del af forgasnings processen for at opfange kuldioxid og bruge hydrogen som endeligt brændstof til gasturbinen til produktion af elektricitet.

Den største udfordring er at bringe omkostningerne til dette ned tilstrækkeligt til, at "ren kul" konkurrerer med atomkraft på basis af næsten nul-emissioner for baselastekraft. Disse teknologier bevæger sig meget hurtigt, da de har potentiale til at levere næsten nulemissioner. Injicering af flydende carbondioxid i dyb geologiske lag, såsom uudvindelige kulsyre, hvor det adsorberes til at erstatte methan, er en anden potentiel bortskaffelsesstrategi.

Forskning i geosekvestrering for kuldioxid foregår i flere dele af verden. Det vigtigste potentiale synes at være dybe saltvandsprodukter og udtømte olie- og gasfelter, hvor kuldioxid forventes at forblive som superkritisk gas i tusindvis af år, mens nogle opløses. Storskala opbevaring af kuldioxid fra elproduktion kræver et omfattende rørledningsnet i tætbefolkede områder, men det har sikkerhedsmæssige konsekvenser.

Mange kulfyrede kraftværker nærmer sig pensionering, og deres udskiftning giver meget plads til renere elektricitet. Ved siden af ​​atomkraft og udnyttelse af vedvarende energikilder er et håb herfor via "ren kul" -teknologi, som har fået højeste prioritet for forsknings- og udviklingsfinansiering.