| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva

Naslov:Simulacija procesa in gospodarnosti izločanja ogljikovega dioksida iz dimnih plinov termoelektrarn
Avtorji:Kekec, Primož (Avtor)
Samec, Niko (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Datoteke:.pdf UNI_Kekec_Primoz_2012.pdf (1,42 MB)
 
Jezik:Slovenski jezik
Vrsta gradiva:Diplomsko delo (m5)
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:V diplomskem delu je bil obravnavan proces za izločanje ogljikovega dioksida (CO2) iz dimnih plinov termoelektrarn, angleško imenovan »Calcium Looping« [7,21]. Ta proces je ena od možnih rešitev v sklopu tehnologij za tako imenovani CCS. Kar je angleška kratica za »Carbon Capture and Storage« in v prevodu pomeni zajem in shramba ogljika. Pri teh tehnologijah je CO2 izločen iz dimnih plinov, očiščen, utekočinjen, transportiran in shranjen na geološko primerni lokaciji. Cilj teh tehnologij je zmanjšanje CO2 izpustov, ki nastanejo pri zgorevanju fosilnih goriv. Koncentracija tega toplogrednega plina že sedaj v atmosferi previsoka in bo zaradi potrebe svetovnega prebivalstva po energiji, ta koncentracija le še naraščala. CCS predstavlja eno od možnih rešitev, zraven obnovljivih virov energije v izogib večjim klimatskim spremembam. Ob procesu »Calcium Looping« so tukaj še: izgorevanje v atmosferi »Oxy-fuel« [14], kemijsko ločevanje CO2 s pomočjo aminov [3], izgorevanje »Chemical Looping« [18] itd. »Calcium Looping« je krožni proces v katerega sta vezana reaktorja s tehnologijo zvrtinčenih plasti (angl. Fluidized bed). V prvem reaktorju, kateri se imenuje »Carbonator«, se CO2 veže s Kalcijevim oksidom (CaO) v apnenec (CaCO3), pri temperaturi med 600-700 °C. To je prikazano v reakciji št.1, ki je eksotermna. Kar pomeni da nastane toplota, ki se lahko uporabi za pridobivanje pare. CaO+〖CO〗_2→〖CaCO〗_3-∆H (Reakcija št. 1) 〖CaCO〗_3→CaO+〖CO〗_2+∆H (Reakcija št. 2) ∆H=168,5 [kJ/〖mol〗_CaO ] Mešanica plina in trdih delcev, ki ga turbulentna zvrtinčena plast odnaša iz reaktorja se loči v ciklonu. Plin se najprej ohladi, očisti prašnih delcev in je nato izpuščen v atmosfero. Trdna snov, ki je sestavljena iz apnenca in CaO se deloma ponovno vrne v »Carbonator« in deloma prenesena v drugi reaktor imenovan »Regenerator«, kjer se pri temperaturi med 850-900°C ponovno loči na CaO in CO2. Ta proces, ki je endotermni in porabi toploto iz okolice, je opisan v reakciji št. 2. Da zagotovimo dovolj visoko temperaturo in toploto za reakcijo moramo v tem reaktorju izvajat »Oxy-fuel« zgorevanje, kar pomeni da poteka v atmosferi iz kisika. Nastali plin, ki je v veliki meri sestavljen iz CO2 in vodne pare, ter CaO je vodeno do ciklona, kjer se ločita plin in trdna snov. Plin se nato ohladi, filtrira malih delcev, vodna para pa kondenzirana. CO2 se nato utekočini in je tako primeren za nadaljnji transport. Trdna snov sestavljena iz CaO se delno povrne v »Regenerator« in delno vodi v »Carbonator« tako, da se s tem zaključi krožni proces. Toplota, ki se odvaja pri ohlajanju izhodnih plinov iz obeh reaktorjev je prav tako primerna za pridobivanje pare. Za kontinuirano vodenje Calcium Looping procesa so bistvenega pomena tri veličine: Space Time (τ) Je veličina, ki opisuje maso CaO-a v reaktorju (nCaO) izraženo v molih, deljeno s plinskim tokom CO2 (FCO2) v vhodnem dimu izraženo z moli na uro. τ=n_CaO/F_(〖CO〗_2 ) ∙60 [min] To je teoretično potreben čas, da se CaO veže s CO2-jem v apnenec. Tem večji je »Space Time«, tem večji bo delež vezanega CO2-ja [9]. Iz teorije je razvidno, da mora ta čas biti vsaj 20 min, da se izloči željenih 90 % CO2-ja [27]. Looping Ratio (LR) Je razmerje toka CaO med »Regenerator«-jem in »Carbonator«-jem (FCaO), merjeno v molih na uro, deljeno s plinskim tokom CO2 (FCO2) v vhodnem dimu, izraženo prav tako v molih na uro. Looping ratio=F_CaO/F_(〖CO〗_2 ) Iz teorije je razvidno, da priporočljivo razmerje med 5-20, pri čemer večje razmerje pomeni večji odstotek vezanega CO2-ja kar pa je hkrati povezano z večjimi stroški [27]. Make-up Ratio Sposobnost vezanje in izločanja CaO s CO2 je sicer v teoriji krožni proces, a se v praksi ta zmanjšuje [8]. Zaradi tega se dodaja svež apnenec (Make up) in v enaki meri odvzema izrabljen. Ta »Make-up« se nastavi kot razmerje med tokom dodanega apnenca (FCaCO3) in plinskim tokom CO2-ja (F
Ključne besede:»Calcium Looping«, stroški proizvodnje električne energije, stroški izločanja CO2 iz dimnih plinov, apnenec, zajem in shramba ogljika
Leto izida:2012
Založnik:[P. Kekec]
Izvor:Maribor
UDK:628.5:621.311.2(043.2)
COBISS_ID:16761110 Povezava se odpre v novem oknu
NUK URN:URN:SI:UM:DK:OZUORN2O
Število ogledov:1427
Število prenosov:75
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FS
:
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:PROCESS SIMULATION AND ECOOMIC ANALYSIS OF THE CALCIUM-LOOPING PROCESS FOR CO2 CAPTURE FROM POWER PLANT FLUE GASES
Opis:Calcium Looping is a Post-combustion process used to capture CO2 out of power plant flue gases. Two fluidized bed reactors are needed for this process. The first reactor (called Car-bonator) is coupled with the power plant flue gas exhaust. In this reactor CO2 reacts with CaO to create limestone at a temperature of ca. 650 °C. The limestone is then transported to the second reactor (called Regenerator) in which limestone, under Oxy-fuel conditions, breaks up into CaO and CO2 at a temperature of ca. 900°C. After conditioning the CO2 is stored and the CaO is transported back to the Carbonator to close the cycle. In this thesis results from the MAGNUS test champagnes were analyzed. MAGNUS is a pilot scale plant with the capacity of 200 kWth. Data from the experiments were programmed into the AspenTM simulation software to get the results for a power plant with the capacity of 754.3 MWel. These results were used to calculate the economics. The most important of them are the electricity production cost, which is calculated to be 73.05 €/MWh and the CO2 abatement cost at 29.33 €/tCO2. The whole power output of the power plant and the Calcium Looping plant together is 1161.3 MWel with a net electric efficiency of 38,5%. This means a loss in efficiency is 7 % compared with the power plant without Carbon capture.
Ključne besede:Calcium Looping, electricity production cost, CO2 abatement cost, limestone, Carbon capture and storage


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici