centrum czystych technologii wĘglowych część technologiczna w zabrzu

1/18

CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH

część technologiczna w Zabrzu

mgr inż. Bogumiła Latkowska - Kierownik CCTW – część technologiczna w Zabrzu

Unikalna infrastruktura badawcza Centrum stanowi Unikalna infrastruktura badawcza Centrum stanowi zaplecze dla pracowników naukowych oraz kadry zaplecze dla pracowników naukowych oraz kadry inżynieryjno-technicznej Instytutu. Infrastruktura inżynieryjno-technicznej Instytutu. Infrastruktura

badawcza umożliwia wykonywanie badań w obszarze badawcza umożliwia wykonywanie badań w obszarze energochemicznego przetwórstwa węgla.energochemicznego przetwórstwa węgla.

W Centrum będzie kreowany rozwój Czystych W Centrum będzie kreowany rozwój Czystych Technologii Węglowych.Technologii Węglowych.

2/18

Centrum Czystych Technologii Węglowych (CCTW) to nowoczesna infrastruktura technologiczna i badawcza, zlokalizowana na terenie Instytutu. Składa się z obiektów kubaturowych, mieszczących instalacje technologiczne, zaplecze techniczne, laboratoria technologiczne oraz pomieszczenia administracyjno-socjalne.

Potencjał badawczy CCTW:-kluczowe instalacje technologiczne – 11,-pozostałe instalacje i stanowiska – 10,-Laboratorium Technologii Koksowniczych,-przygotowalnia próbek do analiz,-Centrum Symulacji Procesowych, Sterowania, Kontroli i Archiwizacji Procesów.

Skala instalacji technologicznych - do 500 kg/h przerabianego surowca


3/18

ZESPÓŁ REALIZUJĄCY BUDOWĘ CCTW

4/18


2007-2012 Instalacja usuwania CO2 metodą absorpcji

aminowej

Instalacja spalania paliw w turbinie gazowej

Instalacja suszenia paliw stałych

Instalacja zgazowania biomasy

Instalacja badawcza urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych

Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym

Wielofunkcyjne stanowiskobrykietowania i granulowania

Instalacja spalania objętościowego paliw

Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowymreaktorze z cyrkulującym złożem fuidalnym

Instalacja konwersji paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną

Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych

5/18

INSTALACJIE TECHNOLOGICZNE CCTWNazwa instalacji Wydajność

Instalacje kluczowe

Zgazowanie i oksyspalanie paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym

25 - 50 kg/h (w trybie

oksyspalania)

50 - 100 kg/h(w trybie

zgazowania)

Spalanie objętościowego paliw 15 - 30 kg/h

Suszenie paliw stałych 100 kg/h

Usuwanie CO2 metodą absorpcji aminowej 20 - 100 m3/h

Konwersja paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną 10 m3/h

Spalanie paliw w turbinie gazowej 30 kWel

Badanie urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych 10 - 100 kW

Odgazowanie paliw stałych w złożu stacjonarnym 40 kg/cykl

Zgazowanie/piroliza paliw stałych 100 kg/h

Zgazowanie biomasy 15 kg/h

Instalacje pomocnicze

Węzeł przygotowania węgla 1500 kg/h

Centrum Symulacji Procesowych, Sterowania, Kontroli i Archiwizacji Procesów CCTW

-

6/18

Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem

fluidalnym Instalacja przeznaczona jest do badań procesów zgazowania i tlenowego spalania paliw stałych w warunkach podwyższonego ciśnienia w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym.

Maksymalny strumień węgla100 kg/h (zgazowanie), 25 kg/h (oksyspalanie)

Maksymalny strumień czynników zgazowujących

O2 - 100 kg/h, CO2 - 380 kg/h, H2O - 40kg/h

Temperatura pracy 800 - 1000°CCiśnienie pracy instalacja ciśnieniowa (0,1- 1,5 MPa)Sterowanie automatyczne

Instalacja wyposażona jest w następujące węzły: mediów zgazowujących i dozowania węgla, reaktora zgazowania i spalania tlenowego, odpylania gazu procesowego i spalin oraz odbioru popiołu oraz karbonizatu, schładzania gazu procesowego i spalin oraz filtrowania wody obiegowej, odsiarczania gazu procesowego i spalin oraz spalania gazu procesowego.

Charakterystyka techniczna

Kluczowe instalacje technologiczne CCTW


7/18

Instalacja przeznaczona jest do badań energetyczno-emisyjnych procesu spalania/współspalania objętościowego paliw stałych, ciekłych i gazowych oraz oksyspalania paliw stałych.

Instalacja wyposażona jest w komorę spalania, odpylacz i chłodnicę spalin, zespół wymiennych palników przystosowanych do spalania paliwo różnym stanie skupienia (stałe, ciekłe i gazowe) oraz podgrzewacze powietrza (pierwotnego i wtórnego). Do instalacji doprowadzone są gazy techniczne oraz procesowe z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym.

Nominalny strumień paliwa do palnika głównego

stałe - 20kg/h, ciekłe - 13.8kg/h, gazowe - 20m3/h

Nominalny strumień paliwa do palników dodatkowych

ciekłe - 3.8kg/h, gazowe 6m3/h

Strumień powietrza (pierwotnego, wtórnego) od 150 do 300m3/hTemperatura powietrza (pierwotnego, wtórnego)

Maksymalnie do 650 °C

Ciśnienie pracy atmosferyczneTemperatura pracy do 1000°CSterowanie półautomatyczne


Instalacja spalania objętościowego paliwKluczowe instalacje technologiczne CCTW


8/18

Instalacja przeznaczona jest do badania procesu suszenia surowców stałych w suszarce uderzeniowo-wirowej

Instalacja składa się z następujących węzłów: węzła transportu i dozowania węgla wilgotnego, węzła suszenia i odbioru surowca podsuszonego, węzła przygotowania spalin, węzła oczyszczania spalin.

Nominalny strumień doprowadzanego surowca

100kg/h

Nominalny strumień spalin do suszarki 75kg/hUziarnienie surowca ≤3 mmCiśnienie pracy atmosferyczneNominalna temperatura pracy 500°CSterowanie automatyczne


Instalacja suszenia paliw stałychKluczowe instalacje technologiczne CCTW


9/18

Instalacja przeznaczona jest do badań procesu usuwania CO2 ze spalin i gazów procesowych na drodze absorpcji chemicznej w roztworach amin.

Instalacja wyposażona jest w kolumnę absorpcyjną i desorpcyjną , zespół wymienników ciepła oraz grzałkę elektryczną.Do instalacji doprowadzone są gazy techniczne oraz procesowe i spalinowe z wybranych instalacji technologicznych: - instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym, - instalacji doświadczalnej spalania objętościowego w komorze o wzburzonej turbulencji.

Strumień doprowadzanego gazu 20 - 100 m3/h Ilość absorbentu w obiegu 250 dm3

Ciśnienie pracy instalacja atmosferycznaSprawność usuwania CO2 ok. 90%Nominalna temperatura pracy regeneratora

130°C

Wymiary kolumnwysokość 7 m, średnica 0,265 m

Sterowanie automatyczne


Instalacja usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej



10/18

Instalacja przeznaczona jest do badań efektywności spalania paliw gazowych w tlenkowej pętli chemicznej oraz testowania nośników tlenu dla tego procesu.

Instalacja wyposażona jest w dwa reaktory fluidalne: paliwowy i utleniania. Do instalacji doprowadzone są: - gazy techniczne, metan, - gaz procesowy z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym.

Maksymalny strumień doprowadzanego paliwa gazowego

1 m3/h

Maksymalny strumień doprowadzanego powietrza

15 m3/h

Maksymalny strumień stałego nośnika tlenu 40 kg/hCiśnienie pracy atmosferyczneTemperatura pracy 800 - 1000°C

Wymiary reaktorów fluidalnychwysokość 1m, średnica 0,133m



Instalacja konwersji paliw w reaktorze z tlenkową pętlą chemiczną



11/18

Instalacja przeznaczona jest do oceny efektów energetycznych i ekologicznych spalania mieszanek gazu procesowego i ziemnego w turbinie gazowej.

Instalacja wyposażona jest w mikroturbinę gazową, rurociągi: gazu ziemnego, procesowego, azotu, mieszalnik gazów oraz emitor.Do instalacji doprowadzone są gazy: - procesowy z instalacji zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym- gaz ziemny, azot techniczny.

Moc elektryczna mikroturbiny 28 kWel

Strumień gazu ziemnego 0 - 10 kg/hStrumień gazu procesowego 0 - 10 kg/hSprawność cieplna mikroturbiny25% (dla gazu ziemnego)Ciśnienie pracy instalacja atmosferycznaTemperatura spalin 275°CSterowanie automatyczne


Instalacja spalania paliw w turbinie gazowejKluczowe instalacje technologiczne CCTW


12/18

Stanowisko przeznaczone jest do badań energetyczno-emisyjnych urządzeń grzewczych (kotły c.o., piece, kominki itp.), paliw stałych w tym biomasy oraz paliw ciekłych.

Strumień doprowadzanego paliwa stałego 3 -15 kg/hStrumień doprowadzanego paliwa ciekłego 2 - 5 dm3/hStrumień doprowadzanego powietrza 2 - 10 dm3/hCiśnienie pracy ciśnienie atmosferyczneTemperatura spalin na wyjściu z urządzenia grzewczego

do 350°C (max 600°C)

Temperatura wody na wyjściu z urządzenia grzewczego

do 80°C (max 95°C)



Stanowisko wyposażone jest w opomiarowany układ odprowadzenia spalin, komin z regulacją ciągu i układ odbioru ciepła (z nagrzewnicą powietrzną i chłodnią wentylatorową). Na stanowisko podstawiane jest badane urządzenie grzewcze, które podpina się do układu odprowadzenia spalin i odbioru ciepła. Do tak skonfigurowanej instalacji doprowadza się paliwo testowe. Następuje inicjacja procesu spalania i regulacja parametrów procesowych badanego urządzenia grzewczego. W zależności od rodzaju wykonywanego testu, na stanowisku montowane są odpowiednie układy pomiarowe (analizatory składu gazów spalinowych, czujniki pomiaru temperatury, ciśnienia, przepływu itp.).

Instalacja badania urządzeń grzewczych małej mocy i paliw stałych



13/18

Instalacja przeznaczona jest do badań procesów odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym

Temperatura odgazowania paliw stałych

do 400 do 1050oC w osi wsadu paliwa stałego

Wydajność procesu odgazowania od 20 do 40 kg wsadu paliwa stałego / cykl Sposób chłodzenia karbonizatów w atmosferze gazu inertnegoCiśnienie pracy atmosferyczneSterowanie półautomatyczne


Instalacja wyposażona jest w piec elektryczny do odgazowania paliw stałych, komorę chłodzenia karbonizatów oraz w węzeł utylizacji gazu surowego z odgazowania paliw. Węzeł utylizacji gazu surowego składa się z komory spalania, filtra workowego oraz komina.

Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym



14/18

Instalacja przeznaczona jest do badania procesów zgazowania paliw stałych, ukierunkowanych na otrzymywanie dwóch podstawowych produktów: gazu procesowego i karbonizatu.

Instalacja wyposażona jest w reaktor z cyrkulującym złożem fluidalnym, układ dozowania surowca, układ separacji karbonizatu z gorącego gazu procesowego oraz układ spalania gazu procesowego. Jako czynniki zgazowujące można stosować: powietrze, parę wodną, ditlenek węgla oraz ich mieszaniny.

Ilość doprowadzanego paliwa 100 kg/h Ilość czynnika zgazowującego 150 - 250 Nm3/hIlość otrzymywanego gazu procesowego 300 - 400 Nm3/h

Ilość otrzymywanego karbonizatu 30 - 50 kg/hCiśnienie pracy ciśnienie atmosferyczneTemperatura zgazowania 800 - 1000oCSterowanie automatyczne


Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałychKluczowe instalacje technologiczne CCTW


15/18

Instalacja przeznaczona jest do prowadzenia prac eksperymentalnych nad procesem zgazowania biomasy w reaktorze ze złożem stałym. Układ doświadczalny służy również do przeprowadzania badań nad procesem oczyszczania gazu procesowego oraz jego efektywnego wykorzystania w dwupaliwowym silniku tłokowym.

Strumień doprowadzanego paliwa 11-15 kg/h

Czynnik zgazowującypowietrze atmosferyczne

Temperatura czynnika zgazowującego

20 - 200°C

Strumień czynnika zgazowującego 25 - 30 kg/h

Ciśnienie pracy ciśnienie atmosferyczne

Temperatura zgazowania 800 - 1000oCSterowanie automatyczne


Instalacja wyposażona jest w układ dozowania paliwa, generator gazu ze złożem stałym, suchy układ oczyszczania gazu, komorę spalania i dwupaliwowy silnik tłokowy.

Instalacja zgazowania biomasyKluczowe instalacje technologiczne CCTW


16/18

Węzeł przeznaczony jest do przygotowania surowców niezbędnych do prowadzenia badań w instalacjach wchodzących w skład CCTW: rozdrobnionego węgla spiekającego lub/i energetycznego, rozdrobnionej biomasy stałej lub paliwa z odpadów do celów energetycznych, mieszanek paliwowych wieloskładnikowych.

Wydajność nominalna 500 - 1000 kg/h

Maksymalne uziarnienie surowca40mm (węgiel), 100mm (biomasa)

Cykl pracy 8 -12 h/dobęCiśnienie pracy ciśnienie atmosferyczneSterowanie automatyczne


Węzeł składa się z dwóch instalacji: rozdrabniania i frakcjonowania, podsuszania i przygotowania mieszanki.

Węzeł przygotowania węglaInstalacje pomocnicze CCTW

Instalacje pomocnicze CCTW

17/18

Projekt nr POIG 01.01.02-24-017/08 Inteligentna Koksownia spełniająca wymagania najlepszej dostępnej techniki

Opracowanie technologii dla wysokosprawnych „zero-emisyjnych” bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO2 ze spalin

Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2

Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej

Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych

Projekty UE, w tym: Research Fund for Coal and Steel

Współpraca z USA: U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory (U.S. DoE NETL)

PROJEKTY REALIZOWANE W RAMACH

INFRASTRUKTURY CCTW

W LATACH 2010-2015

18/18

INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLAul. Zamkowa 1; 41-803 Zabrze

Telefon: 32 271 00 41Fax: 32 271 08 09

NIP: 648-000-87-65Regon: 000025945

E-mail: [email protected]: www.ichpw.zabrze.pl

centrum czystych technologii wĘglowych część technologiczna w zabrzu

Documents