CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH część technologiczna w Zabrzu mgr inż. Bogumiła Latkowska - Kierownik CCTW – część technologiczna w Zabrzu Unikalna infrastruktura badawcza Centrum.

Download Report

Transcript CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH część technologiczna w Zabrzu mgr inż. Bogumiła Latkowska - Kierownik CCTW – część technologiczna w Zabrzu Unikalna infrastruktura badawcza Centrum.

CENTRUM CZYSTYCH
TECHNOLOGII WĘGLOWYCH
część technologiczna w Zabrzu
mgr inż. Bogumiła Latkowska - Kierownik CCTW – część technologiczna w Zabrzu
Unikalna infrastruktura badawcza Centrum stanowi zaplecze dla
pracowników naukowych oraz kadry inżynieryjno-technicznej
Instytutu. Infrastruktura badawcza umożliwia wykonywanie badań w
obszarze energochemicznego przetwórstwa węgla.
W Centrum będzie kreowany rozwój Czystych Technologii
Węglowych.
1/18
CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH
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
2/18
ZESPÓŁ REALIZUJĄCY BUDOWĘ CCTW
3/18
CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH 2007Instalacja usuwania
CO2 metodą
absorpcji aminowej
Instalacja suszenia
paliw stałych
Instalacja spalania paliw
w turbinie gazowej
2012
Instalacja zgazowania biomasy
Wielofunkcyjne stanowisko
brykietowania i granulowania
Instalacja odgazowania paliw
stałych w złożu stacjonarnym
Instalacja badawcza
urządzeń grzewczych
małej mocy i paliw stałych
Instalacja spalania
objętościowego paliw
Instalacja zgazowania i oksyspalania paliw stałych w ciśnieniowym
reaktorze z cyrkulującym złożem fuidalnym
Instalacja konwersji paliw w reaktorze
z tlenkową pętlą chemiczną
Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych
4/18
INSTALACJIE TECHNOLOGICZNE CCTW
Nazwa instalacji
Wydajność
Instalacje kluczowe
25 - 50 kg/h
Zgazowanie i oksyspalanie paliw stałych w ciśnieniowym reaktorze
z cyrkulującym złożem fluidalnym
(w trybie
oksyspalania)
50 - 100 kg/h
(w trybie zgazowania)
Spalanie objętościowego paliw
Suszenie paliw stałych
15 - 30 kg/h
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
Odgazowanie paliw stałych w złożu stacjonarnym
10 - 100 kW
40 kg/cykl
Zgazowanie/piroliza paliw stałych
100 kg/h
Zgazowanie biomasy
15 kg/h
Instalacje pomocnicze
Węzeł przygotowania węgla
Centrum Symulacji Procesowych, Sterowania, Kontroli i Archiwizacji Procesów CCTW
1500 kg/h
-
5/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
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.
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
Maksymalny strumień węgla
100 kg/h (zgazowanie), 25 kg/h (oksyspalanie)
Maksymalny strumień czynników zgazowujących
Temperatura pracy
Ciśnienie pracy
Sterowanie
O2 - 100 kg/h, CO2 - 380 kg/h, H2O - 40kg/h
800 - 1000°C
instalacja ciśnieniowa (0,1- 1,5 MPa)
automatyczne
6/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja spalania objętościowego paliw
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 paliw
o 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.
Charakterystyka techniczna
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)
Temperatura powietrza (pierwotnego, wtórnego)
Ciśnienie pracy
Temperatura pracy
Sterowanie
od 150 do 300m3/h
Maksymalnie do 650 °C
atmosferyczne
do 1000°C
półautomatyczne
7/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja suszenia paliw stałych
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.
Charakterystyka techniczna
Nominalny strumień doprowadzanego surowca 100kg/h
Nominalny strumień spalin do suszarki
75kg/h
Uziarnienie surowca
≤3 mm
Ciśnienie pracy
atmosferyczne
Nominalna temperatura pracy
500°C
Sterowanie
automatyczne
8/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja usuwania CO2 metodą absorpcji aminowej
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.
Charakterystyka techniczna
Strumień doprowadzanego gazu
Ilość absorbentu w obiegu
Ciśnienie pracy
Sprawność usuwania CO2
Nominalna temperatura pracy regeneratora
Wymiary kolumn
Sterowanie
20 - 100 m3/h
250 dm3
instalacja atmosferyczna
ok. 90%
130°C
wysokość 7 m, średnica 0,265 m
automatyczne
9/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja konwersji paliw w reaktorze
z tlenkową pętlą chemiczną
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.
Charakterystyka techniczna
Maksymalny strumień doprowadzanego paliwa gazowego
1 m3/h
Maksymalny strumień doprowadzanego powietrza
Maksymalny strumień stałego nośnika tlenu
Ciśnienie pracy
Temperatura pracy
Wymiary reaktorów fluidalnych
Sterowanie
15 m3/h
40 kg/h
atmosferyczne
800 - 1000°C
wysokość 1m, średnica 0,133m
automatyczne
10/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja spalania paliw w turbinie gazowej
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.
Charakterystyka techniczna
Moc elektryczna mikroturbiny
Strumień gazu ziemnego
Strumień gazu procesowego
Sprawność cieplna mikroturbiny
Ciśnienie pracy
Temperatura spalin
Sterowanie
28 kWel
0 - 10 kg/h
0 - 10 kg/h
25% (dla gazu ziemnego)
instalacja atmosferyczna
275°C
automatyczne
11/18
Instalacja badania urządzeń grzewczych
małej mocy i paliw stałych
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Stanowisko przeznaczone jest do badań energetyczno-emisyjnych urządzeń grzewczych (kotły c.o., piece, kominki itp.), paliw stałych w tym
biomasy oraz paliw ciekłych.
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.).
Charakterystyka techniczna
Strumień doprowadzanego paliwa stałego
Strumień doprowadzanego paliwa ciekłego
Strumień doprowadzanego powietrza
Ciśnienie pracy
3 -15 kg/h
2 - 5 dm3/h
2 - 10 dm3/h
ciśnienie atmosferyczne
Temperatura 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)
Sterowanie
automatyczne
12/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym
Instalacja przeznaczona jest do badań procesów odgazowania paliw stałych w złożu stacjonarnym
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.
Charakterystyka techniczna
Temperatura odgazowania paliw stałych
do 400 do 1050oC w osi wsadu paliwa stałego
Wydajność procesu odgazowania
Sposób chłodzenia karbonizatów
Ciśnienie pracy
Sterowanie
od 20 do 40 kg wsadu paliwa stałego / cykl
w atmosferze gazu inertnego
atmosferyczne
półautomatyczne
13/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja zgazowania/pirolizy paliw stałych
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.
Charakterystyka techniczna
Ilość doprowadzanego paliwa
Ilość czynnika zgazowującego
Ilość otrzymywanego gazu procesowego
Ilość otrzymywanego karbonizatu
Ciśnienie pracy
Temperatura zgazowania
Sterowanie
100 kg/h
150 - 250 Nm3/h
300 - 400 Nm3/h
30 - 50 kg/h
ciśnienie atmosferyczne
800 - 1000oC
automatyczne
14/18
Kluczowe instalacje
technologiczne CCTW
Instalacja zgazowania biomasy
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.
Instalacja wyposażona jest w układ dozowania paliwa, generator gazu ze złożem stałym, suchy układ oczyszczania gazu, komorę
spalania i dwupaliwowy silnik tłokowy.
Charakterystyka techniczna
Strumień doprowadzanego paliwa
Czynnik zgazowujący
Temperatura czynnika zgazowującego
Strumień czynnika zgazowującego
Ciśnienie pracy
Temperatura zgazowania
Sterowanie
11-15 kg/h
powietrze atmosferyczne
20 - 200°C
25 - 30 kg/h
ciśnienie atmosferyczne
800 - 1000oC
automatyczne
15/18
Instalacje pomocnicze
CCTW
Węzeł przygotowania węgla
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.
Węzeł składa się z dwóch instalacji: rozdrabniania i frakcjonowania, podsuszania i przygotowania mieszanki.
Charakterystyka techniczna
Wydajność nominalna
Maksymalne uziarnienie surowca
Cykl pracy
Ciśnienie pracy
Sterowanie
500 - 1000 kg/h
40mm (węgiel), 100mm (biomasa)
8 -12 h/dobę
ciśnienie atmosferyczne
automatyczne
16/18
PROJEKTY REALIZOWANE W RAMACH INFRASTRUKTURY
CCTW
Projekt nr POIG 01.01.02-24-017/08
Inteligentna
Koksownia spełniająca wymagania
W LATACH
2010-2015
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)
17/18
INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA
ul. Zamkowa 1; 41-803 Zabrze
Telefon: 32 271 00 41
Fax:
32 271 08 09
E-mail:
[email protected]
Internet: www.ichpw.zabrze.pl
NIP:
648-000-87-65
Regon: 000025945
18/18