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