Metody poz tlenu do oxyfuel


Metody pozyskiwania tlenu do procesu oxyfuel.
Aby spełnić wymagania techniczne instalacji Oxyfuel nale\y uwzględnić warunki dotyczące
dostarczenia tlenu procesowego. Instalacje tlenowe wymagają du\ych nakładów
inwestycyjnych.
Obecnie stosowaną metodą wytwarzania czystego tlenu (o czystości większej ni\ >99,5%)
jest metoda Lindego. W procesie tym kompresor kriogeniczny sprÄ™\a powietrze a\ do 200
bar. Po schłodzeniu sprę\onego powietrza zostaje ono poddane dekompresji. Podczas
gwałtownego rozprę\ania powietrze ochładza się osiągając temperaturę skroplenia. Pozostała
w zbiorniku niewielka ilość powietrza ulega skropleniu. Skroplone powietrze zostaje
rozdzielone w kolumnie destylacyjnej. Energochłonność procesu prowadzonego na dwóch
szeregowych kolumnach destylacyjnych wynosi 250 kWhel/tO2. Dodatkowo, by osiągnąć
czystość tlenu powy\ej 95% nale\y zu\yć jeszcze 200 kWhel/tO2. Rozwa\yć nale\y równie\
proces, w którym przy zastosowaniu wielu kolumn destylacyjnych osiągnąć mo\na czystość
tlenu 95%, a energochłonność procesu kształtuje się na poziomie 160 kWhel/tO2.
Energochłonność tego procesu jest skrajnie wysoka! Powietrze składa się z trzech głównych
składników (po osuszeniu i usunięciu CO2). Są to: azot, tlen i argon.
5 % obj (powietrze) Temperatura wrzenia [°C]
O2 20,95 -183,0
Ar 0,93 -185,9
N2 78,08 -195,8
W tabeli zamieszczono temperatury wrzenia tlenu, argonu i azotu. Najpierw odparowaniu
ulegajÄ… ciecze bardziej lotne, o ni\szej temperaturze wrzenia. W tym przypadku azot.
Następnie w wy\szej temperaturze odparowaniu ulega argon. Z powodu małej ró\nicy
temperatury wrzenia tlenu i argonu stosować nale\y, wielokrotną destylację, Wią\e się to
jednak z wysokimi kosztami eksploatacyjnymi. Poni\ej przedstawiono schemat podwójnej
kolumny Lindego:
Pominięcie procesu usuwania argonu spowodowałoby obni\enie czystości tlenu do 95%. Te
5% argonu nie wpływa znacząco na przebieg procesu Oxyfuel. Argon jednak nale\y usunąć z
gazów spalinowych, wraz z pozostałością tlenu i azotu. Rozwa\yć nale\y, uwzględniając
energochłonność procesu i koszty instalacji, oddzielanie argonu i innych pozostałych
składników po procesie spalania.
Membrany perowskitowe
Inną, intensywnie rozwijaną, techniką wytwarzania tlenu wysokiej jakości jest separacja tlenu
w wysokiej temperaturze za pomocÄ… membran perowskitowych. Perowskity sÄ… grupÄ…
nieorganicznych związków chemicznych, soli o ogólnym wzorze ABX3, gdzie A - to zwykle
kation metalu z grupy litowców lub berylowców (rzadziej któregoś z metali przejściowych),
B - to kation o liczbie koordynacyjnej równej 6 (najczęściej tytan, niob, tantal, mangan), zaś
2-
X - to zazwyczaj anion tlenkowy O , rzadziej halogenkowy lub siarczkowy. Nazwa tej grupy
związków pochodzi od minerału perowskitu CaTiO3, reprezentatywnego przedstawiciela
grupy. Struktura perowskitów mo\e być opisana przez regularną sieć płasko-centrowaną
4+
(FCC) z jonem B w centrum sieci. W większości związków o tej strukturze promienie
4+ 2+
jonowe B oraz A są mniejsze od wartości implikowanych przez geometrię sieci, tote\ nie
"stykajÄ… siÄ™" one z sÄ…siednimi anionami tlenkowymi, Å‚amiÄ…c pierwszÄ… zasadÄ™ Paulinga. Na
skutek tego, sieć mo\e ulegać odkształceniom, mającym na celu minimalizację jej energii.
Wykorzystywany do procesu oddzielania tlenu perowskit opisać mo\na ogólnym wzorem
sumarycznym ABO3-´, gdzie współczynnik ´ wskazuje niedobór atomów tlenu w strukturze
czÄ…steczki. W temperaturze powy\szej 800 °C te wolne przestrzenie (wakansy - nieobsadzone
atomami węzły sieci krystalicznej) mogą się przemieszczać. Perowskity przewodzące
przewodzą elektrony i jony tlenu. Siłą napędową transport jonów tlenu jest ró\nica ciśnienia
czÄ…stkowego tlenu po obu stronach membrany. Jednak\e nie dochodzi w tym przypadku do
dyfuzji atomów tlenu przez materiał porowaty, ale dochodzi do reakcji chemicznej.
Wytworzony tą metodą tlen ma czystość 100%. Na szczególne zainteresowanie zasługuje
BSCF5582 (Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-´) z którego rozwojem wiÄ…\e siÄ™ du\e nadzieje. W Å›wiecie
prowadzi się wiele programów badawczych związanych z tą problematyką. Materiały te nie
znalazły jeszcze zastosowania przemysłowego.
Glony
Metodą biologiczną, wykorzystując glony, wytworzyć mo\na równocześnie tlen i biomasę
oraz rozkładać CO2. Pod wpływem światła glony wytwarzają biomasę (ze znaczną
zawartością tłuszczu) oraz tlen z CO2 i wody. Wydajność procesu fotosyntezy glonów jest
znacznie większa ni\ roślin lądowych. Na rysunku 5 przedstawiono schemat działania
instalacji firmy E.ON Hanse z Hamburga.
Licht - światło
Gasverbrennung  spalanie gazu
Bioreaktor - bioreaktor
Abwärme  ciepÅ‚o wylotowe
Rauchgas - spaliny
Algenabscheider  oddzielacz glonów
Abluft  odpływ
Trocken - suche
Algenbiomasse  biomasa z glonów
Feucht  wilgotny
Kulturmedium - bakterie
Nährstoffe  substancja od\ywcza
Frischwasser  świe\a woda
Zugabe - dodatek


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Metody doboru regulatora do UAR
METODY POBIERANIA PRÓBEK DO CELÓW URZĘDOWEJ KONTROLI
Metody pobierania próbek do oznaczania WWA w powietrzu
Wybrane metody diagnozy artykuł do zajęć
Metody stosowania geosyntetyków do budowy i wzmacniania nawierzchni oraz ziemnych budowli drogowych
metody matematyczne opis do prezentacji
CHRAPEK,podstawy robotyki, Metodyka wprowadzania robotów do przemysłu
14 EW ZEW Srodowisko do metody Johna
Dobór metody przedłużania do rodzaju paznokcie
Amatorskie metody wykonywania płytek drukowanych, czyli do czego może służyć żelazko c d
Metody dostępu do nośnika
wybrane metody dostępu do Internetu
05 Wprowadzenie do metodyki RUP
DU 2009 nr 42 poz 339 Zmiana do ustawy 27 07 2005
13 EW ZEW Procesy do metody Johna

więcej podobnych podstron