DOI: https://doi.org/10.18198/j.ind.gases.2013.0703

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИОГЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМАХ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ПОЛНЫМ УЛАВЛИВАНИЕМ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Г. К. Лавренченко, А. В. Копытин

Аннотация


В настоящее время развивается технология «Carbon Capture and Storage», для осуществления которой необходимо включать криогенные воздухоразделительные установки, производящие кислород, в состав крупных теплоэлектростанций. В новых проектах предусматривают использование технологии «Oxyfuel combustion» для производства чистой энергии с последующей подготовкой диоксида углерода к депонированию. В результате производство энергии обязательно сопровождается получением продуктов разделения воздуха. Кислород используется как для поддержания процесса горения топлива, так и для аккумулирования энергии в виде криогенной жидкости. Это позволяет решать комплекс задач, связанных с обеспечением пикового потребления энергии в дневное время с одновременным снижением удельных энергозатрат на производство кислорода. Криогенные технологии также используются в установках для эффективного извлечения СО2 из дымовых газов. В работе рассматриваются основные схемные и технологические решения, применяемые при разработке и реализации таких проектов.


Ключевые слова


Кислород; Жидкий кислород; Воздухоразделительная установка; Производство энергии; Продукты разделения воздуха; Извлечение СО2; Аккуму- лирование энергии; Регазификация; Эффективность

Полный текст:

PDF

Пристатейная библиография ГОСТ


1. Sturgeon D. W., Cameron E. D., Fitzgerald F. D. Demonstration of an oxyfuel combustion system // Energy Procedia. — 2009. — V. 1. — No. 1. — P. 471-478.

2. Tranier J. P., Dubettier R., Darde A., Perrin N. Air separation, flue gas compression and purification units for oxy-coal combustion systems // Energy Procedia. — 2011. — V. 4. — P. 966-971.

3. Grabner M., Morstein O. V., Rappold D. et al. Constructability study on a German reference IGCC power plant with and without CO2-capture for hard coal and lignite// Energy Conversion and Management. — 2010. — V. 51. — No. 11. — P. 2179-2187.

4. Higginbotham P., White V., Fogash K., Guvelioglu G. Oxygen supply for oxycoal CO2 capture // Energy Procedia. – 2011. — V. 4. — P. 884-891.

5. Anantharaman R., Bolland O. Integration of Oxygen Transport Membranes in an IGCC Power Plant with CO2 Capture // Chemical Engineering. — 2011. — V. 25. — P. 25.

6. Bredesen R., Jordal K., Bolland O. High-temperature membranes in power generation with CO2 capture // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. — 2004. — V. 43. — No. 9. — P. 1129-1158.

7.Fontaine M. L., Norby T., Larring Y. et al. Oxygen and hydrogen separation membranes based on dense ceramic conductors// Membrane science and technology. — 2008. —

V. 13. — P. 401-458.

8. Sunarso J., Baumann S., Serra J. M. et al. Mixed ionic–electronic conducting (MIEC) ceramic-based membranes for oxygen separation // Journal of Membrane Science. — 2008. — V. 320. — No. 1. — P. 13-41.

9. Eichhorn Colombo K., Kharton V. V., Bolland O. Simulation of an oxygen membrane-based gas turbine power plant: Dynamic regimes with operational and material constraints // Energy & Fuels. — 2009. — V. 24. — No. 1. — P. 590-608.

10. Kneer R., Toporov D., Forster M. et al. OXYCOAL-AC: Towards an integrated coal-fired power plant process with ion transport membrane-based oxygen supply// Energy & Environmental Science. — 2010. — V. 3. — No. 2. — P. 198-207.

11. Stadler H., Beggel F., Habermehl M., P. et al. Oxyfuel coal combustion by efficient integration of oxygen transport membranes// International Journal of Greenhouse Gas Control. — 2011. — V. 5. — No. 1. — P. 7-15.

12. Anantharaman R., Bolland O., Аsen K. I. Novel cycles for power generation with CO2 capture using OMCM technology// Energy Procedia. — 2009. — V. 1. — No. 1. — P. 335-342.

13. Lindfeldt E. G., Westermark M. O. An integrated gasification zero emission plant using oxygen produced in a mixed conducting membrane reactor// Proceedings of the ASME Turbo Expo 2006. — V . 4. — 2006. — P. 33-40.

14. Dyer P. N., Richards R. E., Russek S. L., Taylor D. M. Ion transport membrane technology for oxygen separation and syngas production // Solid State Ionics. — 2000. — V. 134. — No. 1. — P. 21-33.

15. Perrin N., Dubettier R., Lockwood F. et al. Oxycombustion for carbon capture on coal power plants and industrial processes: advantages, innovative solutions and key projects// Energy Procedia. — 2013. — V. 37. — P. 1389-1404.

16. Kupila K., Dernjatin P., Sormunen R. et al. Risk analysis of FORTUM’s 560 MWe net power plant retrofit to oxyfuel combustion// Energy Procedia. — 2011. — V. 4. — P. 1820-1827.

17. Emun F., Gadalla M., Majozi T. et al. Integrated gasification combined cycle (IGCC) process simulation and optimization// Computers & Chemical Engineering. — 2010. — V. 34. — No. 3. — P. 331-338.

18. Rezvani S., Huang Y., McIlveen-Wright D. et al. Comparative assessment of coal fired IGCC systems with CO2 capture using physical absorption, membrane reactors and chemical looping// Fuel. — 2009. — V. 88. — No. 12. — P. 2463-2472.

19. Barelli L., Bidini G., Gallorini F. et al. Hydrogen production through sorption-enhanced steam methane reforming and membrane technology: a review// Energy. – 2008. — V. 33. — No. 4. — P. 554-570.





Flag Counter