Clean Coal Technologies: En översikt | Ecorestoration

Clean Coal Technologies: En översikt!

Kol är världens mest omfattande och brett distribuerade fossila bränslekälla. Kol är ett extremt viktigt bränsle i världen och kommer att förbli så. Ungefär 23% av de primära energibehoven uppfylls av kol och 39% av elen produceras från kol. Cirka 70% av världens stålproduktion beror på kolstock. Den internationella energimyndigheten förväntar sig en ökning med 43% av användningen från 2000 till 2020.

Brinnande kol producerar ca 9 miljarder ton koldioxid varje år som släpps ut i atmosfären. ca 70% av detta är från kraftproduktion. Brinnande kol som till elproduktion ger upphov till en mängd olika avfall. Andra uppskattningar sätter koldioxidutsläpp från elproduktion till en tredjedel av världens totala över 25 miljarder ton koldioxidutsläpp.

Att bränna kol utan att lägga till globala koldioxidnivåer är en stor teknisk utmaning. I konventionella växter bränns kol med överflödig luft för att ge fullständig förbränning vilket resulterar i mycket utspädd koldioxid.

Ett nytt koncept för "ren kol" -teknologi framträder i syfte att ta itu med denna utmaning och lämna också den enorma resursen av kol för utnyttjande av kommande generationer utan att bidra till den globala uppvärmningen. Ren kolteknik är en rad olika utvecklande svar på miljöhänsyn i slutet av 1900-talet.

Många av elementen har applicerats i många år för att kontrollera utsläppen. Kolrengöring genom tvätt har varit en vanlig praxis i industriländer för en tid för att minska utsläppen av aska och svaveldioxid när kolet brinner. Elektrostatiska utfällare och tygfilter eliminerar 99% av flygaska från rökgaserna och dessa teknologier används i stor utsträckning.

Avsvavling av rökgas minskar svaveldioxidens utlopp till atmosfären med upp till 97%, uppgiften beror på svavelns nivå i kolet och omfattningen av reduktionen. Det används ofta i industriländer. Låga NO _x- brännare gör det möjligt för koleldade anläggningar att minska kväveoxidutsläppen med upp till 40%. I kombination med förbränningstekniker kan NO _x -nivån minskas 70% och selektiv katalytisk reduktion kan städa upp 90% NOx-utsläpp.

Avancerad teknik som Integrated Gasification Combined Cycle och Pressurized Fluidized Bed Combustion möjliggör högre värmeffektivitet till 45%. Förgasning omvandlar kolet till brännbar gas med den maximala mängden potentiell energi från kol som befinner sig i gasen.

Förgasningssteget är pyrolys från 400 ° C upp, där kolet, i frånvaro av syre, snabbt ger kolrika råttor och väterika flyktiga ämnen. I det andra steget förgasas charmen från 700 ° C upp för att ge gas och lämnar aska. Med syrefoder spädas inte gasen med kväve. De viktigaste reaktionerna är C + 02 till CO och vattengasreaktionen C + H20 till CO och H2; den andra reaktionen är endoterm.

Vid förgasning, inklusive den som använder syre, är O2-tillförseln mycket mindre än vad som krävs för full förbränning för att ge CO och H2. Vattenförskjutningsreaktionen CO + H ₂ O som ger CO ₂ + H ₂ är en viktig del av förgasningen för att fånga koldioxid och använda väte som slutligt bränsle för gasturbinen för elproduktion.

Den största utmaningen är att sänka kostnaden för detta tillräckligt för att "stenkol" ska konkurrera med kärnkraft på grundval av nästan nollutsläpp för basbelastningskraft. Dessa tekniker rör sig väldigt snabbt, eftersom de har potential att ge nära "nollutsläpp". Insprutning av flytande koldioxid i djupa geologiska lager, såsom oförminskbara kolsömmar där den är adsorberad för att förskjuta metan, är en annan potentiell bortskaffningsstrategi.

Forskning på geosekventering för koldioxid pågår i flera delar av världen. Huvudpotentialen verkar vara djupa saltvattenvattenförekomster och utarmade olje- och gasfält där koldioxid förväntas förbli som superkritisk gas i tusentals år med viss upplösning. Storskalig lagring av koldioxid från elproduktion kräver ett omfattande rörledningsnät i tätbefolkade områden men det har säkerhetsimplikationer.

Många koleldade kraftverk närmar sig pensionering och deras byte ger mycket utrymme för renare el. Vid sidan om kärnkraft och utnyttjande av förnybara energikällor är ett hopp för detta via "ren kol" -teknik som har fått högsta prioritet för forskning och utveckling.