Name: operation of a 25 kwth calcium looping pilot-plant with high oxygen concentrations in the calciner
Uploaded: 2017-10-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner at JoVE.com

इन परिणामों के लिए अग्रणी अनुसंधान अनुदान समझौते n ° RFCR-सीटी-2014-00007 के तहत यूरोपीय समुदाय के कोयला और इस्पात (RFCS) के लिए अनुसंधान कोष से धन प्राप्त किया है । यह काम ब्रिटेन कार्बन कैप्चर और भंडारण अनुसंधान केंद्र (UKCCSRC) द्वारा वित्त पोषित किया गया कॉल 2 परियोजनाओं के भाग के रूप में । UKCCSRC अनुसंधान परिषद ब्रिटेन ऊर्जा कार्यक्रम के भाग के रूप में इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद (EPSRC) द्वारा समर्थित है, व्यापार, ऊर्जा और औद्योगिक रणनीति (BEIS-पूर्व DECC) विभाग से अतिरिक्त धन के साथ । लेखक भी इस काम के दौरान अपने भारी मदद के लिए श्री मार्टिन Roskilly शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।

1. सामग्री वडा <ol> <li> छलनी (~ ५० किलो कच्चे माल की) वांछित कण आकार वितरण करने के लिए (300-400 & #181; मी या प्रयोग के आधार पर किसी अंय वितरण) एक यांत्रिक शेखर का उपयोग कर । टेस्ट के दौरान खिलाने के लिए calciner के बगल में बर्?...

<ol>
	<li>Bernstein, L., Lee, A., Crookshank, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+capture+and+storage:+a+status+report.">Carbon dioxide capture and storage: a status report.</a> Climate Policy. 6 (2), 241-246 (2011).</li><li>Boot-Handford, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+capture+and+storage+update.">Carbon capture and storage update.</a> Energy Environmental Science. 7 (1), 130-189 (2014).</li><li>Herzog, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+up+carbon+dioxide+capture+and+storage:+from+megatons+to+gigatons.">Scaling up carbon dioxide capture and storage: from megatons to gigatons.</a> Energy Economics. 33 (4), 597-604 (2011).</li><li>Shimizu, T., Hirama, T., Hosoda, H., Kitano, K., Inagaki, M., Tejima, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+twin+fluid-bed+reactor+for+removal+of+CO2+from+combustion+processes.">A twin fluid-bed reactor for removal of CO2 from combustion processes.</a> Chemical Engineering Research and Design. 77 (1), 62-68 (1999).</li><li>Blamey, J., Anthony, E. J., Wang, J., Fennell, P. 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Y., Salvador, C., Alvarez, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+of+CO2+from+combustion+gases+in+a+fluidized+bed+of+CaO.">Capture of CO2 from combustion gases in a fluidized bed of CaO.</a> AIChE Journal. 50 (7), 1614-1622 (2004).</li><li>Hughes, R. W., Lu, D. Y., Anthony, E. J., Macchi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+process+simulation+and+construction+of+an+atmospheric+dual+fluidized+bed+combustion+system+for+in+situ+CO2+capture+using+high-temperature+sorbents.">Design, process simulation and construction of an atmospheric dual fluidized bed combustion system for in situ CO2 capture using high-temperature sorbents.</a> Fuel Processing Technology. 86 (14), 1523-1531 (2005).</li><li>Lu, D. Y., Hughes, R. W., Anthony, E. 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Status of the technology and next steps towards large scale demonstration.</a> Energy Procedia. 4, 852-859 (2011).</li><li>Dieter, H., Hawthorne, C., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+calcium+looping+post+combustion+CO2+capture:+successful+pilot+scale+demonstration.">Progress in calcium looping post combustion CO2 capture: successful pilot scale demonstration.</a> Energy Procedia. 37, 48-56 (2013).</li><li>Arias, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+steady+state+CO2+capture+in+a+1.7+MWth+calcium+looping+pilot.">Demonstration of steady state CO2 capture in a 1.7 MWth calcium looping pilot.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 18, 237-245 (2013).</li><li>Str&#246;hle, J., Junk, M., Kremer, J., Galloy, A., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbonate+looping+experiments+in+a+1MWth+pilot+plant+and+model+validation.">Carbonate looping experiments in a 1MWth pilot plant and model validation.</a> Fuel. 127, 13-22 (2014).</li><li>Bidwe, A. R., Hawthorne, C., Dieter, H., Dominguez, M. A., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+model+hydrodynamic+studies+of+a+200kWth+dual+fluidized+bed+pilot+plant+of+calcium+looping+process+for+CO2+Capture.">Cold model hydrodynamic studies of a 200kWth dual fluidized bed pilot plant of calcium looping process for CO2 Capture.</a> Powder Technology. 253, 116-128 (2014).</li><li>Chang, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+experimental+testing+of+a+1.9+MWth+calcium+looping+pilot+plant.">Design and experimental testing of a 1.9 MWth calcium looping pilot plant.</a> Energy Procedia. 63, 2100-2108 (2014).</li><li>Reitz, M., Junk, M., Str&#246;hle, J., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+operation+of+a+300kWth+indirectly+heated+carbonate+looping+pilot+plant.">Design and operation of a 300kWth indirectly heated carbonate looping pilot plant.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 54, 272-281 (2016).</li><li>Mart&#237;nez, A., Lara, Y., Lisbona, P., Romeo, L. 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J., Macchi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Calcium+Looping+and+Chemical+Looping+Combustion+for+Post-Combustion+Carbon+Dioxide+Capture:+Process+Simulation+and+Sensitivity+Analysis.">Combined Calcium Looping and Chemical Looping Combustion for Post-Combustion Carbon Dioxide Capture: Process Simulation and Sensitivity Analysis.</a> Energy Technol. 4 (10), 1158-1170 (2016).</li><li>Erans, M., Manovic, V., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+looping+sorbents+for+CO2+capture.">Calcium looping sorbents for CO2 capture.</a> Appl Energy. 180, 722-742 (2016).</li><li>Basu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+agglomeration+of+coal-ash+in+fluidized+beds.">A study of agglomeration of coal-ash in fluidized beds.</a> The Canadian Journal of Chemical Engineering. 60 (6), 791-795 (1982).</li></ol>

१००% खंड ऑक्सीजन की एक प्रवेश के साथ calciner के आपरेशन प्राप्त है, sulphur प्रतिक्रिया के endothermic प्रकृति का शोषण पर आधारित है, साथ ही तथ्य यह है कि ठोस अलग तापमान पर दो रिएक्टरों के बीच प्रसारित । इस ऑपरेटिंग मोड का उ?...

सह2 उत्सर्जन और परिणामस्वरूप ग्लोबल वार्मिंग महत्वपूर्ण पर्यावरणीय मुद्दों है कि पिछले वर्षों में अनुसंधान की एक बड़ी राशि को आकर्षित किया है । कार्बन कैप्चर और भंडारण (सीसीएस) के लिए एक संभावित प्रौद्योगिकी के रूप में स्वीकार किया गया है सह2 उत्सर्जन को कम करने के लिए वातावरण1,2। सीसीएस श्रृंखला का सबसे चुनौतीपूर्ण हिस्सा सह2का कब्जा है, जो भी सबसे महंगा चरण3है । परिणाम में, बिजली संयंत्रों और अंय औद्योगिक सुविधाओं से सह2 कब्जा के लिए नई प्रौद्योगिकियों के विकास पर ध्यान दिया गया है ।
एक के बाद दहन सह2 कब्जा प्रौद्योगिकी के रूप में काल, पहले Shimizu एट अल द्वारा प्रस्तावित किया गया था । 4 CO2 एक carbonator नामक एक रिएक्टर में 600-700 डिग्री सेल्सियस पर एक काओ आधारित sorbent द्वारा कब्जा कर लिया है, और 850-950 डिग्री सेल्सियस पर बाद में sulphur द्वारा जारी (एक calciner में) Eq के अनुसार . (1), एक उच्च शुद्धता सह2 धारा का उत्पादन करने के लिए ज़ब्त के लिए उपयुक्त5,6. काल चक्र द्रवित बिस्तरों का उपयोग करता है, जो इस प्रक्रिया के लिए एक इष्टतम विन्यास का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्योंकि वे ठोस की बड़ी मात्रा के लिए एक रिएक्टर से अन्य करने के लिए आसानी से प्रसारित किया जा करने के लिए अनुमति देते हैं4,5,6 , 7 , 8.
काओ (s) + CO2 (g) ⇔ कएको3 (s) ΔH25 ° c =-१७८.२ kJ/मोल (1)
इस अवधारणा को पायलट पैमाने पर विभिंन समूहों द्वारा प्रदर्शन किया गया है और विभिंन विंयास और तराजू, जैसे स्टटगार्ट में ०.२ मेगावाटवें पायलट के रूप में, Darmstadt में 1 मेगावाटगु पायलट, में १.७ मेगावाटवें पायलट ला Pereda में और ताइवान में १.९ मेगावाट कीगु इकाई9,10,11,12,13,14,15,16. हालांकि इस प्रक्रिया को साबित किया गया है, वहां अभी भी अपने थर्मल दक्षता बढ़ाने के लिए संभावनाएं हैं, जैसे मानक ऑपरेटिंग शर्तों और रिएक्टर विंयास के डिजाइन में परिवर्तन को संशोधित करने के द्वारा ।
combustor और calciner के बीच हीट पाइप का उपयोग calciner में ऑक्सी-combusting ईंधन के स्थान पर अध्ययन किया गया है. सह2 कब्जा प्रदर्शन के लिए परिणाम एक पारंपरिक काल पायलट के उन लोगों के साथ तुलना कर रहे हैं-संयंत्र, तथापि, इस प्रक्रिया को उच्च संयंत्र क्षमता और कम सह2 परिहार लागत17है । मार्टिनेज एट अल. 18 calciner में प्रवेश करने और calciner में आवश्यक गर्मी को कम करने के लिए ठोस सामग्री को गर्म करने के क्रम में गर्मी एकीकरण संभावनाओं की जांच की । परिणाम जब मानक मामले की तुलना में कोयले की खपत में 9% की कमी दिखाई । गर्मी एकीकरण के लिए अंय अध्ययन संभावनाओं को भी आंतरिक और बाह्य एकीकरण विकल्प19माना जाता है ।
देखने के आर्थिक दृष्टि से काल चक्र की मुख्य समस्याओं में से एक को ईंधन दहन के माध्यम से calciner में जरूरत ऊर्जा की आपूर्ति है20। calciner के प्रवेश में ऑक्सीजन एकाग्रता में वृद्धि के क्रम में कम करने के लिए या भी सह की जरूरत से बचने के लिए प्रस्तावित है2 calciner को रीसायकल । इस वैकल्पिक पूंजी लागत (calciner और वायु पृथक्करण इकाइयों (आसू) का कम आकार), जो काफी इस प्रक्रिया की प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार कर सकते है कम कर देता है । दहन की स्थिति में कठोर परिवर्तन endothermic sulphur प्रतिक्रिया का दोहन और बड़े काओ/कएको3 कम तापमान पर ऑपरेटिंग carbonator से परिचालित प्रवाह (न तो लाभ के साथ उपलब्ध है ऑक्सी-दहन प्रौद्योगिकी) ।
इस काम के लिए एक परिचालित द्रव बिस्तर (CFB) carbonator और एक bubbling द्रवित बिस्तर (BFB) के साथ एक काल पायलट संयंत्र चलाने के लिए एक मानक संचालन प्रक्रिया विकसित करना है १००% के साथ calciner हे2 है calciner प्रवेश में एकाग्रता । ऑक्सीजन एकाग्रता बढ़ाए जाने के साथ ही उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए पायलट प्लांट की कमीशनिंग के दौरान कई प्रायोगिक अभियान चलाए गए हैं । इसके अलावा, तीन चूना पत्थर कण आकार वितरण (100-200 µm; 200-300 µm; 300-400 µm) कैसे इस पैरामीटर कणों की elutriation को प्रभावित करता है और इस ऑपरेटिंग मोड में दक्षता पर कब्जा की जांच करने के लिए अध्ययन किया गया ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Longcal limestone</td>
			<td>Loncliffe</td>
			<td>Longcal SP52</td>
			<td>n/a</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical Shacker</td>
			<td>SWECO</td>
			<td>LS24S544+C</td>
			<td>Mechanical siever to separate particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>BOC</td>
			<td>n/a</td>
			<td>BOC cylinders</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen</td>
			<td>BOC</td>
			<td>n/a</td>
			<td>BOC tank</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide</td>
			<td>BOC</td>
			<td>n/a</td>
			<td>BOC tank</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Natural gas</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Taken from the line</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

operation of a 25 kwth calcium looping pilot-plant with high oxygen concentrations in the calciner

कैल्शियम लूप (CaL) एक के बाद दहन सह2 कब्जा प्रौद्योगिकी है कि मौजूदा बिजली संयंत्रों रेट्रोफिटिंग के लिए उपयुक्त है । काल प्रक्रिया एक सस्ते और आसानी से उपलब्ध सह के रूप में चूना पत्थर का उपयोग करता है2 sorbent । जबकि प्रौद्योगिकी व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है, वहां कुछ उपलब्ध विकल्प है कि इसे और अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए लागू किया जा सकता है । इन में से एक को कम करने या पुनर्नवीनीकरण गैस की मात्रा को समाप्त करने के लिए calciner में ऑक्सीजन एकाग्रता बढ़ाने के लिए है (CO2, H2हे और दोष); इसलिए, कम या पुनर्नवीनीकरण गैस स्ट्रीम गर्मी के लिए आवश्यक ऊर्जा को दूर । इसके अलावा, वहाँ दहन तीव्रता में परिवर्तन के कारण ऊर्जा इनपुट में एक परिणामस्वरूप वृद्धि; इस ऊर्जा के लिए पुनर्नवीनीकरण फ्लू गैसों के अभाव में होने के लिए endothermic sulphur प्रतिक्रिया सक्षम करने के लिए प्रयोग किया जाता है । इस पत्र के आपरेशन और calciner में प्राकृतिक गैस के १००% ऑक्सीजन दहन के साथ एक काल पायलट संयंत्र के पहले परिणाम प्रस्तुत करता है । carbonator में आने वाली गैस एक कोयले से निकली बिजली संयंत्र या सीमेंट उद्योग से नकली फ्लू गैस थी । कई चूना पत्थर कण आकार वितरण भी आगे इस ऑपरेटिंग मोड के समग्र प्रदर्शन पर इस पैरामीटर के प्रभाव का पता लगाने के लिए परीक्षण कर रहे हैं । रिएक्टर प्रणाली के विन्यास, ऑपरेटिंग प्रक्रियाओं, और परिणाम इस पत्र में विस्तार से वर्णित हैं. रिएक्टर अच्छा hydrodynamic स्थिरता और स्थिर सह2 पर कब्जा करने के लिए, एक गैस एक कोयले की फ्लू गैस का अनुकरण मिश्रण के साथ ७०% तक की कब्जा क्षमता के साथ दिखाया बिजली संयंत्र निकाल दिया ।

प्रायोगिक सेट अप चित्रा 3में दिखाया गया है । संयंत्र दो परस्पर द्रवित-बिस्तरों शामिल हैं । अर्थात्, carbonator ४.३ मीटर की ऊंचाई और ०.१ मीटर आंतरिक व्यास (आईडी) के साथ एक CFB है; जबकि calciner १.२ म?...

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Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Calciner में उच्च ऑक्सीजन सांद्रता के साथ एक 25 किलोवाटगु कैल्शियम लूप पायलट-संयंत्र का संचालन

इस पांडुलिपि calciner में उच्च ऑक्सीजन सांद्रता के साथ दहन कार्बन पर कब्जा के लिए एक कैल्शियम लूप पायलट-संयंत्र के संचालन के लिए एक प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए कम या फ्लू गैस रीसायकल को खत्म करने के लिए ।

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone ...

Research

JoVE Journal

Environment

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

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