Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla pomocí vysokoteplotních palivových článků s tuhým elektrolytem



Podobné dokumenty
Česká asociace pro pyrolýzu a zplyňování, o.s. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D. Ing. Ivo Picek Ing. Siarhei Skoblia, Ph.D.

Zkušenosti s provozem vícestupňových generátorů v ČR

Kombinovaná výroba elektrické energie, tepla a biosorbentu z biomasy. Michael Pohořelý & Siarhei Skoblia. Zplyňování

Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla z biomasy procesem zplyňování v ČR. Michael Pohořelý & Siarhei Skoblia. Zplyňování

Zplyňování biomasy. Sesuvný generátor. Autotermní zplyňování Autotermní a alotermní zplyňování

Vysokoteplotní čištění plynu pro SOFC

Přehled technologii pro energetické využití biomasy

SPALOVÁNÍ PLYNU ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

Zplyňování biomasy možnosti uplatnění

Možnosti výroby elektřiny z biomasy

Vícestupňové zplyňovaní dlouhá cesta od myšlenky k realizaci

VÝZKUMNÉ ENERGETICKÉ CENTRUM

Spolek pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla člen COGEN Europe. Firemní profil

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí

RNDr. Barbora Cimbálníková MŽP odbor ochrany ovzduší telefon:

ODSTRAŇOVÁNÍ KYSELÝCH SLOŽEK Z PLYNŮ ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

SPALOVÁNÍ ENERGOPLYNU NA VUT BRNO

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

NÁVRH TECHNOLOGIE VYSOKOTEPLOTNÍHO ČIŠTĚNÍ ENERGOPLYNU

MŽP odbor ochrany ovzduší

Energetické využití odpadu. 200 let První brněnské strojírny

Ekonomické a ekologické efekty kogenerace

Škodliviny v ovzduší vznikající spoluspalováním komunálního odpadu v domácnostech

Novela nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Kurt Dědič, odbor ochrany ovzduší MŽP

Technologie zplyňování biomasy

ZPLYŇOVÁNÍ V EXPERIMENTÁLNÍM REAKTORU S PEVNÝM LOŽEM

PŘEDSTAVENÍ VÝROBY ELEKTŘINY

SPOLUSPALOVÁNÍ TUHÉHO ALTERNATIVNÍHO PALIVA VE STANDARDNÍCH ENERGETICKÝCH JEDNOTKÁCH

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla v roce 2008

Stabilizovaný vs. surový ČK

Emisní limity pro zvláště velké spalovací zdroje znečišťování pro oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku (NO x ) a tuhé znečišťující látky

Swedish Gas Technology Centre

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv Spalovací turbíny Ing. Jan Andreovský Ph.D.

ENERGOPLYN PRODUKT ZPLYŇOVÁNÍ

Vlhkost 5 20 % Výhřevnost MJ/kg Velikost částic ~ 40 mm Popel ~ 15 % Cl ~ 0,8 % S 0,3 0,5 % Hg ~ 0,2 mg/kg sušiny Cu ~ 100 mg/kg sušiny Cr ~ 50

INOVACE PRO EFEKTIVITU A ŢIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Zplyňování. Ing. Martin Lisý, PhD. Energetický ústav VUT v Brně Fakulta strojního inženýrství

Možnosti energetického využívání tzv. palivového mixu v podmínkách malé a střední energetiky

SPALOVNA ZEVO CHOTÍKOV

Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla (KVET) Možnosti využití biomasy

Technologie přímého aditivního odsíření pro fluidní kotle malých a středních výkonů

Kogenerační jednotka se spalovací turbínou o výkonu 2500 kw. Stanislav Veselý, Alexander Tóth

VÝZKUMNÉ ENERGETICKÉ CENTRUM

Studie proveditelnosti rozvoje skládky Chotíkov

Jak lze získat energii z odpadů v konkrétních regionech a mikroregionech? Ing. Vladimír Ucekaj, Ph.D.

IREAS, o.p.s. Hrotovice, Autor: Ing. Jan Macháč, Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D.

Negativní vliv energetického využití biomasy Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Činnost klastru ENVICRACK v oblasti energetického využití odpadu

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

lní vývoj v biomasy Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Luhačovice

SESUVNÝ ZPLYŇOVAČ S ŘÍZENÝM PODÁVÁNÍM PALIVA

Stručné shrnutí údajů ze žádosti

Seminář Koneko Praha, Spalování paliv. Kurt Dědič odbor ochrany ovzduší MŽP

SMART kw. Čistota přírodě Úspora klientům Komfort uživatelům

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

OSVĚDČENÁ VÝROBA PYROLÝZNÍHO OLEJE A JEHO PRAKTICKÉ VYUŽITÍ NEJEN V ENERGETICE. Kateřina Sobolíková

Obsah. KVET _Mikrokogenerace. Technologie pro KVET. Vývoj pro zlepšení parametrů KVET. Využití KVET _ Mikrokogenerace

OBSAH. ČÁST VII.: TECHNOLOGIE A BIOTECHNOLOGIE PRO LIKVIDACI POPs

Vodík jako alternativní ekologické palivo. palivové články a vodíkové hospodářství

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Vliv spalování komunálního odpadu v malých zdrojích tepla na životní prostředí v obcích

VYHLÁŠKA ze dne 5. prosince 2012 o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie

PŘÍLOHY. k návrhu SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY. o omezení emisí některých znečišťujících látek do ovzduší ze středních spalovacích zařízení

Matematické modely v procesním inženýrství

Finanční podpora státu u opatření na snižování emisí v segmentu velké energetiky na území Moravskoslezského kraje

HODNOCENÍ VÁPENATÝCH MATERIÁLŮ PRO ADSORPCI HCL

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Nakládání s odpady v Moravskoslezském a Žilinském kraji

VLIV REAKČNÍ TEPLOTY NA SLOŽENÍ PLYNU Z FLUIDNÍHO ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY VODNÍ PAROU

MOŽNOSTI KOGENERACE S TURBOSOUSTROJÍM PŘI ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

Studie proveditelnosti rozvoje skládky Chotíkov

Žádosti o podporu v rámci prioritních os 2 a 3 jsou přijímány od 1. března 2010 do 30. dubna 2010.

Využití pyrolýzy ke zpracování stabilizovaných čistírenských kalů

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Zákon 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů

Zveřejněno dne

Podpora energetického využívání biomasy v Moravskoslezském kraji

Moderní energetické stoje

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Pevná biopaliva. Termochemická konverze pevných paliv. Tuhá alternativní paliva. Vlastnosti odpadů I. Vlastnosti odpadů II

ŘÍZENÉ SPALOVÁNÍ BIOMASY

Netradiční zdroje energie, čistá paliva a nové metody spalování

Seminář KONEKO k vyhlášce č. 415/2012 Sb. Praha, 23. května Zjišťování a vyhodnocování úrovně znečišťování ovzduší

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Výzkumné energetické centrum 17. listopadu 15/2172, Ostrava - Poruba

VYSOKOTEPLOTNÍ ÚPRAVA SYNTÉZNÍHO PLYNU

REKONSTRUKCE UHELNÝCH KOTLŮ NA SPALOVÁNÍ BIOMASY

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Výzkumné energetické centrum Zkušební laboratoř 17. listopadu 15/2172, Ostrava - Poruba

Výzkum a vývoj experimentálního zkušebního zařízení systém čištění spalin

Emisní limity pro BPS - aktuální stav a plány

Vysokoteplotní karbonátová smyčka moderní metoda odstraňování CO 2 ze spalin

Seznam údajů souhrnné provozní evidence zdrojů znečišťování ovzduší

VÝZKUMNÉ ENERGETICKÉ CENTRUM

VYHLÁŠKA ze dne 21. ledna 2016 o elektřině z vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla a elektřině z druhotných zdrojů

POROVNÁNÍ KVALITY PLYNŦ PRODUKOVANÝCH SOUPROUDÝMI GENERÁTORY V ČESKÉ REPUBLICE

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

UŽITEČNÉ SEMINÁŘE. CZ Hradec Králové, 21. února Zjišťování znečišťování ovzduší a nová legislativa ochrany ovzduší

ENERGETIKA TŘINEC, a.s. Horní Lomná

VÝSLEDKY MĚŘENÍ EMISÍ LOKÁLNÍCH KOTLŮ V JIHOČESKÉM KRAJI

Co udělaly (a musí udělat) teplárny pro splnění limitů? Co přinesla ekologizace?

Transkript:

VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ V PRAZE Ústav chemických procesů Akademie věd ČR Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla pomocí vysokoteplotních palivových článků s tuhým elektrolytem Michael Pohořelý Ústav energetiky, VŠCHT v Praze Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i. Česká asociace pro pyrolýzu a zplyňování

Zplyňování biomasy H 2 + CO + CH 4 + minoritní sloučeniny + CO 2 + H 2 O + (N 2 ) + nečistoty (dehet, prach, sloučeniny síry, chloru apod.) Teplo Palivo + zplyňovací médium (vzduch, O 2, pára, CO 2 )

Výhody zplyňování oproti spalování Převedení tuhého paliva s velkým měrným objemem (pevné palivo) na plynné palivo s možností spalování v tepelných strojích. Syntéza alternativních paliv. Kogenerace s vyšším teplárenským modulem. Nižší provozní náklady. Úspora primárních paliv. Snížení produkce CO 2, SO 2, NO X, CO, TZL, POP apod. na jednotku el. výkonu. Platí pro výkonové měřítko do cca 10 MW e (50 MW t )

Účinnost výroby elektrické energie z biomasy I Teoretická elektrická účinnost [%] Palivové články Plynový motor Stirlingův motor Elektrický výkon [kw el ] Turbína Plynová turbína Parní turbína Spoluspalování Hofbauer H: Vergasung ein Baustein zur Realisierung von Polygeneration. Symposium Polygeneration, Güssing (2005).

Účinnost výroby elektrické energie z biomasy II Porš Z.: Palivové články, Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (2002).

Účinnost výroby elektrické energie III η = η pl * η kj Elektrická účinnost celého kogeneračního systému (η) je definována násobkem účinnosti výroby plynného paliva (η pl ) a hodnotou účinnosti výroby elektrické energie v kogenerační jednotce (η kj ) Zařízení použitá pro výrobu elektrické energie 1. Spalovací elektrárna s parní turbínou (11 MW e ) (Zelený kotel, 33 MW t ),2010, Plzeň 2. Spalovací elektrárna s parní turbínou (11 MW e ) (Spalování čisté biomasy, 105 MW t ), od 2009, Hodonín 3. Vícestupňového generátoru (0,2 MW e ) GP200 Tarpo, spol. s r.o., Kněževes, 2011 4. Vícestupňový generátor ODRY (1 MW e ) Tarpo, spol. s r.o., AIR TECHNIC s.r.o., 2012 Účinnost konverze η pl, % Účinnost výroby, η kj, % Celková účinnost η, % Náklady tis Kč./kW e - - 27,6 80 - - 30-33 - min. 85 32 max. 36 27,2 30,6 80-90 80-100 90 36 32,4 100 5. Zplyňovací generátor SOFC 90 45-65 40-60 Velmi vysoké

Vícestupňový zplyňovací systém TARPO Zjednodušené schéma procesu TARPO : Základní parametry komerčního projektu GP500 lokalita Odry Jmenovitý el. výkon 2x 500 kw e Spotřeba dřevní štěpky (abs. suché) 360 kg/hod Velikost štěpky 6 až 80 mm Vlhkost až 60% Elektrická účinnost 32,4% Specifická spotřeba paliva (abs. suché) cca 0,7 kg/ kwh e Specifická el. práce cca 1,43 kwh e /kg

Aravind P.V., Wiebren de Jong: Evaluation of High Temperature Gas Cleaning Options for Biomass Gasification Product Gas for Solid Oxide Fuel Cells. Progress in Energy and Combustion Science 38, pp. 737 764 (2012). Požadavky na čistotu plynu pro SOFC Prach (tuhé znečišťující látky): < 1 mg/m 3. Dehty (výše vroucí organické látky): 10 500 mg/m 3. Sirné sloučeniny ( H 2 S, COS, CS 2, organické sloučeniny): jednotky ppm v Halogenovodíky ( HCl, HF, HBr): jednotky ppm v NH 3 a jiné dusíkaté sloučeniny: limitní obsah není specifikován.

Návrh čistící trati pro SOFC Primární'jemné'odprášení' Přehřátá'pára' keramické' svíčkové' filtry' Sorpce' halogenvodíků' (500' C)' 750' >'500' C' Sorpce'sirných' sloučenin' (400' C)' Vlhká' lignocelulózová' biomasa' ' Pásová' sušárna' Primární'opatření:' Rmateriál'fluidní'vrstvy' Rrecirkulace'spalin' W=5 10'hm.'%' ' Fluidní'reaktor' 850 C' ' 750 C' ' Příprava'a' ohřev' zplyňovacího' a'fluidačního' média' ' Terciální' ultrajemné' odprášení' Sekundární' jemné'odprášení' (alkalické'kovy)' (400' C)' Ohřev'plynu' až'na'1000' C' (injekcí' kyslíku)' Dopalovací' komora' SOFC' ORC' ' ' Vzduch' ' Vzduch' ' Membránová' separační' jednotka' <'95%'O 2' H 2 O,'CO 2,'(N 2 )' N 2'

Příklad našich výsledků dehalogenace plynu Palivo zemědělská biomasa či alternativní palivo (zvýšený obsah HCl v plynu) primární sorpce halogenovodíků na sorbentech na bázi kovů alkalických zemin (vápenec, či dolomit) sekundární sorpce na sorbentech na bázi alkalických kovů. Palivo dřevní biomasa (velmi nízký obsah HCl v plynu) sorpce na sorbentech na bázi alkalických kovů. Výhody K-sorbentů proti Na-sorbentům: přívětivější rovnováha s halogenovodíky. Nevýhody K-sorbentů proti Na-sorbentům: vyšší cena, vyšší tenze draselných než sodných sloučenin.

Dehalogenace plynu I Rovnovážná koncentrace HCl (ppm) 2 1.6 1.2 0.8 0.4 0 Na-sorbent Na-sorbent Na-sorbent K-sorbent K-sorbent K-sorbent 400 500 600 Teplota ( C) Simmel, P. A.; Jukka, K.; Leppälahti, J. K.; Kurkela, A. Tar-Decomposing Activity of Carbonate Rocks under High CO 2 Partial Pressure. Fuel 1995, 74, 938-945. Solich, M. Vysokoteplotní odstranění H 2 S a HCl z plynu produkovaného zplyňováním biomasy a odpadu. Diplomová práce, VŠCHT Praha, 2004. Stemmler, M.; Müller, M. Chemical Hot Gas Cleaning Concept for the CHRISGAS Process. Biomass and Bioenergy 2011, 35(1), 1-11.

Dehalogenace plynu vliv prostorové rychlosti 500 C, 101,325 kpa Šustr V. Vysokoteplotní odstraňování chlorovodíku z modelového generátorového plynu pomocí sorbentu na bázi sodíku. Bakalářská práce, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav energetiky (2013). Cabáková G.: Vysokoteplotní čištění generátorového plynu ze zplyňování biomasy odstraňování halogenidů. Diplomová práce, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav energetiky (2012).

Dehalogenace plynu vliv složení plynu Šustr V. Vysokoteplotní odstraňování chlorovodíku z modelového generátorového plynu pomocí sorbentu na bázi sodíku. Bakalářská práce, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav energetiky (2013). Cabáková G.: Vysokoteplotní čištění generátorového plynu ze zplyňování biomasy odstraňování halogenidů. Diplomová práce, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav energetiky (2012).

Děkuji za pozornost.

VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ V PRAZE Ústav chemických procesů Akademie věd ČR Ing. Michael Pohořelý, Ph.D. tel.: 737 25 14 62 email: pohorely@icpf.cas.cz email: pohorelm@vscht.cz AHK Services s.r.o. Váš kompetentní partner pro česko-německý obchod

Maximální teoretická účinnost Porš Z.: Palivové články, Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (2002).

Vliv parametrů palivových článků na napětí Porš Z.: Palivové články, Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (2002).

Vliv teploty na napětí SOFC Porš Z.: Palivové články, Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (2002).

Vliv teploty na účinnost celého systému Porš Z.: Palivové články, Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (2002).