Нова процедура за намаляване на замърсяването от въглищни електроцентрали

Въпреки бързото нарастване на производството на електроенергия от възобновяеми източници като вятър и слънчева енергия, над 60% от електроенергията в Индия все още се произвежда в топлоелектрически централи.

От 36-те блока, които са на възраст под 25 години, тези, които не отговарят на нормите за ефективност, ще бъдат разрешени за ограничен брой часове в годината, за да отговорят на изискването за балансиране или пикове на мрежата.

Въглищата, като източник на енергия, сега са категорично в недоброжелателност поради съображения, свързани с изменението на климата. Повечето страни, включително Индия, имат планове за постепенно премахване на въглищата през следващите няколко десетилетия. Индия всъщност официално обяви, че няма да създава нови въглищни електроцентрали след 2022 г.

Все пак трябва да живеем с въглища поне още време. Въпреки бързото нарастване на производството на електроенергия от възобновяеми източници като вятър и слънчева енергия, над 60% от електроенергията в Индия все още се произвежда в топлоелектрически централи. И се смята, че дори и в най-добрия сценарий, въглищата ще продължат да бъдат в основата на енергийния микс на Индия поне още три десетилетия.

Полагат се усилия да се гарантира, че замърсяването, произтичащо от въглищата, е поне малко намалено през тези междинни години. Внедряват се или се експериментират различни технологии за чисти въглища, за да се реализира целта. Съвременните свръхкритични електроцентрали също отделят по-малко замърсители.

Следвайте @ieexplain
Повечето топлоелектрически централи изгарят въглища, за да генерират топлина, която се използва за превръщане на водата в пара. След това налягането на парата се използва за придвижване на турбини, които произвеждат електричество. Качеството на въглищата е важен фактор при определянето на ефективността на централата — количеството електроенергия, генерирана на единица изгорени въглища — както и отпадъците, които се отделят. Обикновено въглищните електроцентрали отделят много въглероден диоксид (CO2), който е опасен парников газ.

Разновидностите на въглищата, открити в Индия, имат допълнителен проблем. Те имат високо съдържание на пепел. Изгарянето на въглища в конвенционалния пулверизиран режим води до отделяне на много летлива пепел, което е основен принос за замърсяването на въздуха и опасност за здравето. Бяха въведени няколко техники за улавяне на тази летяща пепел след нейното производство, но те не са много ефективни. Като алтернатива, въглищата преминават през обширен процес на предварителна обработка, наречен измиване, за да се отстрани част от съдържанието на пепел, преди да бъде изгорена, което също не е много ефективно.

Група изследователи от IIT Madras вече измисли по-ефективен начин за управление на този проблем. Освен че гарантират, че пепелта се отстранява като парчета от самия реактор, тяхната процедура намалява образуването на CO2 и вместо това генерира синтетичен газ (сингаз), който е смес от чисти горивни газове като въглероден оксид и водород, като продукти, които след това могат да бъдат използвани за различни приложения.

Групата използва добре известна техника за газификация на въглища, при която въглищата се изгарят само частично с много ограничено количество кислород в „реактора за газификация с кипящ слой с мехурчета“. При около 100 градуса по Целзий цялата влага от въглищата се източва. При по-високи температури, между 300 и 400 градуса по Целзий, се отделят газообразни горива, уловени във въглищата, като азот, метан и смес от много други въглеводороди. Когато температурите достигнат между 800-900 градуса по Целзий, въглеродът във въглищата започва да реагира с кислорода във въздуха, както и с парата, подадена заедно с въздуха, за да образува въглероден окис (CO), водород и въглероден диоксид (CO2). Чрез контролиране на количеството въздух и пара може да се гарантира, че се образуват значителни количества въглероден оксид (CO) и водород (H2). Производството на CO2, който е парников газ, може да бъде сведено до минимум. Проведени са внимателни систематични проучвания, за да се достигне до режима на работа, съотношенията въздух към въглища и пара към въглища. Установено е, че добавянето на пара става благоприятно в случай на високопепелни индийски въглища. Следователно, оптимизирана производителност може да бъде установена в случай на индийски въглища, като се следва тази оперативна процедура.

Всъщност тази техника може да бъде разширена за получаване на синтез-газ с висока калоричност чрез повишаване на съдържанието на кислород в окислителя, а съотношението H2 към CO може да бъде подобрено чрез добавяне на пара в подходящи количества.

Изследователите също така показаха, че добавянето на биомаса, като оризови люспи, заедно с индийски въглища, придава каталитичен ефект и значително подобрява ефективността на газификация.

Vasudevan Raghavan, един от изследователите, свързани с експеримента, каза, че процесът ще подобри привлекателността на индийските въглища за използване в електроцентрали. Въглищата се предлагат евтино в Индия в много големи количества, но не са предпочитани поради високата пепел и ниското енергийно съдържание. Рагаван добави, че съществуващите електроцентрали ще трябва да заменят традиционните си реактори с реактори за газификация и да ги експлоатират, както е илюстрирано от неговия екип, за да се възползват от тази процедура. В устията на индийските въглищни мини такива реактори за газификация могат да бъдат създадени, за да се погрижат за нуждите от електроенергия в селските райони.

Споделете С Приятелите Си: