EFICIENȚĂ ENERGETICĂ PRIN VALORIFICAREA
DEȘEURILOR ȘI BIOMASEI
DEȘEURI - BIOMASĂ
Deșeuri agricole Cărbune Anvelope uzate
Deșeuri municipale Hârtie Plastic
Deșeuri de fermă Deșeuri lemnoase Deșeuri de abator
SCURT ISTORIC
- 1792: Prima aplicație publică – iluminatul intrării în sediul Comisariatului de Poliție din Manchester (astăzi, Greater Manchester Police Museum);
- 1799: Philippe Lebon realizează prima instalație de gazeificat lemn cu funcționare continuă;
- 1807: Primul oraș iluminat cu gaz de sinteză – Londra;
- 1925: Producerea de benzină sintetică, din cărbune, prin gazeificare
Franz FISCHER
Hans TROPSCH
PREZENT…
Centrale industriale de gazeificare
Gasification Plant/ Owner Location Gasification Technology
No. Gasifiers
MWth SG Output
Start-up Year
Feed/Product
Pearl GTL Qatar Shell 18 + 0 10936 2011 Natural Gas / FT Liquids
Sasol Synfuels West South Africa Lurgi FBDB 40 + 0 7048 1977 Sub-bit. coal / FT liquids
Sasol Synfuels East South Africa Lurgi FBDB 40 + 0 7048 1982 Sub-bit. coal / FT liquids
Datang Duolun MTP Plant China Shell 3 + 0 3373 2011 Lignite / Methanol
Shenhua Ningxia Coal to Polypropylene II China SEDIN 14 + 2 2500 2014 Coal / Methanol-PP
Shenhua Ningxia Coal to Polypropylene I China Siemens 5 + 0 1912 2011 Coal / Methanol-PP
Great Plains Synfuels Plant United States Lurgi FBDB 12 + 2 1900 1984 Lignite / SNG
Shenhua Baotou Coal-to-Olefins Plant China GE 5 + 2 1750 2011 Coal / Methanol-Olefins
Hexigten SNG Plant China SEDIN 12 + 2 1670 2012 Coal / SNG
Rongxin Inner Mongolia Methanol Plant China ECUST 2 + 1 1400 2014 Coal / Methanol
SARLUX IGCC Project Italy GE 3 + 0 1271 2000 Visbreaker residue / Electricity
ISAB Energy IGCC Project Italy GE 2 + 0 1203 1999 ROSE asphalt / Electricity
Sanwei Neimenggu Methanol Plant China GE 4 + 2 1167 2011 Coal / Methanol
Edwardsport IGCC United States GE 2 + 0 1150 2012 Coal / Electricity
Tianjin Chemical Plant China Shell 2 + 0 1124 2010 Coal /Ammonia
Henan Jinkai China HT-L 4 + 0 1120 2012 Coal / Ammonia
Yunnan Methanol & DME Plant China BGL 4 + 1 1120 2011 Coal / Methanol
Bintulu GTL Plant Malaysia Shell 6 + 0 1032 1993 Natural gas / FT liquids
Long Lake Integrated Upgrading Project Canada Shell 4 + 0 1025 2008 Asphalt / H2
Leuna Methanol Plant Germany Shell 6+0 984 1985 Visbreaker residue/ Methanol
Shenhua Erdos DCL Hydrogen Plant China Shell 2+0 861 2008 Coal / Hydrogen
Fujian Refinery Ethylene Project China Shell 2+1 858 2009 Asphalt / Hydrogen and Electricity
Pearl GTL - QATAR
PRINCIPALELE COMPONENTE ALE UNEI CENTRALE PE
BIOMASĂ, PRIN GAZEIFICARE
Aplicație electrică
1. Platformă de descărcare 2. Conveier 3. Stocator biomasă 4. Tocător 5. Uscător rotativ 6. Gazeificator 7. Filtru ciclon 8. Filtru PARS 9. Schimbător de căldură 10. Generator Diesel 11. Panou de comandă și control 12. Conexiune la rețea 13. Consumator industrial
Aplicații: - Deșeuri municipale
sortate - Deșeuri din stații de
tratare a apei
Aplicație electrică
Aplicație termică
1. Platformă de descărcare 2. Conveier 3. Stocator biomasă 4. Tocător 5. Uscător rotativ 6. Gazeificator 7. Filtru ciclon 8. Filtru PARS 9. Schimbător de căldură 10. Boiler 11. Consumator industrial 12. Consumator casnic
Aplicații: - Deșeuri medicale - Abatoare - Terenuri poluate
Aplicație termică
Aplicație în cogenerare
1. Platformă de descărcare 2. Conveier 3. Stocator biomasă 4. Tocător 5. Uscător rotativ 6. Gazeificator 7. Filtru ciclon 8. Filtru PARS 9. Schimbător de căldură 10. Generator Diesel 11. Panou de comandă și control 12. Conexiune la rețea 13. Consumator industrial
Aplicații: - Deșeuri agricole - Deșeuri de fermă - Deșeuri forestiere - Deșeuri de producție - Resturi de ambalaje
Aplicație în cogenerare
Compoziția chimică a gazului de sinteză funcție de temperatura de gazeificare
Elementul central: gazeificatorul
Centralele pe biomasă prin gazeificare “Made in Romania” sunt echipate cu filtru PARS (Plasma-Assisted Reforming Scrubber) care
folosește tehnologia GlidArc®. Tehnologia GlidArc® îmbunătățește cu până la 20% calitatea
syngas-ului.
Invenția profesorului Albin CZERNICHOWSKI, profesor la Catedra de Fizică și Chimie a Universității din Orleans, Franța, reprezintă un sistem în care o descărcare electrică de 10.000V alunecă continuu de-a lungul unor electrozi divergenți până când descărcarea electrică se întrerupe de la sine și se repetă apoi într-un flux de gaz, de la baza electrozilor curbați, în același fel ca în Scara lui Iacob.
Tehnologia GlidArc
Tehnologia GlidArc Temperatura plasmei: 1400…1500 °C
Centralele pe biomasă prin gazeificare “Made in Romania” sunt echipate cu filtru PARS (Plasma-Assisted Reforming Scrubber) care
folosește tehnologia GlidArc®.
Tehnologia GlidArc®
Diferența între gazul de sinteză filtrat clasic și cel filtrat cu filtrul PARS (Plasma-Assisted Reforming Scrubber) cu tehnologia GlidArc®.
- APLICAȚII -
GlidArc
UNITATE DE DISTRUGERE A ARMAMENTULUI CHIMIC – KOBE, JAPONIA
Since 2004 more than 1400 chemical "yellow" and "red" bombs were successfully destroyed…
Performanță neutralizare SARIN: 99,999998% ! SARIN este mortal la o concentrație de 1,38mg/m³
- APLICAȚII -
UNITATE DE DISTRUGERE A ARMAMENTULUI CHIMIC – KOBE, JAPONIA
- APLICAȚII -
UNITATE DE DISTRUGERE A ARMAMENTULUI CHIMIC – POELKAPELLE, BELGIA
Model of the commercial plant for old Chemical Munitions destruction in Poelkapelle, Belgium
Detonation chamber
GlidArc filter
- APLICAȚII -
Filtrarea gazului de sinteză la centrale pe biomasă, prin gazeificare
Exemple de gaze ce pot fi descompuse: - H₂S (hidrogen sulfurat) - COS (sulfură de carbonil) - NH₃ (amoniac) - C₂H₂ (acetilenă) - CH₃SH (metil mercaptan) - HCN (acid cianhidric) - N₂O (protoxid de azot - de 265 de ori
mai poluant decât CO₂) - CH₄(metan - de 23 de ori mai poluant
decât CO₂) - C₁₀H₈ (naftalină)
- APLICAȚII -
Filtrare gaz toxic cu extragere H₂ la uzina chimică din Zmigrod, Polonia Compoziție gaz: 25% H₂S + 70% CO₂ + 5% hidrocarburi ușoare
- Debit gaz: 60m³/h - Număr filtre: 3 - Putere minimă /filtru:
7,5kWe
- Capacitate maximă de filtrare: 240m³/h - Dimensiuni filtru: Ø300 x 500 - Nu necesită catalizatori - Reactorul are o foarte bună rezistență la
coroziune
- APLICAȚII -
Filtrare gaz toxic cu extragere H₂ la uzina chimică din Zmigrod, Polonia Compoziție gaz: 25% H₂S + 70% CO₂ + 5% hidrocarburi ușoare
- Folosind o putere de 1kW pentru descompunerea a 1Nm³ H₂S a rezultat 0,31Nm³ H₂, rezultând un consum energetic de 3,1kWh pentru producerea a 1Nm³H₂.
Sursa: GlidArc-plasma reactors for hydrogen recovery from waste H₂S A. CZERNICHOWSKI and K. WESOLOWSKA
- APLICAȚII -
Centrale pe biomasă, prin gazeificare
Dimensionare energetică: - 1% din puterea electrică instalată a
centralei, în cazul unui combustibil natural;
- Până la 5% din puterea instalată a centralei, în cazul unui combustibil sintetic.
Filtrare zgură: - Spargerea particulelor de gudron
nefiltrate mecanic în nanoparticule. În acest fel nu sunt afectate părțile mecanice ale grupurilor electrogene (turbine cu gaze sau motoare cu ardere internă).
- APLICAȚII -
Centrale pe biomasă, prin gazeificare
Creșterea valorii energetice a gazului de sinteză 1. Descompunerea CH₄ 2CH₄ C₂H₂ + 3H₂ Putere calorifică: - CH₄ = 50,009 MJ/kg - C₂H₂ = 48,241 MJ/kg - H₂ = 141,80MJ/kg 2. Descompunerea în proporție de aproximativ 40% a naftalinei (C₁₀H₈) care este conținută de gudron: C₁₀H₈ 50%N₂+12%CO₂+20%CO+17%H₂+1%CH₄
Tehnologia GlidArc® îmbunătățește cu până la 20% valoarea energetică a gazului de sinteză.
Schema de principiu a unei centrale pe biomasă, prin gazeificare, de 1MWe
STUDIU DE CAZ 1
CENTRALĂ PE BIOMASĂ, ÎN COGENERARE
INFORMAȚII GENERALE
Arhitectură: tip modular
Combustibil folosit: amestec paie (rumeguș) – găinaț, în proporție ce variază de la 12:1 până la 1:1
Putere: 200kWe ….10MWe
Consum biomasă uscată (h = 18%): 0,850kg/kWe
Perioadă de funcționare pe an: 8.000 ore
Reziduuri (îngrășământ anorganic): 3% din masa inițială
Temperatura agentului termic livrat: 80°C ... 120°C
Motor cu ardere internă: CUMMINS
Poluare: <20% din poluarea realizată de un motor obișnuit cu ardere internă, cu catalizator.
Centrala se dimensionează funcție de cantitatea anuală de deșeuri de fermă.
Construcție rapidă, suprafață redusă
Centrală Racova – Bacău
STUDIU DE CAZ 2
CENTRALĂ PE BIOMASĂ, ÎN COGENERARE
INFORMAȚII GENERALE
- Amplasament: Mall, București - Combustibil: deșeuri menajere și ambalaje (carton +
plastic + menajere) - Putere instalată: 100kWe + 130kWt - Consum de biomasă uscată (18%): 0,9kg/kWe - Regim de funcționare: minim 8.000 ore/an - Număr grupuri electrogene: 1 x 100kWe - Număr gazeificatoare: 1
Centrală Mall – București
STUDIU DE CAZ 3
Gunoaie municipale sortate
INFORMAȚII GENERALE
- Amplasament: capăt de linie sortare - Combustibil: deșeuri menajere rămase după sortare - Putere instalată: 2MWt - Consum de biomasă uscată (20%): 1kg/kWt - Regim de funcționare: minim 8.500 ore/an - Număr gazeificatoare: 1 - Uscător special, cu tambur: 1
Centrală deșeuri municipale
APLICAȚIE SPECIALĂ: RECUPERAREA TERENURILOR POLUATE CU PRODUSE PETROLIERE
MULȚUMIM PENTRU ATENȚE! Cristian Lungu Ciprian Bădin
INVICTA ENERGIA SRL Tel: 0723.125.193/0314.352.546
[email protected] Dezvoltator proiecte de valorificare
a deșeurilor și biomasei Suport finanțare pentru Eficiență Energetică
cu numai 20% aport beneficiar