Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiến bộ của hệ thống năng lượng than phi carbon thông qua việc sử dụng CO2 và sản xuất đa năng
Tóm tắt
Sự phát triển của công nghệ than sạch được kỳ vọng cao để giảm mức phát thải CO2 trong khi đáp ứng nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng tăng mà yêu cầu công nghệ hiệu quả cao và có tính kinh tế hấp dẫn. Quy trình chu trình tổ hợp khí hóa (IGCC) kết hợp với hệ thống thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) có hiệu suất cao và sạch hơn so với nhà máy điện chạy bằng than truyền thống. Trong nghiên cứu này, một sơ đồ quy trình thay thế cho hệ thống IGCC đã được đề xuất, bao gồm việc tái sử dụng CO2 từ khí thải của tuabin khí để sản xuất khí tổng hợp, tiếp theo là tổng hợp methanol. Hiệu suất nhiệt động lực học và tiềm năng kinh tế đã được đánh giá và so sánh cho hai hệ thống này. Hiệu suất của các hệ thống đã được nâng cao thông qua các chiến lược tích hợp năng lượng có hệ thống. Đã phát hiện rằng tính khả thi về nhiệt động lực học và kinh tế đã đạt được những cải thiện đáng kể thông qua việc hiện thực hóa một sơ đồ sản xuất đa năng cân bằng một cách hợp lý. Tiềm năng kinh tế có thể được nâng cao từ tác động tiêu cực lên 317 M€/y (3.6 €/GJ). Kết quả đã chứng minh triển vọng đầy hứa hẹn của việc áp dụng công nghệ tái sử dụng CO2 vào hệ thống IGCC, như một sự thay thế cho hệ thống CCS.
Từ khóa
#than sạch #công nghệ khí hóa #thu giữ carbon #sản xuất đa năng #hiệu suất nhiệt động lực học #tiềm năng kinh tếTài liệu tham khảo
Abidin V, Bouallou C, Clodic D (2011) Valorization of CO2 emissions into ethanol by an innovative process. Chem Eng Trans 25:1–6
Adams TA II, Barton PI (2011) Combining coal gasification and natural gas reforming for efficient polygeneration. Fuel Process Technol 92:639–655
Bulatov I, Klemeš J (2009) Towards cleaner technologies: emissions reduction, energy and waste minimisation, industrial implementation. Clean Technol Environ Policy 11:1–6
Denton DL (2003). Coal gasification—today’s technology of choice and tomorrow’s bright promise. In: AIChE, East Tennessee Section, pp 185–195
Department of energy and climate change (DECC) (2010). Quarterly energy prices
Figueroa JD, Fout T, Plasynski S, McIlvried H, Srivastava RD (2008) Advances in CO2 capture technology—the U.S. Department of Energy’s Carbon Sequestration Program. Int J Greenh Gas Control 2(1):9–20
Hamelinck CN, Faaij APC (2002) Future prospects for production of methanol and hydrogen from biomass. J Power Sources 111(1):1–22
Harkin T, Hoadley A, Hooper B (2009) Reducing the energy penalty of CO2 capture and storage using pinch analysis. Chem Eng Trans 18:255–260
Hetland J (2009) Assessment of pre-combustion decarbonisation schemes for polygeneration from fossil fuels. Clean Techn Environ Policy 11:37–48
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2005) IPCC special report on carbon dioxide capture and storage. Cambridge University Press, New York. www.ipcc.ch/pdf/special-reports/srccs/srccs_wholereport.pdf. Accessed 15 July 2011
Kanniche M, Gros-Bonnivard R, Jaud P, Valle-Marcos J, Amann J-M, Bouallou C (2010) Pre-combustion, post-combustion and oxy-combustion in thermal power plant for CO2 capture. Appl Therm Eng 30:53–62
Klemeš J, Friedler F (2010) Advances in process integration, energy saving and emissions reduction. Appl Therm Eng 30:1–5
Klemeš J, Bulatov I, Cockerill T (2007) Techno-economic modelling and cost functions of CO2 capture processes. Comput Chem Eng 21:445–455
Larson ED, Jin H, Celik FE (2005) Gasification-based fuels and electricity production from biomass, without and with carbon capture and storage. Princeton Environmental Institute. Princeton University, Princeton
Li Y, Markley B, Mohan AR, Rodriguez-Santiago V, Thompson D, Niekerk DV (2006). Utilization of carbon dioxide from coal-fired power plant for the production of value-added products. Penn State College of Earth and Mineral Sciences, Pennsylvania. www.ems.psu.edu/~elsworth/courses/egee580/Utilization_final_report.pdf. Accessed 15 July 2011
Methanex (2010) Methanol price. www.methanex.com. Accessed 15 July 2011
National Energy Technology Laboratory (NETL) (2010) Cost and performance baseline for fossil energy plants volume 1: bituminous coal and natural gas to electricity. DOE/NETL-2010/1397, Pittsburgh. www.netl.doe.gov/energy-analyses/pubs/BitBase_FinRep_Rev2.pdf. Accessed 15 July 2011
Ng KS, Sadhukhan J (2011) Process integration and economic analysis of bio-oil platform for the production of methanol and combined heat and power. Biomass Bioenergy 35(3):1153–1169
Ng KS, Lopez Y, Campbell GM, Sadhukhan J (2010) Heat integration and analysis of decarbonised IGCC sites. Chem Eng Res Des 88(2):170–188
Odeh NA, Cockerill TT (2008a) Life cycle analysis of UK coal fired power plants. Energ Convers Manage 49:212–220
Odeh NA, Cockerill TT (2008b) Life cycle GHG assessment of fossil fuel power plants with carbon capture and storage. Energ Policy 36:367–380
ScottishPower (2008) ScottishPower announces major coal contract with Scottish coal. www.scottishpower.com/PressReleases_1725.htm. Accessed 15 July 2011
Sinnott RK (2006) Coulson & Richardson’s chemical engineering design volume 6. Elsevier: Butterworth-Heinemann, Oxford
Smith R (2005) Chemical process design and integration. Wiley, Chichester
Song C (2001) Tri-reforming: a new process for reducing CO2 emissions. Chem Innov 31(1):21–26
Song C, Pan W (2004) Tri-reforming of methane: a novel concept for catalytic production of industrially useful synthesis gas with desired H2/CO ratios. Catal Today 98(4):463–484
Tijmensen MJA, Faaij APC, Hamelinck CN, van Hardeveld MRM (2002) Exploration of the possibilities for production of Fischer-Tropsch liquids and power via biomass gasification. Biomass Bioenergy 23(2):129–152
United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) (2010a) Press release, 11 December 2010-UN climate change conference in Cancún delivers balanced package of decisions, restores faith in multilateral process. Copenhagen. unfccc.int/files/press/news_room/press_releases_and_advisories/application/pdf/pr_20101211_cop16_closing.pdf. Accessed 15 July 2011
United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) (2010b). Report of the conference of the parties on its fifteenth session. Part two: action taken by the conference of the parties, FCCC/CP/2009/11/Add.1. Copenhagen. unfccc.int/resource/docs/2009/cop15/eng/11a01.pdf. Accessed 15 July 2011
World Coal Association (2011) Coal & electricity. www.worldcoal.org. Accessed 15 July 2011
World Resource Institute (2011). Climate analysis indicators tool (CAIT) version 7.0. cait.wri.org. Accessed 15 July 2011