Содержание номеров

Применение технологий парогазовых энергетических установок с внутрицикловой газификацией твердого и жидкого видов топлива в мировой энергетике и перспективы их внедрения в Украине

1Дудник А.Н., канд. техн. наук, ст.науч.сотр., https://orcid.org/0000-0002-9832-1536 ,
1Дунаевская Н.И., канд. техн. наук, ст.науч.сотр., https://orcid.org/0000-0003-3271-8204 ,
2Соколовская И.С., канд. техн. наук, https://orcid.org/0000-0003-1959-9837
1Институт угольных энерготехнологий НАН Украины, ул. Андреевская, 19, г. Киев, 04070, Украина
2Институт общей энергетики НАН Украины, ул. Антоновича, 172, г. Киев, 03150, Украина
Язык: украинский
Источник: Проблемы общей энергетики, 2019, 3(58):37-44
https://doi.org/10.15407/pge2019.03.037
Рубрика: Исследование и оптимизация технологических объектов и систем энергетики
УДК: 621.311
Принята: 18.07.2019
Опубликовано: 27.09.2019

Аннотация:

Приведены основные показатели парогазовых энергетических установок с внутрицикловой газификацией угля (ПГУ с ВГУ) и другого твердого, а также жидкого топлива и проанализирован мировой опыт внедрения технологий газификации для ПГУ в разных странах мира. Показаны основные показатели ПГУ с ВГУ с и без улавливания и хранения СО2. На ПГУ с ВГУ при высоком электрическом КПД кроме электроэнергии дополнительно получают ценные химические продукты (серная кислота, водород, аммиак, сера, гипс и др.), что значительно повышает экономичность этих энергоустановок.
Определены перспективы внедрения ПГУ с ВГУ в Украине. В Украине для газификации можно использовать каменный уголь Львовско-Волынского угольного месторождения, бурый уголь Житомирской, Кировоградской и других областей Украины, а также нефтяной кокс ? побочный продукт производства жидких продуктов на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) Украины. Выбор эффективной технологии газификации зависит от свойств выбранного твердого или жидкого видов топлива. Показана возможность использования первичной инфраструктуры украинских НПЗ, которые сейчас остановлены, для построения ПГУ с ВГУ с использованием СО2 для увеличения добычи нефтегазового сырья из обедневших скважин на западе Украины.

Ключевые слова: тепловая электрическая станция, парогазовая установка, внутрицикловая газификация, уголь, твердое топливо, биомасса.

Литература:

  1. Директива 2001/80/ЄC Європейського парламенту і Ради від 23 жовтня 2001 року про обмеження викидів деяких забруднюючих речовин в атмосферне повітря від великих установок для спалювання. Офіційний вісник ЄС, L 309, 27.11.2001. С. 1–21.
  2. Директива 2010/75/ЕU Європейського Парламенту та Ради від 24 листопада 2010 року про промислові викиди (комплексне запобігання і контроль забруднень) (переглянута). Офіційний вісник ЄС, L 334, 17.12.2010. С. 17–119.
  3. Directive (EU) 2015/2193 of the European Parliament and of the Council of 25 November 2015 on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from medium combustion plants. Official Journal of the European Union, L 313, 28.11.2015. P. 1–19.
  4. Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products. Official Journal of the European Union, L 285, 31.10.2009. P. 10–35.
  5. Паризька угода (від 12.12.2015) {Угоду ратифіковано Законом № 1469-VIII від 14.07.2016}. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_l61 (дата звернення: 19.06.2019).
  6. Beginning the World’s First Integrating Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle Project (IGFC) Demonstration Project – Aiming to both Improve Efficiency of Coal-Fired Power Generation and Greatly Cut CO2 emissions. News Release, NEDO, OSAKI CoolGen Corporation. April 17, 2019. 4 p.
  7. Wakabayashi Y. The Latest Coal-Fired Thermal Power Plant. Mitsubishi Hitachi Power Systems. 2017. 38 p.
  8. Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Technologies. Edited By Ting Wang and Gary Stiegel. Woodhead Publishing Series in Energy. Elsevier Ltd. 2017. 928 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100167-7.00026-3
  9. Патон Б., Долінський А., Халатов А., Білека Б., Костенко Д., Письменний О. Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології. Вісник НАН України. 2009. № 4. С. 3–10.
  10. Dudnik O.M., Sokolovska I.S. Conversion of Ukrainian Low Grade Solid Fuels with CO2 Capture. Coal-Energy, Environment and Sustainable Development. Proceeding of Twenty-Seventh Annual International Pittsburgh Coal Conference, 2010. Paper 22-2. 22 p.
  11. Дудник О., Корчевий Ю., Майстренко О., Мухопад Г. В., Оніщенко С. В. Енергетика на основі паливних елементів – стратегія на випередження. Енергетика та електрифікація. 2000. № 5. С. 45–51.
  12. Dudnik O.M., Sokolovska I.S. Results of Organic Fuel Conversion at Fuel Cell Test Installation. Fuel Cell technologies: State and Perspectives, NATO Sci.Ser., II, Math., Phys., and Chem., Netherlands: Springer. 2005. Vol. 202. P. 163–174. https://doi.org/10.1007/1-4020-3498-9_15
  13. Дудник О.М. Процеси газифікації твердого палива для отримання водню. Теплова енергетика – нові виклики часу / за заг. редакцією П. Омеляновського, Й. Мисака. Львів: НВФ «Українські технології», 2009. С. 133–146.
  14. Майстренко О.Ю., Дудник О.М., Гапонич Л.С. Сучасний стан парогазових установок із внутрішньоцикловою газифікацією твердого і рідкого видив органічного палива. Теплова енергетика – нові виклики часу / за заг. редакцією П. Омеляновського, Й. Мисака. Львів: НВФ «Українські технології», 2009. С. 249–257.
  15. Майстренко А.Ю., Дудник А.Н., Яцкевич С.В. Технологии газификации углей для парогазовых установок. К.: Общество «Знание», 1993. 68 с.
  16. EIA, “Levelized Cost and Levelized Avoided Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2016”; NETL, “Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants Volume 1b: Bituminous Coal (IGCC) to Electricity,” 2015, URL: http://www.netl.doe.gov/energy-analyses/temp/CostandPerformanceBaselineforFEPlantsVol1bBitCoalIGCCtoElecRev2bYearDollarUpdate_073115.pdf; Lazard, “Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis - Version 9.0” (дата звернення: 19.06.2019).
  17. NETL. Electricity Generation Baseline Report. Technical Report NREL/TP-6A20-67645. January 2017. https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/67645.pdf (дата звернення: 25.06.2019).
  18. Rosa Domenichini et al. Operating Flexibility of Power Plants with Carbon Capture and Storage (CCS). Energy Procedia. 37 (2013). Р. 2727–2737. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.06.157 19 Barnes I. Recent operating experience and improvement of commercial IGCC/CCC/222, EA Clean Coal Centre. 2013. 52 p.
  19. Coca Llano P. Puertollano IGCC: Pilot plant for CO2 capture and H2 production. Proceedings of 2nd International Conference on Energy Process Engineering. 2011. 25 p.
  20. Wabash River Coal Gasification Repowering Project Performance Summary. Clean Coal Technology Demonstration Technology. DOE/FE-0448. 2002. 16 p.
  21. Tampa Electric Integrated Gasification Combined Cycle. Project Performance Summary. Clean Coal Technology Demonstration Technology. DOE/FE-0469. 2004. 20 p.
  22. Sommer A. The Edwardsport IGCC Project Overpaying and Underperforming. Report of Sommer Energy, LLC. 2015. 12 p.
  23. Xu R. Clean coal technology development in China. Energy Policy. 2010, 38. P. 2123–2130. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2009.06.003
  24. People’s Republic of China: Tianjin Integrated Gasification Combined Cycle Power Plant Project Summary Environmental Impact Assessment. Project Number: 42117. Prepared by the Huaneng Greengen Co. for the Asian Development Bank (ADB). 2008. 28 p.
  25. Nunokawa M. Progress in NAKOSO 250 MW Air Blown IGCC Demonstration Project. Proceedings of International Conference on Power Engineering - 2013 (ICOPE-2013). 25 p.
  26. Esposito R. The Kemper Project IGCC. Project Overview. SECARB Stakeholders’ Briefing. 2017. 16 p.
  27. ISAB Energy. Annual Report for the year ended 31 December 2013. 76 p. URL: https://www.erg.eu/documents/10181/56470/ISAB+Energy+2013_x+Sito.pdf (дата звернення: 03.07.2019).
  28. Collodi G. Operation of ISAB Energy and Sarlux IGCC Projects. Proceedings of 2000 Gasification Technologies Conference, San Francisco (California, USA), October 8-11, 2000. 8 p. URL: https://www.globalsyngas.org/uploads/eventLibrary/Gtc00271.pdf (дата звернення: 25.06.2019).
  29. Progress Report: Varnamo Biomass Gasification Plant/К. Stahl, M. Neergaard, J.Nieminen. Proceedings of 1999 Gasification Technologies Conference, San Francisco (California, USA), October 17?20, 1999. 16 p. URL: https://www.globalsyngas.org/uploads/eventLibrary/GTC99290.pdf (дата звернення: 10.07.2019).
  30. Дудник А.H., Стрижак П.Е., Синха А.К., Сингх Бхаван, Трипольский А.И., Соколовская И.С., Фаруки С.А. Карбонизация твердых органических отходов с использованием никелевого и железного катализаторов. Альтернативные источники сырья и топлива: сб. науч. тр., Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т химии новых материалов; науч. ред. В.Е. Агабеков, К.Н. Гусак, Ж.В. Игнатович. Минск: Беларуская навука, 2014. Вып. 1. С. 211–225.
  31. Cпосіб одержання водню: патент на корисну модель № 60806 від 25.06.2011, Україна / Є.Ю. Калішин, А.І. Трипольський, Л.Ю. Долгіх, І.В. Дейнега, П.Є. Стрижак, О.М. Дудник, І.С. Соколовська. 2011. 10 с.
  32. Каталізатор конверсії монооксиду вуглецю: патент на корисну модель № 60805 від 25.06.2011, Україна / І.Б. Бичко, Є.Ю. Калішин, А.І. Трипольський, Л.Ю. Долгіх, І.В. Дейнега, П.Є. Стрижак, О.М. Дудник, І.С. Соколовська. 2011. 10 с.
  33. Паливний брикет для отримання водню: патент на корисну модель №106501 від 25.04.2016, Україна / Є.Ю. Калішин, A.І. Трипольський, О.М. Дудник, І.Б. Бичко, І.С. Соколовська, П.Є. Стрижак. 2016. 7 c.
  34. Жовтянський В.А., Дудник О.М., Якимович М.В. Одержання синтез-газу з бурого вугілля та мулу з використанням парового плазмотрона. Новини енергетики. 2015. № 4. С. 26–28.
  35. Zhovtyansky V., Dudnyk O., Petrov S., Verbovsky V., Rubets D., Yakymovych M. Plasma-steam intensification of the hydrogen yield in the process of wood air gasification. High Temperature Material Processes – An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes, Connecticut (USA): Begell House Publishers. 2013. Vol. 17, No. 1. P. 25–35. https://doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2014012582
  36. Singh H., Yadav R., Farooqui S.A., Dudnyk O., Sinha A.K. Nanoporous nickel oxide catalyst with uniform Ni dispersion for enhanced hydrogen production from organic waste. International Journal of Hydrogen Energy. 2019. Vol. 44. P. 19573–19584. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.203

Скачивания:

Полный текст (PDF)