Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологических решений по улавливанию и захоронению СО2 с использованием передовых технологий сжигания топлив в химических циклах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6041
Организация
ОАО "ВТИ"
Руководитель работ
Рябов Георгий Александрович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
9,8 млн
Внебюджетные средства
2,7 млн

Разработка процессов и создание методических и расчетных основ для сооружения передовых пилотных и демонстрационных установок по улавливанию и захоронению СО2

Этапы проекта

1
14.06.2007 - 07.12.2007
В рамках выполнения этапа №1 Государственного контракта № 02.516.11.6041 “Разработка технологических решений по улавливанию и захоронению СО2 с использованием передовых технологий сжигания топлив в химических циклах” выполнены выбор технологических решений и принципиальных схем, разработаны основные блоки для математического моделирования, проведены экспериментальные исследования сжигания газа в химическом цикле с улавливанием СО2 и выполнены исследования по подземному захоронению и закачке уловленного СО2 в нефтяные скважины. Выбор технологических решений по использованию композитов оксидов металлов – носителей кислорода выполнен на основе требований к их реакционной способности и прочности при температурах 850 – 1000 0С. В результате получена опытная партия композита NiO-Al2O3 для проведения дальнейших исследований.
  Разработана программа и методика проведения опытов. Представлены протоколы экспериментов по свойствам оксидов металлов-носителей кислорода, гидродинамическим характеристикам установки (при “холодных” продувках), показателям тепловых реакций и тепловых потерь при сжигании природного газа, составу смеси газов для моделирования условий сжигания продуктов газификации.
  Выполнено исследование свойств СО2 и его поведения при подземном хранении СО2 применительно к термобарическим условиям в недрах и перспективе захоронения CO2. на территории России. Поскольку одним из основных требований был выбор объектов, способных вместить большие объемы СО2 рассматривалось региональное распространение на территории России, пластов коллекторов в диапазоне глубин залегания от 500 до 2000 м. Выполнен анализ имеющегося отечественного и зарубежного опыта, и региональных условий для закачки уловленного СО2 в нефтяные скважины. Показаны преимущества и проблемы при использовании метода закачки СО2 в скважины для захоронения СО2. Определены наиболее перспективные объекты для создания демонстрационных установок.
Разработаны основные блоки модели (теплообмен, гидродинамика и процессы химического реагирования) для математического моделирования условий сжигания топлив в химических циклах. Разработаны принципиальные схемы промышленных, пилотных и демонстрационных установок со сжиганием топлив в химических циклах с выделением СО2. Показана возможность создания демонстрационных установок с тепловой мощностью до 10 МВт в вариантах сжигания природного газа и угля. Предложена схема промышленной установки с возможным КПД на уровне 51 %. Показано, что при использовании продуктов газификации вряд ли целесообразна сепарация СО2 в химических циклах, более перспективным является сжигание в среде кислорода с рециркуляцией СО2.
  Выполнен отчет о патентном поиске с учетом анализа научно-технической литературы.
Развернуть
2
01.01.2008 - 30.06.2008
В процессе разработки технических основ сжигания твердого топлива в химических циклах определены возможные схемы сжигания и применяемое оборудование. Даны методики и приведены протоколы испытаний на реконструированной стендовой установке. Дополнительно за счет средств внебюджетного финансирования проведены модельные эксперименты по условиям закачки СО2 в нефтяные скважины.
Выбор технологических решений по использованию композитов оксидов металлов – носителей кислорода выполнен на основе требований к их реакционной способности и прочности при температурах 850 – 1000 0С. В результате получена опытная партия композита NiO-Al2O3. Проведен технико-экономический анализ с выбором перспективных композитов оксидов металлов. Учтены последние достижения в этой области с использованием природных оксидов – носителей кислорода.
Приведен перечень крупных источников генерации СО2 и даны карты их расположения для увязки с возможными местами захоронения. Рассмотрены риски, связанные с закачкой CO2 в пористые водоносные структуры, и определены основные воздействия процесса закачки на геологическую среду. Обоснованы состав и методы контроля на объектах захоронения и депонирования CO2. Разработана система геоэкологического мониторинга, включающая сейсмические и газовые съемки, замеры и опробования в скважинах контрольно-наблюдательной сети, геофизический контроль в скважинах различного назначения, прогнозное математическое моделирование ситуации в эксплуатационном, буферных и охраняемых горизонтах. Определен состав базового и текущего мониторинга и их задачи. Разработаны предложения по постэксплуатационному мониторингу (контрольные наблюдения после прекращения закачки CO2).
Разработаны принципиальные схемы промышленных, пилотных и демонстрационных установок со сжиганием топлив в химических циклах с выделением СО2. Представлен состав основного оборудования для этих установок.
Развернуть
3
01.07.2008 - 31.10.2008
Краткое описание выполненных работ:
Разработаны инженерные методы расчетов аппаратов с кипящим слоем (КС) для сжигания различных топлив в химических циклах.
Выполнен анализ взаимного расположения крупных эмитентов СО2 и подходящих геологических структур для оценки перспектив их использования для захоронения с полезным эффектом.
Выполнено технико-экономическое обоснование (ТЭО) применения технологии сжигания топлив в химических циклах с улавливанием и захоронением СО2.
Обобщены результаты работы, составлен и оформлен итоговый научно-технический отчет.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2005 - 2006, 14 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Организация
ОАО "ВТИ"
профинансировано
Тема
Разработка технологических решений по улавливанию и захоронению СО2 с использованием передовых технологий сжигания топлив в химических циклах.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
4
Тема
Перспективные технологии улавливания и захоронения СО2 в химическом цикле окисления топлив
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка научно-технических решений, направленных на повышение эффективности сжигания отечественных углей для угольных блоков на суперсверхкритические параметры пара.
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка комплексной технологии химической очистки и обезвреживания фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО)
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
7
Тема
Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка технических решений для увеличения эффективности процесса газификации угля и сжигания синтез-газа применительно к созданию парогазовых установок с внутрицикловой газификацией.
Продолжительность работ
2013, 9 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
6