Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологии снижения выбросов CO2 в атмосферу из парогазового цикла с газификацией угля

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.526.12.6002
Организация
ОАО "ВТИ"
Руководитель работ
Ольховский Гурген Гургенович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Внебюджетные средства
50 млн

Разработка конкурентоспособной технологии использования углей в теплоэнергетике с высокой экологической и экономической эффективностью.

Соисполнители

Организация
ФГУП ВИМС

Этапы проекта

1
27.07.2007 - 30.09.2007
1.Разработана принципиальная тепловая и пусковая схема промышленной ПГУ с газификацией угля, обеспечивающей заданные показатели работы, надежный пуск оборудования и его выход на номинальные параметры.
2. Разработана комплексная методика расчета газификатора и создание на её основе компьютерной программы для расчета конструктивных и теплотехнических характеристик газификатора. Собраны и обобщены исходные данные, проведены расчеты процессов газификации различных углей. Выполнены анализ результатов расчета и сопоставление их с экспериментальными данными, корректировка программы. Проведен расчет газификатора для промышленной установки.
3. Разработаны технические решения по конструктивному выполнению ответственных элементов газогенератора, в том числе многослойной футеровки, узлу вытекания жидкого шлака, системы перемешивания шихты в верхней зоне реактора.
4. Разработаны технические решения по системе очистки генераторного газа, в том числепо фильтру тонкой очистки с применением металлотканевых или металлокерамических очистных элементов
5. Проведена модернизация опытной установки и системы сероочистки синтез-газа для обеспечения проведения долговременных непрерывных исследований. Выполнено исследование активности, стабильности и циклической стойкости сорбентов сероводорода. Разработаны технические требования на части промышленной установки: фрагментов шлюзовой системы подачи топлива в газификатор, металлотканевого фильтра, сероочистки и камеры сгорания ГТУ.
6. Проведено исследование возможности работы серийных ГТУ на низкокалорийном газе. Выполнена разработка технических предложений по изменению конструкций камеры сжигания и проточной части стандартной ГТУ, обеспечивающих ее оптимальные режимы работы на синтез-газе. Разработаны схемы включения ГТУ в промышленную установку.
7. Разработаны технические решения по системе подготовки топлива, выполнен выбор оборудования системы подготовки топлива, разработаны технические задания на изготовление нестандартного оборудования.
8. Проведено исследование возможности изготовления и поставки оборудования промышленной ПГУ крупными блоками с минимизацией монтажных работ на строительной площадке.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
По 2-му этапу государственного контракта:
- проведены модельные исследования высокоинтенсивной сорбции сероводорода. Разработаны технических решений по высокотемпературной сероочистке для крупномасштабной ПГУ с ВЦГ;
- проведен анализ разработок перспективных систем разделения воздуха и выбрана оптимальная;
- проведена базовая разработка мощной ПГУ с ВЦГ с перспективными ГТУ в вариантах с паровоздушным и парокислородным дутьем;
- разработана промышленная технология получения алюминатных поглотителей на базе имеющегося промышленного и экспериментального опыта;
- разработана технология низкотемпературного улавливания СО2 из отходящих дымовых газов на алюминатных поглотителях и сочленение метода с разработанной ПГУ. Разработана технология разделения полезных веществ (поташа и соды), получаемых при поглощении СО2. Оценены экономические показатели данного варианта ПГУ с улавливанием СО2;
- разработана методика расчета паровой конверсии генераторного газа на катализаторах;
- уточнена методики расчета и показателей высокотемпературного улавливания СО2 из конверсированного генераторного газа на кальциемагниевых поглотителях. Найден рациональный вариант интеграции системы конверсии и выделения СО2 на высокотемпературном поглотителе в разработанную ПГУ;
- выбран низкотемпературный жидкостной органический поглотитель СО2 из конверсированного генераторного газа, разработана методики расчета поглощения на нем СО2 и дегазации. Изыскание рационального варианта интеграции системы конверсии и выделения СО2 с применением данного поглотителя в разработанную ПГУ;
- выбран оптимальный варианта ПГУ с улавливанием СО2.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
В настоящей работе представлены технологические и принципиальные конструкторские решения при разработке опытно-промышленной установки с газификацией угля и ее оборудования. Основное предназначение этой уста-новки – проверка и доводка принятых решений и демонстрация реализован-ной в ней технологии с целью последующего ее распространения в энергети-ке РФ. Однако наряду с этой общей задачей поставлена задача создать модуль малой энергетической установки, выполненной в виде ГТУ-ТЭЦ для электро и теплоснабжения отдельных пунктов или изолированных районов, а так же для замены городских котельных. Разработана подробная тепловая схема ГТУ-ТЭЦ, включающая систему подготовки топлива, горновой газоге-нератор с системами шлюзового ввода кускового топлива и пыли, системы обеспыливания генераторного газа и его очистки от серосодержащих компо-нентов, системы шлако-золоудаления, газотурбинный агрегат, выполненный на основе малогабаритной электростанции с газовой турбиной ГТУ-12ПЭР с установленной для данного случая мощностью 6 МВТ, входящий в ее состав камеры сгорания генераторного газа, и котла-утилизатора для производства технологического пара, используемого для покрытия собственных нужд и теплофикационного снабжения бытовых потребителей. Представлены расче-ты установки при номинальной и пониженных нагрузках.
Электрическая мощностью (нетто) ГТУ ТЭЦ-5,06 МВт, тепловая 12,93 МВт, диапазон регулирования нагрузки: (50-120) %.
Коэффициент использования твердого топлива установки составляет 77,87 %, его электрический КПД 21,9 %.
Осуществлено моделирование режимов работы ГТУ на низкокалорий-ном газе и разработка алгоритмов ее управления. Разработка реконструкции газотурбинной установки и ее камеры сгорания для обеспечения работы ГТУ на синтез-газе.
Произведено изготовление, монтаж наладка и испытания фрагментов оборудования систем газификации и газоочистки опытно-промышленной ус-тановки: шлюзовой системы подачи топлива, элементов металлотканевого фильтра, сероочистки и камеры сгорания ГТУ.
Результаты работ являются необходимым исходным материалом для осуществления запланированного на следующем заключительном этапе гос. контракта технического проекта опытно-промышленной установки.
Осуществлены патентные исследования. По материалам выполняемой работы подготовлены 3 заявки на получение патентов на изобретения и по-лезную модель.
Развернуть
4
01.07.2008 - 30.10.2008
В настоящей работе, отчет по которой представлен в 2 книгах, включа-ет в себя основные технические решения по крупным ПГУ с ВЦГ и техниче-ский проект опытно-промышленной установки с газификацией угля электрической мощностью 6МВт.
Проведены расчеты тепловых схем базовой ПГУ с ВЦГ (мощностью более 250 МВт) с перспективной ГТУ, поточным газификатором и кислород-ным дутьем.
Проведена оптимизация пароводяного тракта, системы топливоподачи, воздухоразделительной установки. По результатам расчетов выбрана опти-мальная схема базовой ПГУ с ВЦГ без улавливания СО2.
Проведена оптимизация системы сероочистки в части регенерации вы-сокотемпературного железомарганцевого сорбента, предложена и рассчитана кислородная регенерация сорбента и выпуск жидкого диоксида серы.
Предложен к рассмотрению альтернативный метод высокотемператур-ного разделения генераторного газа на водород и остаточный генераторный газ до и после проведения процесса паровой конверсии монооксида углерода.
Рассмотрены три системы выведения диоксида углерода из цикла ПГУ - промывка охлажденного генераторного газа органическим растворителем -селексолом, а также две схемы разделения генераторного газа на высокотем-пературных палладиевых мембранах, отличающихся между собой исходным давлением генераторного газа и технологическими решениями, обеспечиваю-щими использование водорода в систему ПГУ. Для каждой из этих систем оп-ределен КПД цикла.
Подготовлена организация производства оборудования промышленной газификационной установки.
Развернуть

Программа

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

Программное мероприятие

2.6 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Тема
Разработка технологии снижения выбросов CO2 в атмосферу из парогазового цикла с газификацией угля.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1
Тема
Повышение экономичности и экологической чистоты парогазовых установок, исследование процессов и создание технологий экономического сжигания твердого топлива в пылеугольном факеле, снижение выбросов оксидов азота при сжигании органических топлив на установке: "Экспериментальный комплекс для исследования процессов горения различных топлив и уменьшения вредного воздействия ТЭС на окружающую среду (ГОРЕНИЕ) (рег. № 4-18)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Количество заявок
1
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
Тема
Дистанционное определение состава парогазовых и аэрозольных образований в атмосфере над критически важными (опасными) объектами и в районах террористических проявлений.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
6
Тема
Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка научно-технических решений cоздания экологически чистой парогазовой установки нового поколения для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2