Nieuwe procedure om vervuiling door kolencentrales te verminderen

Ondanks de snelle toename van energieopwekking uit hernieuwbare bronnen zoals wind en zon, wordt nog steeds meer dan 60% van de elektriciteit in India opgewekt in thermische centrales.

Van de 36 eenheden die minder dan 25 jaar oud zijn, zullen degenen die niet aan de efficiëntienormen voldoen, voor een beperkt aantal uren per jaar worden toegestaan ​​om te voldoen aan de balancerings- of piekbehoefte van het net.

Steenkool als energiebron is nu sterk uit de gratie vanwege klimaatveranderingsoverwegingen. De meeste landen, waaronder India, hebben plannen om de komende decennia steenkool uit te faseren. India heeft zelfs officieel aangekondigd dat het na 2022 geen nieuwe kolencentrales zal opzetten.

We moeten echter nog wel een tijdje met kolen leven. Ondanks de snelle toename van energieopwekking uit hernieuwbare bronnen zoals wind en zon, wordt nog steeds meer dan 60% van de elektriciteit in India opgewekt in thermische centrales. En naar schatting zal steenkool zelfs in het gunstigste scenario nog minstens drie decennia de steunpilaar van India's energiemix blijven.

Er wordt gestreefd naar een vermindering van de vervuiling door steenkool in de tussenliggende jaren. Om de doelstelling te realiseren worden diverse schone kolentechnologieën ingezet of geëxperimenteerd. De moderne superkritische energiecentrales stoten ook minder vervuilende stoffen uit.

Volg @ieexplained
De meeste thermische centrales verbranden steenkool om warmte op te wekken, die wordt gebruikt om water in stoom om te zetten. De druk van de stoom wordt vervolgens gebruikt om turbines in beweging te brengen die elektriciteit produceren. De kwaliteit van steenkool is een belangrijke factor bij het bepalen van de efficiëntie van de installatie - de hoeveelheid elektriciteit die wordt opgewekt per eenheid verbrande steenkool - en het afval dat vrijkomt. Doorgaans stoten kolencentrales veel koolstofdioxide (CO2) uit, een gevaarlijk broeikasgas.

De steenkoolvariëteiten die in India worden gevonden, hebben een bijkomend probleem. Ze hebben een hoog asgehalte. Het verbranden van steenkool in de conventionele verpulverde modus resulteert in het vrijkomen van veel vliegas, een belangrijke oorzaak van luchtvervuiling en een gevaar voor de gezondheid. Er zijn verschillende technieken ingevoerd om deze vliegas op te vangen nadat deze is geproduceerd, maar deze zijn niet erg efficiënt. Als alternatief wordt steenkool door een uitgebreid voorverwerkingsproces geleid dat wassen wordt genoemd om een ​​deel van het asgehalte te verwijderen voordat het wordt verbrand, wat ook niet erg effectief is.

Een groep onderzoekers van IIT Madras heeft nu een effectievere manier bedacht om dit probleem aan te pakken. Behalve dat de as als brokken uit het reactorbed zelf wordt verwijderd, vermindert hun procedure de vorming van CO2 en genereert in plaats daarvan synthetisch gas (syngas), dat een mengsel is van schone brandstofgassen zoals koolmonoxide en waterstof, zoals bij- producten die vervolgens voor verschillende doeleinden kunnen worden gebruikt.

De groep maakte gebruik van een bekende steenkoolvergassingstechniek waarbij steenkool slechts gedeeltelijk wordt verbrand met een zeer beperkte toevoer van zuurstof in de ‘borrelende wervelbedvergassingsreactor’. Bij ongeveer 100 graden Celsius wordt al het vocht uit de kolen afgevoerd. Bij hogere temperaturen, tussen 300 en 400 graden Celsius, komen gasvormige brandstoffen vrij die vastzitten in steenkool, zoals stikstof, methaan en een mengsel van vele andere koolwaterstoffen. Wanneer de temperatuur tussen 800-900 graden Celsius bereikt, begint de koolstof in de steenkool te reageren met zuurstof in de lucht, evenals stoom die samen met lucht wordt toegevoerd, om koolmonoxide (CO), waterstof en koolstofdioxide (CO2) te vormen. Door de hoeveelheid lucht en stoom te regelen, kan ervoor worden gezorgd dat aanzienlijke hoeveelheden koolmonoxide (CO) en waterstof (H2) worden gevormd. De productie van CO2, een broeikasgas, kan worden geminimaliseerd. Er zijn zorgvuldige systematische studies uitgevoerd om te komen tot het werkingsregime, lucht tot steenkool en stoom tot steenkoolverhoudingen. Gebleken is dat de toevoeging van stoom gunstig wordt in het geval van hoog-as Indische kolen. Daarom kunnen geoptimaliseerde prestaties worden bereikt in het geval van Indiase steenkool door deze operationele procedure te volgen.

In feite kan deze techniek worden uitgebreid om syngas met een hoge calorische waarde te produceren door het zuurstofgehalte in de oxidator te verhogen, en de H2 tot CO-verhouding kan worden verbeterd door stoom in geschikte hoeveelheden toe te voegen.

De onderzoekers toonden ook aan dat het toevoegen van biomassa, zoals rijstkaf, samen met Indiase steenkool, een katalytisch effect geeft en de vergassingsprestaties aanzienlijk verbetert.

Vasudevan Raghavan, een van de onderzoekers die bij het experiment betrokken was, zei dat het proces de aantrekkelijkheid van Indiase steenkool voor gebruik in energiecentrales zou verbeteren. Steenkool is in India goedkoop in zeer grote hoeveelheden verkrijgbaar, maar heeft vanwege het hoge asgehalte en het lage energiegehalte niet de voorkeur. Raghavan voegde eraan toe dat bestaande energiecentrales hun traditionele reactoren zouden moeten vervangen door vergassingsreactoren en ze zouden moeten bedienen zoals geïllustreerd door zijn team om te profiteren van deze procedure. In de mondingen van Indiase kolenmijnen kunnen dergelijke vergassingsreactoren worden opgericht om te voorzien in de elektriciteitsbehoeften op het platteland.

Deel Het Met Je Vrienden:

hoeveel is Evander Holyfield waard