Name: operation of a 25 kwth calcium looping pilot-plant with high oxygen concentrations in the calciner
Uploaded: 2017-10-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner at JoVE.com

Bu sonuçlar için önde gelen araştırma Avrupa toplumun Araştırma Fonu Kömür için fon aldı ve çelik (RFC) altında hibe sözleşmesi n ° RFCR-CT-2014-00007. Bu eser ara 2 projesi kapsamında İngiltere'de karbon yakalama ve depolama Araştırma Merkezi (UKCCSRC) tarafından finanse edildi. UKCCSRC ek finansman işletme Anabilim Dalı, enerji ve sanayi stratejisi ile İngiltere'de enerji programı Araştırma Konseyi, bir parçası olarak desteklenen mühendislik ve fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından (BEIS - eski adı DECC). Yazarlar ayrıca Bay Martin Roskilly bu iş seyri boyunca çok büyük yardımları için teşekkür etmek istiyorum.

1. malzeme hazırlık <ol><li>elek istenen parçacık boyutu dağılım (300-400 µm veya başka bir dağıtım bağlı olarak deneme) kireçtaşı (~ 50 kg hammadde) mekanik bir shaker kullanarak. Test sırasında beslenme için tencere calciner yanındaki süzülen malzeme koymak</li>
	<li>Santraline tanıştırmak için gruplar halinde malzeme hazırlamak. Toplu işlemleri 0,5 L veya 1 L genellikle (kireç 1 L ise yaklaşık 1,5 kg), ancak bu işletim parametreleri bağlı olarak değişebilir.</li>
</ol> 2. Başlatma yordamı dikkat: son derece yüksek sıcaklıklar burada elde edilir. Eldiven, gözlük, gibi uygun KKE laboratuvar mont ve güvenlik ayakkabı gereklidir.
<ol><li>Isınma reaktörler <ol><li>yanı sıra döngü-mühürler (10 L/dak) rotameters N 2 carbonator (60 L/dak) ve calciner (20 L/dak) düşük akış başlatmak.</li>
		<li>Carbonator transformers üzerinde el ile açın. Carbonator tüm elektrik Isıtma sıcaklığı 600 ayarlamak ° C.</li>
		<li>Başlamak veri alınıyor (gaz sıcaklık ve basınç için kayıt düğmesini yazılımı kullanın). Sıcaklık, basınç ve her iki reaktörler gaz bileşimi verileri içerecek. şekil 1 ve Şekil 2 ekran görüntüleri veri toplama sistemi gösterilir.</li>
		<li>Calciner açmak gaz Isıtma. Kalorifer calciner 600 ° c ile bir ısıl BFB içinde ölçülen etrafında açın. 
		Not: sıcaklık, basınç ve gaz kompozisyon-zaten var satın belirtildiği gibi veri 2.1.3 adım '.</li>
		<li>Süzülen kireç 3 L calciner BFB içine koymak. İlk üst kapak açın, aşağı-boru malzeme tanıtmak ve üst kapak kapatmak sonra malzeme reaktör akar dip Klapesi açık.</li>
		<li>Isı için BFB 650 ° C üzerindeki malzeme (tarafından elektrikli ısıtıcı calciner çevresinde). 
		Not: Bu genellikle ~ 1 h, bu zaman denetimi sırasında veri toplama ve akışkan yataklarda baskılar alır.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig1.jpg" /> Resim 1: sıcaklık ve basınç veri toplama ekran görüntüsü Her iki reaktörler için. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig1large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
 <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig2.jpg" /> Şekil 2: Screenshot-in sıcaklık veri toplama için Isıtma sistemi. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig2large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
 <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56112/56112fig3.jpg" /> şekil 3: şematik 25 kW th CaL (CFB carbonator ve BFB calciner). 1: carbonator; 2: calciner; 3: alt döngü-mühür; 4: üst döngü-mühür; 5: carbonator Siklon; 6: calciner Siklon. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56112/56112fig3large.jpg" target="_blank"> Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="2"> <li>calciner yanma başlatmak <ol><li>konsantrasyonu ve yanma başlamadan önce kararlı olduğundan emin calciner %0 40 vol için oksijen konsantrasyonu artırmak.</li>
		<li>Doğalgaz kullanarak el ile ve yanma kararlı olduğundan emin bir Rotametre stokiometrik akışını başlatmak. 
		Not: Doğal gaz akışı dikkatle artırılmalıdır. Verileri yanma reaksiyonu uygun bir düzeyde göstermek kontrol.</li>
		<li>Artış % 20 vol artışlarla calciner oksijen konsantrasyonu stokiometrik yanma sağlamak için doğal gaz akışı Rotametre ayarlayarak. 
		Not: Bu işlem aşırı dikkatli yapılmalıdır. Herhangi bir şüphe ve yanma ön hesaplamaları beklendiği gibi gerçekleşmiyor herhangi bir anlaşmazlık durumunda doğal gaz akışını durdurmak ve oksijen akışı güvenli kullanım için azot geçin. Bu tutarsızlık kaynak tanımlayın. Bu işlem genel süresi yaklaşık 1 h. olduğu</li>
		<li>Elde % 100 oksijen konsantrasyonu doğal gaz yanma. 
		Not: Sıcaklık ve gaz kompozisyon veri dikkatle test boyunca takip edilmelidir, ama özellikle ne zaman yanma alıyor % 100 oksijen yerde.</li>
		<li>Ekle kireçtaşı akışkan Yataklı 7 L kadar 0,5 L artışlarla. (Tahmini calcination sıcaklık ise 800-850 ° C aşağıdaki toplu işlemler için calciner ve calciner sıcaklık mevcut toplu işlemi için numara) calciner akışkan yatakta tüm malzeme calcine.</li>
		<li>N 2 dolaşım başlatmak için carbonator'akışını artırmak. Düzenli olarak uygun dolaşımını sağlamak için dolaşım görünümü portu kontrol.</li>
		<li>CO 2 yakalama başlamadan önce rig içinde dolaşan mevcut kireçtaşı calcine.</li>
	</ol></li></ol> 3. İstikrarlı bir işlem <ol><li>N 2 KARBONLAŞMAYI gaz %15 vol CO 2 CO 2 yakalamaya başla calcined kireçtaşı sağlar Rotametre kullanarak el ile geçiş.</li>
	<li>Rotameters calciner bir istikrarlı 930-950 ° C sıcaklık doğal gaz (NG) ve oksijen (içinde en uygun fluidization rejimi) akışını düzenleyerek elde etmek için kullanarak el ile calciner akışlarında ayarlayın. O 2 akış genellikle yeterli yatak malzeme ile % 100, ancak deney boyunca ayarlanır.</li>
	<li>Malzeme faaliyet (yukarıda %5 CO 2 konsantrasyonu çıkışında 2.1.3. adımda açıklandığı gibi yazılım tarafından sürekli olarak alınan carbonator) düşüş, daha fazla kireç taşı eklemek başladığında.</li>
</ol> 4. Kapatma yordamı <ol><li>el ile Rotametre kullanarak doğal gaz akışını açmak ve oksijen akışını azaltmak ve gazlar N 2 için her iki reaktörler geçiş. Tüm (calciner ve carbonator) ısıtıcıları.</li>
	<li>Stok (normalde gece) azaltmak için teçhizat sıcaklığını izin ve oda sıcaklığında olduklarında reaktörler boş.</li>
	<li>Ayıklanan katı ağırlığında ve bir standart Elek analizi gerçekleştirin. Malzeme karakterize: porosimetry, kompozisyon (x-ışını Floresans spektrometresi, XRF) 21 , 22 ve mikroskobik yapısı (tarama elektron mikroskopisi, SEM).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Bernstein, L., Lee, A., Crookshank, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+capture+and+storage:+a+status+report.">Carbon dioxide capture and storage: a status report.</a> Climate Policy. 6 (2), 241-246 (2011).</li><li>Boot-Handford, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+capture+and+storage+update.">Carbon capture and storage update.</a> Energy Environmental Science. 7 (1), 130-189 (2014).</li><li>Herzog, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+up+carbon+dioxide+capture+and+storage:+from+megatons+to+gigatons.">Scaling up carbon dioxide capture and storage: from megatons to gigatons.</a> Energy Economics. 33 (4), 597-604 (2011).</li><li>Shimizu, T., Hirama, T., Hosoda, H., Kitano, K., Inagaki, M., Tejima, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+twin+fluid-bed+reactor+for+removal+of+CO2+from+combustion+processes.">A twin fluid-bed reactor for removal of CO2 from combustion processes.</a> Chemical Engineering Research and Design. 77 (1), 62-68 (1999).</li><li>Blamey, J., Anthony, E. J., Wang, J., Fennell, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+calcium+looping+cycle+for+large-scale+CO2+capture.">The calcium looping cycle for large-scale CO2 capture.</a> Progress in Energy and Combustion Science. 36 (2), 260-279 (2010).</li><li>Masnadi, M. S., Grace, J. R., Bi, X. T., Ellis, N., Lim, C. J., Butler, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomass/coal+steam+co-gasification+integrated+with+in-situ+CO2+capture.">Biomass/coal steam co-gasification integrated with in-situ CO2 capture.</a> Energy. 83, 326-336 (2015).</li><li>Abanades, J. C., Anthony, E. J., Lu, D. Y., Salvador, C., Alvarez, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+of+CO2+from+combustion+gases+in+a+fluidized+bed+of+CaO.">Capture of CO2 from combustion gases in a fluidized bed of CaO.</a> AIChE Journal. 50 (7), 1614-1622 (2004).</li><li>Hughes, R. W., Lu, D. Y., Anthony, E. J., Macchi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+process+simulation+and+construction+of+an+atmospheric+dual+fluidized+bed+combustion+system+for+in+situ+CO2+capture+using+high-temperature+sorbents.">Design, process simulation and construction of an atmospheric dual fluidized bed combustion system for in situ CO2 capture using high-temperature sorbents.</a> Fuel Processing Technology. 86 (14), 1523-1531 (2005).</li><li>Lu, D. Y., Hughes, R. W., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ca-based+sorbent+looping+combustion+for+CO2+capture+in+pilot-scale+dual+fluidized+beds.">Ca-based sorbent looping combustion for CO2 capture in pilot-scale dual fluidized beds.</a> Fuel Processing Technology. 89 (12), 1386-1395 (2008).</li><li>Hawthorne, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+capture+with+CaO+in+a+200+kWth+dual+fluidized+bed+pilot+plant.">CO2 capture with CaO in a 200 kWth dual fluidized bed pilot plant.</a> Energy Procedia. 4, 441-448 (2011).</li><li>S&#225;nchez-Biezma, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postcombustion+CO2+capture+with+CaO.+Status+of+the+technology+and+next+steps+towards+large+scale+demonstration.">Postcombustion CO2 capture with CaO. Status of the technology and next steps towards large scale demonstration.</a> Energy Procedia. 4, 852-859 (2011).</li><li>Dieter, H., Hawthorne, C., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+calcium+looping+post+combustion+CO2+capture:+successful+pilot+scale+demonstration.">Progress in calcium looping post combustion CO2 capture: successful pilot scale demonstration.</a> Energy Procedia. 37, 48-56 (2013).</li><li>Arias, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+steady+state+CO2+capture+in+a+1.7+MWth+calcium+looping+pilot.">Demonstration of steady state CO2 capture in a 1.7 MWth calcium looping pilot.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 18, 237-245 (2013).</li><li>Str&#246;hle, J., Junk, M., Kremer, J., Galloy, A., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbonate+looping+experiments+in+a+1MWth+pilot+plant+and+model+validation.">Carbonate looping experiments in a 1MWth pilot plant and model validation.</a> Fuel. 127, 13-22 (2014).</li><li>Bidwe, A. R., Hawthorne, C., Dieter, H., Dominguez, M. A., Zieba, M., Scheffknecht, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+model+hydrodynamic+studies+of+a+200kWth+dual+fluidized+bed+pilot+plant+of+calcium+looping+process+for+CO2+Capture.">Cold model hydrodynamic studies of a 200kWth dual fluidized bed pilot plant of calcium looping process for CO2 Capture.</a> Powder Technology. 253, 116-128 (2014).</li><li>Chang, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+experimental+testing+of+a+1.9+MWth+calcium+looping+pilot+plant.">Design and experimental testing of a 1.9 MWth calcium looping pilot plant.</a> Energy Procedia. 63, 2100-2108 (2014).</li><li>Reitz, M., Junk, M., Str&#246;hle, J., Epple, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+operation+of+a+300kWth+indirectly+heated+carbonate+looping+pilot+plant.">Design and operation of a 300kWth indirectly heated carbonate looping pilot plant.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 54, 272-281 (2016).</li><li>Mart&#237;nez, A., Lara, Y., Lisbona, P., Romeo, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+penalty+reduction+in+the+calcium+looping+cycle.">Energy penalty reduction in the calcium looping cycle.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 7, 74-81 (2012).</li><li>Perej&#243;n, A., Romeo, L. M., Lara, Y., Lisbona, P., Mart&#237;nez, A., Valverde, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+calcium-looping+technology+for+CO2+capture:+on+the+important+roles+of+energy+integration+and+sorbent+behavior.">The calcium-looping technology for CO2 capture: on the important roles of energy integration and sorbent behavior.</a> Appl Energy. 162, 787-807 (2016).</li><li>Mantripragada, H. C., Rubin, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+looping+cycle+for+CO2+capture:+Performance,+cost+and+feasibility+analysis.">Calcium looping cycle for CO2 capture: Performance, cost and feasibility analysis.</a> Energy Procedia. 63, 2199-2206 (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM C1271-99(2012), Standard Test Method for X-ray Spectrometric Analysis of Lime and Limestone. (2012), C1271-C1299 (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM C25-11e2, Standard Test Methods for Chemical Analysis of Limestone, Quicklime, and Hydrated Lime. , C25-C11 (2011).</li><li>Alonso, M., Rodr&#237;guez, N., Grasa, G., Abanades, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+a+fluidized+bed+carbonator+reactor+to+capture+CO2+from+a+combustion+flue+gas.">Modelling of a fluidized bed carbonator reactor to capture CO2 from a combustion flue gas.</a> Chem Eng Sci. 64 (5), 883-891 (2009).</li><li>Manovic, V., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parametric+study+on+the+CO2+capture+capacity+of+CaO-based+sorbents+in+looping+cycles.">Parametric study on the CO2 capture capacity of CaO-based sorbents in looping cycles.</a> Energy Fuels. 22 (3), 1851-1857 (2008).</li><li>Duhoux, B., Mehrani, P., Lu, D. Y., Symonds, R. T., Anthony, E. J., Macchi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Calcium+Looping+and+Chemical+Looping+Combustion+for+Post-Combustion+Carbon+Dioxide+Capture:+Process+Simulation+and+Sensitivity+Analysis.">Combined Calcium Looping and Chemical Looping Combustion for Post-Combustion Carbon Dioxide Capture: Process Simulation and Sensitivity Analysis.</a> Energy Technol. 4 (10), 1158-1170 (2016).</li><li>Erans, M., Manovic, V., Anthony, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+looping+sorbents+for+CO2+capture.">Calcium looping sorbents for CO2 capture.</a> Appl Energy. 180, 722-742 (2016).</li><li>Basu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+agglomeration+of+coal-ash+in+fluidized+beds.">A study of agglomeration of coal-ash in fluidized beds.</a> The Canadian Journal of Chemical Engineering. 60 (6), 791-795 (1982).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Calciner işlemi % 100 vol oksijen bir giriş ile ulaşılabilir, calcination tepki yanı sıra farklı sıcaklıklarda iki reaktör arasında katılar dolaşımda aslında endotermik doğası istismar dayalı olduğunu. Bu işletim modu CaL süreci sermaye azaltılması ve işletme maliyetleri daha ekonomik umut verici yapmak amaçlamaktadır. Baca geri dönüşüm olarak gaz (esas olarak CO2, su buharı ve unreacted O2) azaltılmış veya bile elemiş, bu akış önceden ısıtmak için tüketilen...

CO2 emisyonu ve ortaya çıkan küresel ısınma araştırma büyük miktarda geçmiş yıllarda çekmiştir kritik çevre sorunları vardır. Karbon yakalama ve depolama (CCS) kabul etti atmosfer1,2CO2 emisyonlarının azaltılması için potansiyel bir teknoloji olarak. CCS zinciri en zor kısmı da en pahalı stage3ile CO2, yakalama var. Sonuç olarak, CO2 yakalama enerji santralleri ve diğer endüstriyel tesisler için yeni teknolojilerin geliştirilmesi üzerinde bir odak noktası olmuştur.
CaL bir sonrası yanma CO2 yakalama teknolojisi olarak ilk Shimizu vd tarafından önerilen 4 CO2 bir CaO tabanlı tarafından yakalanır, jelleştirici bir reaktör 600-700 ° C'de bir carbonator aradı ve sonraki calcination göre yüksek saflıkta CO2 akışı üretmek için EQ (1), 850-950 ° c (içinde bir calciner) tarafından yayımlanan haciz5,6için uygundur. Onlar kolayca bir reaktör diğer4,5,-6 dolaştırılması için katı büyük miktarlarda sağlar beri bu işlem için uygun bir yapılandırma temsil eden akışkan yataklar, CaL döngüsü kullanır , 7 , 8.
CaO (s) + CO2 (g) ⇔ CaCO3 (s) ΔH25 ° C -178.2 = kJ/mol (1)
Bu kavram pilot ölçekli çeşitli gruplar tarafından ve farklı konfigürasyonları ile ve ölçekler, Stuttgart, 1 MWth pilot Darmstadt, La Pereda içinde 1.7 MWth pilot 0.2 MWth pilot gibi gösterdi ve Tayvan9,10,11,12,13,14,15,161.9 MWth biriminde. Bu işlem kanıtlanmış olsa da, hala olasılık standart çalışma koşulları ve reaktör yapılandırma tasarım değişiklikleri değiştirerek gibi termal verimliliğini artırmak için vardır.
Combustor ve calciner arasında ısı boru kullanımı calciner yanma oksi yakıt yerine çalışılmıştır. CO2 yakalama performans sonuçları bu bir geleneksel CaL pilot tesisi ile karşılaştırılabilir, ancak, bu süreç daha yüksek bitki verimliliği vardır ve daha düşük CO2 kaçınma maliyeti17. Martínez vd. 18 calciner girme sağlam malzeme Onceden ve calciner içinde gerekli ısı azaltmak için ısı Tümleştirme olanakları araştırıldı. Sonuçları bu standart dava ile karşılaştırıldığında kömür tüketimi %9 azalma gösterdi. Isı tümleştirme için okudu diğer olanaklar aynı zamanda iç ve dış entegrasyon seçenekleri19dikkate.
Ekonomik bakış açısından CaL döngüsünün ana sorunlardan biri aracılığıyla yakıt yanma20calciner gerekli enerji sağlamaktır. Calciner'ın giriş oksijen konsantrasyonu artırmak azaltmak veya hatta CO2 geri dönüşüm için calciner ihtiyaç önlemek amacıyla önerilmiştir. Bu alternatif rekabet bu sürecin önemli ölçüde artırabilir sermaye maliyeti (calciner ve hava ayırma birimleri (ASU) İndirimli boyutu), azaltır. Yanma koşullarında köklü değişiklik endotermik calcination reaksiyon ve düşük sıcaklıklarda çalışma carbonator üzerinden dolaşan büyük CaO/CaCO3 akışı sömürerek elde edilebilir (Ben de avantaj ile kullanılabilir Oksi-yanma teknolojisi).
Bu eser bir CaL pilot tesis dolaşan akışkan sistemi yatak (CFB) carbonator ve calciner'ın giriş %100 O2 konsantrasyon ile köpüren akışkan sistemi Bed (BFB) calciner ile çalıştırmak için bir standart işletim prosedürü geliştirmeyi amaçlamaktadır. Birkaç deneysel kampanyalar pilot tesis olarak oksijen düzgün çalışmasını sağlamak için devreye alma sırasında çalıştırmak edilmiştir konsantrasyonu artar. Ayrıca, üç kireçtaşı parçacık boyutu Dağılımları (100-200 µm; 200-300 µm; 300-400 µm) nasıl bu parametre parçacıklar elutriation etkilediğini araştırmak ve bu işletim modu verimliliği yakalamak için incelenmiştir.

<table><tbody><tr><td>Longcal limestone</td><td>Loncliffe</td><td>Longcal SP52</td><td>n/a</td></tr><tr><td>Mechanical Shaker</td><td>SWECO</td><td>LS24S544+C</td><td>Mechanical siever to separate particles</td></tr><tr><td>Oxygen</td><td>BOC</td><td>n/a</td><td>BOC cylinders</td></tr><tr><td>Nitrogen</td><td>BOC</td><td>n/a</td><td>BOC tank</td></tr><tr><td>Carbon dioxide</td><td>BOC</td><td>n/a</td><td>BOC tank</td></tr><tr><td>Natural gas</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>Taken from the line</td></tr></tbody></table>

operation of a 25 kwth calcium looping pilot-plant with high oxygen concentrations in the calciner

Kalsiyum (CaL) döngü mevcut enerji santralleri güçlendirme için uygun olan bir sonrası yanma CO2 yakalama teknolojisidir. CaL işleminin kireçtaşı bir ucuz ve hazır CO2 jelleştirici kullanır. Teknoloji yaygın eğitim gördü iken daha ekonomik açıdan yapmak için uygulanabilir bir kaç kullanılabilir seçenekler. Bunlardan birini azaltmak veya geri dönüşümlü gaz (CO2, H2O ve kirleri); miktarda ortadan kaldırmak calciner oksijen konsantrasyonu artırmaktır Bu nedenle, azalan veya geri dönüşümlü gaz akışı ısıtmak gerekli enerjiyi kaldırma. Ayrıca, enerji girişi yanma yoğunluğu değişikliği nedeniyle ortaya çıkan bir artış olduğunu; Bu enerji geri dönüşümlü baca gazlarının yokluğunda gerçekleşmesi endotermik calcination reaksiyon etkinleştirmek için kullanılır. Bu kağıt % 100 Oksijen yanma calciner doğal gaz ile işlem ve CaL pilot tesis ilk sonuçlarını sunar. Carbonator gelecek gaz bir kömür yakıtlı elektrik santrali veya Çimento Sanayi simüle baca gazı kullanmış. Birkaç kireçtaşı parçacık boyutu dağıtımları da daha fazla bu işletim modu genel performansı üzerinde etkisi, bu parametrenin keşfetmek için test edilmektedir. Reaktör sistemine, çalışma usulleri ve sonuçları yapılandırmasını bu yazıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Reaktör iyi hidrodinamik istikrar ve istikrarlı CO2 yakalama yakalama verimliliği bir kömür yakıtlı elektrik santrali baca gazı simüle bir gaz karışımı ile % 70'e kadar ile gösterdi.

Deneysel set-up şekil 3' te gösterilmiştir. Bitki iki birbirine bağlı akışkan sistemi-yatak oluşmaktadır. Yani bir CFB 4,3 m yükseklik ve 0.1 m iç çapı (ID); carbonator olduğunu calciner ise 1, 2 m yüksekliği ile BFB ve 0,165 m kimliği. Bir reaktör katı taşıyıcısından diğer iki döngü-mühürler azot ile akışkan sistemi tarafından kontrol edilir. Her iki reaktörler bir Isıtma hattı üzerinden gaz karışımı beslenir ve her ik...

Watch this Scientific Journal Video about Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner at JoVE.com

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Bir bitkinin 25 KWth kalsiyum döngü Pilot-Calciner yüksek oksijen konsantrasyonları ile işlem

Bu el yazması bir kalsiyum pilot-bitki azaltan veya ortadan kaldıran baca gazı geri dönüşüm için calciner yüksek oksijen konsantrasyonları ile sonrası yanma karbon yakalama için döngü çalıştırmak için bir yordam açıklanır.

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone ...

operation-25-kwth-calcium-looping-pilot-plant-with-high-oxygen

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

7.8K Görüntüleme.  Cranfield University. Bu el yazması bir kalsiyum pilot-bitki azaltan veya ortadan kaldıran baca gazı geri dönüşüm için calciner yüksek oksijen konsantrasyonları ile sonrası yanma karbon yakalama için döngü çalıştırmak için bir yordam açıklanır.

Video: Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal carbonization (HTC) are promising technologies for bioenergy production from biomass in terms of biogas and HTC biochar, respectively. In this study, the combination of AD and HTC is proposed to increase overall bioenergy production. Wheat straw was anaerobically digested in a novel upflow anaerobic solid state reactor (UASS) in both mesophilic (37 &#176;C) and thermophilic (55 &#176;C) conditions. Wet digested from thermophilic AD was hydrothermally carbonized at 230 &#176;C for 6 hr for HTC biochar production. At thermophilic temperature, the UASS system yields an average of 165 LCH4/kgVS&#160;(VS: volatile solids) and 121 L CH4/kgVS&#160;at mesophilic AD over the continuous operation of 200 days. Meanwhile, 43.4 g of HTC biochar with 29.6 MJ/kgdry_biochar was obtained from HTC of 1 kg digestate (dry basis) from mesophilic AD. The combination of AD and HTC, in this particular set of experiment yield 13.2 MJ of energy per 1 kg of dry wheat straw, which is at least 20% higher than HTC alone and 60.2% higher than AD only.

A novel Upflow Anaerobic Solid State (UASS) reactor was used for biogas production from fibrous feedstock. Digestate from UASS reactor was hydrothermally carbonized into HTC biochar in a pressurized batch reactor. The integration of the two bioenergy concepts was applied in this study to increase overall bioenergy production.

Biyoenerji Üretimi Entegre Anaerobik Sindirim ve Hidrotermal karbonizasyon Değerlendirilmesi

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal ...

Çevre

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve geologic seals and allow CO2 to escape. However, the dissolution processes at reservoir conditions are poorly understood. Thus, time-resolved experiments are needed to observe and predict the nature and rate of dissolution at the pore scale. Synchrotron fast tomography is a method of taking high-resolution time-resolved images of complex pore structures much more quickly than traditional &#181;-CT. The Diamond Lightsource Pink Beam was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 hours. The images were segmented and the porosity and permeability were measured using image analysis and network extraction. Porosity increased uniformly along the length of the sample; however, the rate of increase of both porosity and permeability slowed at later times.

Synchrotron fast tomography was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 h.

Sinkrotron Hızlı Tomografi ile Karbonat içinde Reaksiyon Dinamik Gözenek ölçekli Rezervuar-koşul Görüntüleme

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

Mühendislik

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil (HGO) for production of transportation fuels through a fluid catalytic cracking (FCC) route. Cracking experiments are performed with a fully automated reaction unit at a fixed weight hourly space velocity (WHSV) of 8 hr-1, 490-530 &#176;C, and catalyst/oil ratios of 4-12 g/g. When a feed is in contact with catalyst in the fluid-bed reactor, cracking takes place generating gaseous, liquid, and solid products. The vapor produced is condensed and collected in a liquid receiver at -15 &#176;C. The non-condensable effluent is first directed to a vessel and is sent, after homogenization, to an on-line gas chromatograph (GC) for refinery gas analysis. The coke deposited on the catalyst is determined in situ by burning the spent catalyst in air at high temperatures. Levels of CO2 are measured quantitatively via an infrared (IR) cell, and are converted to coke yield. Liquid samples in the receivers are analyzed by GC for simulated distillation to determine the amounts in different boiling ranges, i.e., IBP-221 &#176;C (gasoline), 221-343 &#176;C (light cycle oil), and 343 &#176;C+ (heavy cycle oil). Cracking of a feed containing canola oil generates water, which appears at the bottom of a liquid receiver and on its inner wall. Recovery of water on the wall is achieved through washing with methanol followed by Karl Fischer titration for water content. Basic results reported include conversion (the portion of the feed converted to gas and liquid product with a boiling point below 221 &#176;C, coke, and water, if present) and yields of dry gas (H2-C2's, CO, and CO2), liquefied petroleum gas (C3-C4), gasoline, light cycle oil, heavy cycle oil, coke, and water, if present.

This paper presents an experimental method to produce biofuels and biochemicals from canola oil mixed with a fossil-based feed in the presence of a catalyst at mild temperatures. Gaseous, liquid, and solid products from a reaction unit are quantified and characterized. Conversion and individual product yields are calculated and reported.

Katalitik Kırma Dönüşüm aracılığıyla Kanola Yağı gelen Biyoyakıt ve Biochemicals laboratuvar üretimi

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

Kimya

Temperature-programmed Deoxygenation of Acetic Acid on Molybdenum Carbide Catalysts

Temperature programmed reaction (TPRxn) is a simple yet powerful tool for screening solid catalyst performance at a variety of conditions. A TPRxn system includes a reactor, furnace, gas and vapor sources, flow control, instrumentation to quantify reaction products (e.g., gas chromatograph), and instrumentation to monitor the reaction in real time (e.g., mass spectrometer). Here, we apply the TPRxn methodology to study molybdenum carbide catalysts for the deoxygenation of acetic acid, an important reaction among many in the upgrading/stabilization of biomass pyrolysis vapors. TPRxn is used to evaluate catalyst activity and selectivity and to test hypothetical reaction pathways (e.g., decarbonylation, ketonization, and hydrogenation). The results of the TPRxn study of acetic acid deoxygenation show that molybdenum carbide is an active catalyst for this reaction at temperatures above ca. 300 &#176;C and that the reaction favors deoxygenation (i.e., C-O bond-breaking) products at temperatures below ca. 400 &#176;C and decarbonylation (i.e., C-C bond-breaking) products at temperatures above ca. 400 &#176;C.

Presented here is a protocol for the operation of a micro-scale temperature-programmed reactor for evaluating the catalytic performance of molybdenum carbide during acetic acid deoxygenation.

Molibden Karbür Katalizörler üzerinde Asetik Asit Sıcaklık programlanmış deoksijenasyonu

Temperature programmed reaction (TPRxn) is a simple yet powerful tool for screening solid catalyst performance at a variety of conditions. A TPRxn system ...

Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with sufficient heavy metal adsorption capacity. To this end, blast furnace slag, a residue from iron-making, is utilized as the starting material. Calcium is selectively extracted from the slag by leaching with acetic acid (2 M CH3COOH) as the extraction agent. The filtered leachate is subsequently physico-chemically purified and then carbonated to form precipitated calcium carbonate (PCC) of high purity (&lt;2 wt% non-calcium impurities, according to ICP-MS analysis). Sodium hydroxide is added to neutralize the regenerated acetate. The morphological properties of the resulting calcitic PCC are tuned for its potential application as a filler in papermaking. In parallel, the residual solids from the extraction stage are subjected to hydrothermal conversion in a caustic solution (2 M NaOH) that leads to the predominant formation of a particular zeolitic mineral phase (detected by XRD), namely analcime (NaAlSi2O6&#8729;H2O). Based on its ability to adsorb Ni2+, as reported from batch adsorption experiments and ICP-OES analysis, this product can potentially be used in wastewater treatment or for environmental remediation applications.

A protocol for the parallel production of precipitated calcium carbonate and zeolitic material from blast furnace slag via mineral carbonation and alkaline hydrothermal conversion, respectively, is presented. The performance of the zeolitic material towards nickel adsorption is tested.

Yüksek Fırın Cüruf iki yönlü Valorizasyon: çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat ve Zeolitik Ağır Metal Adsorban Sentezi

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with ...

Microalgae Cultivation and Biomass Quantification in a Bench-Scale Photobioreactor with Corrosive Flue Gases

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for microalgal cultivation with temperature, pH, and gas composition and flow rate control. At bench-scale, photobioreactors are advantageous to researchers studying microalgal properties, productivity, and growth optimization. At industrial scales, photobioreactors can maintain product purity and improve production efficiency. The video describes the preparation and use of a bench-scale photobioreactor for microalgal cultivation, including the safe use of corrosive gas inputs, and details relevant biomass measurements and biomass productivity calculations. Specifically, the video illustrates microalgal culture storage and preparation for inoculation, photobioreactor assembly and sterilization, biomass concentration measurements, and a logistic model for microalgal biomass productivity with rate calculations including maximum and overall biomass productivities. Additionally, since there is growing interest in experiments to cultivate microalgae using simulated or real waste gas emissions, the video will cover the photobioreactor equipment adaptations necessary to work with corrosive gases and discuss safe sampling in such scenarios.

Bench-scale, axenic cultivation facilitates microalgal characterization and productivity optimization before subsequent process scale-up. Photobioreactors provide the necessary control for reliable and reproducible microalgal experiments and can be adapted to safely cultivate microalgae with the corrosive gases (CO2, SO2, NO2) from municipal or industrial combustion emissions.

Korozif Baca Gazlı Tezgah Ölçekli Fotobiyoreaktörde Mikroalg Ekimi ve Biyokütle Kantifikasyonu

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three preparation methods are described: (a) the incorporation of metal salts into silica or alumina wet gels using an impregnation method; (b) the incorporation of metal salts into alumina wet gels using a co-precursor method; and (c) the addition of metal nanoparticles directly into a silica aerogel precursor mixture. The methods utilize a hydraulic hot press, which allows for rapid (&#60;6 h) supercritical extraction and results in aerogels of low density (0.10 g/mL) and high surface area (200-800 m2/g). While the work presented here focuses on the use of copper salts and copper nanoparticles, the approach can be implemented using other metal salts and nanoparticles. A protocol for testing the three-way catalytic ability of these aerogels for automotive pollution mitigation is also presented. This technique uses custom-built equipment, the Union Catalytic Testbed (UCAT), in which a simulated exhaust mixture is passed over an aerogel sample at a controlled temperature and flow rate. The system is capable of measuring the ability of the catalytic aerogels, under both oxidizing and reducing conditions, to convert CO, NO and unburned hydrocarbons (HCs) to less harmful species (CO2, H2O and N2). Example catalytic results are presented for the aerogels described.

Here we present protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms. Methods for preparing materials using copper salts and copper-containing nanoparticles are featured. Catalytic testing protocols demonstrate the effectiveness of these aerogels for three-way catalysis applications.

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas electricity generation. Microalgae can biofix CO2 10 to 15 times faster than plants and convert algal biomass to products of interest, such as biofuels. Thus, this study presents a protocol that demonstrates the potential synergies of microalgae cultivation with a natural gas power plant situated in the southwestern United States in a hot semi-arid climate. State-of-the-art technologies are used to enhance carbon capture and utilization via the green algal species Chlorella sorokiniana, which can be further processed into biofuel. We describe a protocol involving a semi-automated open raceway pond and discuss the results of its performance when it was tested at the Tucson Electric Power plant, in Tucson, Arizona. Flue gas was used as the main carbon source to control pH, and Chlorella sorokiniana was cultivated. An optimized medium was used to grow the algae. The amount of CO2 added to the system as a function of time was closely monitored. Additionally, other physicochemical factors affecting algal growth rate, biomass productivity, and carbon fixation were monitored, including optical density, dissolved oxygen (DO), electroconductivity (EC), and air and pond temperatures. The results indicate that a microalgae yield of up to 0.385 g/L ash-free dry weight is attainable, with a lipid content of 24%. Leveraging synergistic opportunities between CO2 emitters and algal farmers can provide the resources required to increase carbon capture while supporting the sustainable production of algal biofuels and bioproducts.

A protocol is described to utilize the carbon dioxide in natural gas power plant flue gas to cultivate microalgae in open raceway ponds. Flue gas injection is controlled with a pH sensor, and microalgae growth is monitored with real time measurements of optical density.

Mikroalg Yetiştiriciliği için Yarı Otomatik Açık Yuvarlanma Yolu Göletleri ile Bir Enerji Santralinden Karbon Yakalama Birleştirme

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas ...

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative environmental impact and slag formation. The selected short rotation coppice (SRC) willow wood has a high ash content (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg" /> = 1.96%) and, therefore, a high content of emission and slag precursors. Therefore, the reduction of minerals from SRC willow wood by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization (MAHC) at 150 &#176;C, 170 &#176;C, and 185 &#176;C is investigated. An advantage of MAHC over conventional reactors is an even temperature conductance in the reaction medium, as microwaves penetrate the whole reactor volume. This allows a better temperature control and a faster cooldown. Therefore, a succession of depolymerization, transformation and repolymerization reactions can be analyzed effectively. In this study, the analysis of the mass loss, ash content and composition, heating values and molar O/C and H/C ratios of the treated and untreated SCR willow wood showed that the mineral content of the MAHC coal was reduced and the heating value increased. The process water showed a decreasing pH and contained furfural and 5-methylfurfural. A process temperature of 170 &#176;C showed the best combination of energy input and ash component reduction. The MAHC allows a better understanding of the hydrothermal carbonization process, while a large-scale industrial application is unlikely because of the high investment costs.

A protocol for the emission precursor depletion from low quality biomass by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization treatment is presented. This protocol includes the microwave parameters and the analysis of the biocoal product and process water.

Düşük sıcaklık mikrodalga destekli hidrotermal karbonizasyon ile Willow Wood yakıt emisyonu azaltılması

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

CO2 Photoreduction to CH4 Performance Under Concentrating Solar Light

We demonstrate a method for the enhancement of CO2 photoreduction. As the driving force of a photocatalytic reaction is from solar light, the basic idea is to use concentration technology to raise the incident solar light intensity. Concentrating a large-area light onto a small area cannot only increase light intensity, but also reduce the catalyst amount, as well as the reactor volume, and increase the surface temperature. The concentration of light can be realized by different devices. In this manuscript, it is realized by a Fresnel lens. The light penetrates the lens and is concentrated on a disc-shaped catalyst. The results show that both the reaction rate and the total yield are efficiently increased. The method can be applied to most CO2 photoreduction catalysts, as well as to similar reactions with a low reaction rate at natural light.

CO2 Photoreduction to CH4 Performance Under Concentrating Solar Light

We present a protocol for improving the performance of CO2 photoreduction to CH4 by heightening the incident light intensity via concentrating solar energy technology.

CO2 fotoreğitimlik ch4 performans altında konsantre güneş ışığı

We demonstrate a method for the enhancement of CO2 photoreduction. As the driving force of a photocatalytic reaction is from solar light, the basic idea ...

Bir bitkinin 25 KW_th kalsiyum döngü Pilot-Calciner yüksek oksijen konsantrasyonları ile işlem

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler