211service.com
Een schonere manier om kolen te gebruiken
Steenkool is er in overvloed en goedkoop, maar het verbranden ervan is een vuile zaak. Deze week hebben onderzoekers van de Ohio State University een mijlpaal aangekondigd in de ontwikkeling van een veel schonere manier om de energie in steenkool te gebruiken - een proces dat chemische looping wordt genoemd en dat het potentieel heeft om een breed scala aan verontreinigende stoffen, waaronder kooldioxide en smog, te verminderen of te elimineren. vorming van stikstofoxiden.
Steenkool schoonmaken: Een proeffabriek in de staat Ohio demonstreert een chemisch loopingproces dat verbranding in energiecentrales zou kunnen vervangen.
Eén versie van de technologie liep meer dan een week ononderbroken in een testfaciliteit van 25 kilowatt, meldden de onderzoekers, het langste dat een dergelijk proces heeft gelopen. De succesvolle test maakt de weg vrij om de technologie op te voeren in een demonstratie-installatie van één megawatt die wordt gepland in samenwerking met het energiebedrijf Babcock en Wilcox.
In gewone kolencentrales wordt steenkool verpulverd om een fijn poeder te maken en vervolgens aan de lucht verbrand om stoom te produceren om turbines aan te drijven. Dit proces maakt zeer hete vlammen die de verontreinigende stikstofoxide kunnen creëren, en de gegenereerde kooldioxide is moeilijk te isoleren en op te vangen omdat het slechts een klein deel van de uitlaatgassen uitmaakt.
Bij chemische looping reageert steenkool niet met lucht. In plaats daarvan wordt het blootgesteld aan zuurstofhoudende materialen zoals ijzeroxide. De steenkool reageert met deze materialen en de energie die in steenkool is gebonden, verbreekt de binding tussen de zuurstof en het ijzer. De reactie produceert bijna zuiver kooldioxidegas en ijzermetaal (samen met het mineraal wüstite). Elektriciteit wordt opgewekt wanneer het ijzer uit de reactiekamer wordt gehaald en in wezen wordt verbrand, dat wil zeggen, het mag reageren met zuurstof in de lucht. Hierbij komt warmte vrij om stoom te produceren.
Dit nogal ingewikkelde proces heeft minstens twee voordelen. Het produceert een zuivere stroom kooldioxide die gemakkelijk op te vangen is en klaar is om ondergronds te worden opgeslagen. En de verbranding van ijzer in lucht vindt ook plaats bij lagere temperaturen die geen stikstofoxide produceren.
Het proces werd oorspronkelijk voorgesteld als een manier om de efficiëntie van energiecentrales te verbeteren. Nu is de hoop dat het, als het op grote schaal wordt ingezet, een van de goedkoopste manieren kan zijn om de uitstoot van kooldioxide te verminderen, wat leidt tot slechts een kleine stijging van de elektriciteitskosten.
Een alternatieve benadering voor het produceren van zeer zuivere kooldioxidestromen is het verbranden van steenkool in zuivere zuurstof. Maar de apparatuur om zuivere zuurstof te produceren is duur.
Liang-Shih Fan , een professor in chemische en biomoleculaire engineering aan de Ohio State, zegt dat zijn proces goedkoop zou kunnen blijken te zijn. Hij zegt dat anderen moeite hebben gehad met het gebruik van ijzeroxide vanwege het beperkte vermogen om zuurstof te transporteren. Maar hij heeft een nieuw type reactor ontwikkeld die de praktische zuurstofdragende capaciteit van het ijzeroxide verbetert, de benodigde hoeveelheid materiaal vermindert en de economie verbetert.
De onderzoekers van de staat Ohio streven ook naar een andere versie van chemische looping, waarbij steenkool wordt vergast en de resulterende combinatie van waterstof- en koolmonoxidegassen, syngas genaamd, reageert met het ijzeroxide (zie Roest gebruiken om CO2 van kolencentrales af te vangen). De bouw van een proeffabriek van 250 kilowatt is gestart om die aanpak te testen. De recente test elimineert de vergassingsstap door poederkool te gebruiken in plaats van syngas, dus het zou mogelijk goedkoper kunnen zijn.
Het werk wordt gefinancierd door het National Energy Technology Laboratory van het Department of Energy, dat heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van de fracking-technologie achter de huidige aardgashausse in de Verenigde Staten. NETL financiert ook een andere benadering van chemische looping, waarbij calciumsulfaat wordt gebruikt in plaats van ijzeroxide. Die technologie, die door Alstom wordt ontwikkeld, werd vorig jaar gedemonstreerd in een faciliteit van drie megawatt. Het werk van de staat Ohio bevindt zich in een vroeger stadium, maar Fan zegt dat zijn aanpak veel minder materiaal zou kunnen gebruiken, waardoor het praktischer wordt.