Sposób konwersji energii i oczyszczania gazu niskokalorycznego, zwłaszcza z podziemnego zgazowania węgla

Istota wynalazku

Gaz niskokaloryczny, zawierający znaczne ilości kondensatów smołowych i siarkowodoru, wprowadza się kątowo do komory spalania z zawiesiną fluidalną, przez układ działających naprzemiennie dysz i spala go w strumieniu spalin wylotowych z ekspandera turbiny gazowej zasilanej gazem ziemnym. Spaliny wylotowe wprowadza się do komory spalania osiowo, przez dystrybutor utleniacza o niskim oporze przepływu. W kotle następuje przekazanie ciepła wydzielonego w trakcie spalania do wymiennika spaliny - sprężone powietrze, zanurzonego w zawiesinie fluidalnej sorbentu i substancji inertnej. W efekcie podgrzane zostaje sprężone powietrze zasilając w ten sposób turbinę gazową. Pozostała część energii spalin podgrzewa wymienniki spaliny/para wodna wytwarzając parę przegrzaną do zasilania turbiny gazowej.

Korzyści

Sposób umożliwia spalanie gazu niskokalorycznego bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z jego wcześniejszym oczyszczaniem, zapewniając jednoczesne prowadzenie operacji spalania gorącego, zanieczyszczonego gazu wraz z operacją oczyszczania oraz efektywne wykorzystanie wytworzonego ciepła. Udało się to osiągnąć przez nowy sposób doprowadzania i spalania gazu surowego oraz wytworzenie w procesie warunków umożliwiających termiczny rozkład i spalenie składników kondensujących gazu niskokalorycznego, w tym smół, na zawiesinie fluidalnej cząstek sorbentu i materiału inertnego. Sposób pozwala na prowadzenie sorpcji związków siarki z gazu bez obecności paliwa stałego w zawiesinie fluidalnej.

Potencjał komercjalizacji

Technologia podziemnego zgazowania węgla, w której będzie stosowany wynalazek, jest obecnie bardzo intensywnie rozwijana w wielu krajach świata, a w szczególności w Chinach, Australii, Kanadzie, Republice Południowej Afryki i Polsce, tj. krajach posiadających duże zasoby węgla kamiennego. Przedstawiony wynalazek, pozwalający na wykorzystanie produktów procesu w tani sposób, przyczyni się do szybszego wdrożenia tej technologii w przemyśle. W pierwszej kolejności wynalazek zostanie wdrożony w planowanej do budowy instalacji demonstracyjnej o mocy 20MWel. Następnie może być stosowany w kolejnych obiektach energetyki zawodowej. Istnieje też duża szansa zastosowania wynalazku poprzez udzielenie licencji firmom pracującym nad technologią podziemnego zgazowania węgla zagranicą. Szacuje się, że w Polsce przez zastosowanie technologii podziemnego zgazowania można by zgazować ok. 1 mld ton węgla kamiennego.