211service.com
Städa upp på smutsigt kol
Den industriella boomstaden Dongguan i sydöstra Kinas Pearl River Delta kan snart vara värd för ett av landets mest sofistikerade kraftverk, ett som använder en okonventionell kolförgasningsteknik för att få det smutsigaste kolet att bete sig som rentbrännande naturgas. Dess utvecklare, Atlanta-baserade verktyg Södra kompaniet och Houston-baserad ingenjörsfirma KBR , meddelade licensavtalet med Dongguan Power and Chemical Company denna månad.
Billigt kol: Denna demonstrationsanläggning i Wilsonville, AL, använder en transportförgasare för att förvandla två ton billigt kol av låg kvalitet per timme till en rent brinnande gas. En anläggning baserad på liknande teknologi är planerad till Kina.
Dongguan Power planerar att implementera förgasningsschemat vid ett befintligt 120 megawatt naturgaseldat kraftverk, vilket gör det till en integrerad förgasningsanläggning med kombinerad cykel (IGCC) som använder billigt, fukthaltigt brunkol. Ombyggnaden bör vara i drift 2011. Det kommer att ge dess utvecklare en demonstration för att avgöra om tekniken kommer att fungera i större IGCC-anläggningar och om det är en process som är lämplig för att integrera kolavskiljnings- och lagringsteknik, enligt John Thompson, chef för Coal Övergångsprogram för Clean Air Task Force , ett ideellt miljökonsultföretag baserat i Boston. De vill visa att det här fungerar, säger Thompson.
Southern och KBR:s förgasningsdesign kan använda smutsigt kol eftersom det, jämfört med andra förgasningsreaktorer, använder en relativt långsam, lågtemperaturprocess. Konventionella förgasare, som General Electrics och Shells, förlitar sig på temperaturer runt 1 500 ºC för att förvandla finmalet kol till en brännbar blandning av kolmonoxid och väte som kallas syngas. Tyvärr smälter sådana temperaturer aska och andra mineralföroreningar i kolet och bildar en glasartad slagg som så småningom äter igenom de keramiska plattorna som skyddar reaktorernas stålväggar. Även reaktorer som använder högkvalitativt kol måste tas ur drift för installation av nya plattor minst vart tredje år. De är alltså dåligt anpassade för kol av lägre kvalitet som skulle producera flera gånger mer slagg.
Dongguans förgasare kommer att kringgå dessa problem genom att arbeta vid bara 925 ºC till 980 ºC, under föroreningens smälttemperatur, förklarar Randall Rush, Southern Companys generaldirektör för förgasningssystem. Kol förgasas ändå helt vid dessa lägre temperaturer eftersom det tillbringar dubbelt så lång tid i Southern och KBR:s process.
Tekniken är en anpassning av den fluidiserade katalytiska krackningen som använts i raffinaderier sedan 1940-talet, som bearbetar petroleum genom att transportera den runt en slinga tillsammans med fasta katalysatorpartiklar. I förgasningsreaktorn transporteras det inkommande tillförseln av färskt kol med ett loopande flöde av fasta kolföroreningar, främst aska. Den heta massan driver bort det mesta av kolets energiinnehåll som syngas. De fasta ämnen som blir över går helt enkelt med i flödet.
Southern och KBR började designa tekniken 1988 och startade med stöd från U.S. Department of Energy 1996 en demonstrationsreaktor i Wilsonville, AL, som kan förgasa två ton kol per timme. För fyra år sedan designade de om det och inkluderade det de hade lärt sig på Wilsonville. Rush säger att resultatet kommer att bli en jämförelsevis pålitlig och prisvärd IGCC-design. I frånvaro av slagg bör en reaktors keramiska foder hålla i 10 till 20 år, säger Rush.
Tekniken är attraktiv för Dongguan Power eftersom den kan använda kol som är billigare och mindre önskvärt. Presentationer från företaget noterar att en fördubbling av bränslekostnaderna mellan 2004 och 2006 eliminerade företagets vinstmarginal. Och medan Dongguan Power ursprungligen beställde en reaktor från Chinese Academy of Sciences Institute of Engineering Thermophysics , som byggde en transportförgasare i demonstrationsskala förra året, har företaget nu valt KBR och Southerns design.
Dongguan satsar på att dess IGCC-anläggning kommer att bli en standard för Kina när landet slår ner på utsläppen, och det har redan lagt planer för en 800 megawatts anläggning. Båda projekten väntar på godkännande av Kinas nationella utvecklings- och reformkommission, som kontrollerar de ekonomiska incitamenten som behövs för att täcka de högre kostnaderna för en IGCC-anläggning - ungefär dubbelt så mycket som en pulveriserad kolanläggning. Byrån har bara godkänt ett av ett dussintal IGCC-projekt som hittills föreslagits - GreenGen-projektet på 250 megawatt under uppbyggnad i Tianjin.
IGCC:er kan ta fart snabbare i USA tack vare ett koldioxidtak och handelssystem som behandlas av kongressen. Det vill säga om det går igenom och kan pressa koldioxidpriserna tillräckligt högt . Southern Companys dotterbolag Mississippi Power Company har träffat en mur av protester med ett förslag att bygga en 582 megawatt IGCC-anläggning i Kemper County, MS , före den prissignalen. Mississippi Powers anläggning skulle fånga upp 65 procent av sina koldioxidutsläpp, vilket ger den brunkolseldade anläggningen ett koldioxidavtryck som är jämförbart med naturgas. Det löftet gav projektet 2,2 miljarder dollar 403 miljoner dollar i federala bidrag och skattelättnader.
Thompson, vid Clean Air Task Force, hävdar att både Dongguan- och Kemper-projekten måste gå framåt eftersom de ger ett sätt att kontrollera koldioxidutsläppen från kol. Han säger att miljövänner borde inse att kolanvändning över hela världen inte försvinner någon gång snart, vilket gör kolavskiljning avgörande för att uppnå de mycket stora minskningarna av växthusgasutsläpp som krävs under de kommande decennierna för att minimera de ekologiska effekterna av globala klimatförändringar.
Om ny teknik för att tämja koldioxidutsläppen från kol inte används i stor utsträckning snart, går allt som miljörörelsen har försökt uppnå under det senaste århundradet ut genom fönstret, säger Thompson. Om CCS inte är allmänt distribuerat är det slut.