Intensification of processes carried out in trickle-bed reactor applying periodic operations

Wyznaczono eksperymentalnie podstawowe parametry hydrodynamiczne i współczynniki wnikania masy na granicy ciecz - ciało stałe w reaktorze trójfazowym pracującym w reżimie wymuszonego przepływu pulsacyjnego indukowanego metodą BAZA-IMPULS. Pomiary wykonano dla cieczy o różnych właściwościach fizykochemicznych. Opracowano uniwersalne mapy przepływu oraz równanie korelujące zmierzone wartości zawieszenia cieczowego. Wykazano korzyści wynikające ze zmiany sposobu zasilania złoża cieczą.Basic hydrodynamic parameters and liquid-solid mass transfer coefficients in a trickle-bed reactor working in the forced pulse flow regime induced by BASE-IMPULSE method were experimentally determined. The measurements were made for liquid of different physicochemical properties. The universal flow maps and equation correlating the measured values of liqu_ id holdup were developed. Advantages resulting from a change of liquid feeding method were shown

Catalytic wet air oxidation of phenol in a trickle bed reactor operating at periodic liquid flow modulation

W publikacji przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu ultrafiltracji modelowych i przemysłowych solanek z zastosowaniem membran ceramicznych 150 kDa. Głównym celem badań była analiza wpływu dwóch podstawowych parametrów operacyjnych, stężenia chlorku sodu w nadawie i ciśnienia transmembranowego TMP m fouling badanej membrany ceramicznej Al2O3/TiO2/ZrO2.Results of ultrafiltration studies using ceramic 150 kDa membrane and model solutions containing bovine serum albumin and sodium chloride as well as salted wastewater from fish industry are reported. A main objective of this work was to study the effect of two main operating parameters, i.e. sodium chloride concentration in feed solution and transmembrane pressure, TMP, on fouling behavior of ceramic Al2O3/TiO2ZrO2. membrane during ultrafiltration tests

Impact of the composition of absorption blend on the efficiency of CO2 removal

Wykonano badania równowag oraz kinetyki absorpcji CO2 w roztworach zawierających różnego typu aminy, takie jak: aminy pierwszorzędowe (np. MEA), poliaminy (np. piperazyna) oraz aminy z zawadą steryczną (np. AMP) oraz dodatek cieczy organicznych. Przebadano, pod kątem wpływu ilości cieczy organicznej i wody na zdolności absorpcyjne, roztwory bazujące na układzie amin pierwszorzędowa/amina z zawadą steryczną/aktywator/ciecz organiczna/ woda. Określono również wpływ ilości aktywatora na parametry, takie jak: szybkość absorpcji oraz pojemność absorpcyjna dla roztworów aminy trzeciorzędowej.Analysis was performed of the equilibriums and kinetics of CO2 absorption in solutions containing various types of amines, such as: primary amines (e.g. MEA), polyamines (e.g. piperazin) and amines with steric hindrance (e.g. AMP), and an addition of organic liquids. The solutions based on the primary amine/amine with steric hindrance/activator/organic liquid/water compounds were tested in terms of the impact of the volume of organic liquid and water on the absorption capability. Also assessed was the impact of the volume of activator on parameters such as: absorption rate and absorption capacity for tertiary amine solutions

The technological research progress of amine-based CO2

Procesy wychwytu transportu i składowania CO2 (CCS - Carbon Capture and Sequestration) są uznane przez KE za główne narzędzie w procesie redukcji emisji ditlenku węgla z dużych źródeł np. procesów generacji energii elektrycznej. Ze względu na spowolnienie gospodarki UE, tempo rozwoju i implementacji technologii CCS jest niewystarczające i wymaga zintensyfikowania działań mających na celu komercjalizację technologii CCS w sektorze energetycznym. Uruchomione przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla stanowisko badawcze oraz Instalacja pilotowa stanowią unikatową na skalę kraju infrastrukturę, pozwalającą na kompleksowe badania procesu wychwytu CO2 z gazów procesowych. W artykule przedstawiono postęp prac w ramach realizacji Programu Strategicznego w obszarze procesów usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych - wyniki pierwszych w kraju testów wychwytu CO2 z rzeczywistych spalin, potwierdzające możliwość pracy instalacji z wysoką sprawnością separacji CO2 powyżej 85%.Carbon Capture and Storage (CCS) technology is one of the key ways to reconcile the rising demand for fossil fuels with the need to reduce C02 emissions. Globally, CCS is likely to be a necessity in order to meet the European Union's greenhouse gas reduction targets. Post-combustion processes like amine-based chemical absorption of C02 are ideally suitable for conventional power plants. However, there still are only a few facilities worldwide in which this technology is actively employed, and the demonstration phase of CCS technology requires more extensive implementation under practical conditions. The Institute for Chemical Processing of Coal in Zabrze started post-combustion CO2 capture R&D in 2007. The first pilot tests of CO2 capture from coal-fired flue gas in Poland are carried out in cooperation with TAURON Polska Energia and Tauron Wytwarzanie as a result of the Strategic Research Programme "Development of a technology for highly efficient zero-emission coal-fired power units integrated with CO2 capture". This paper presents bench-scale and pilot testing data of CO2 removal by MEA-based chemical solvents. The achieved efficiency of CO2 separation in this analysis was above 85%, and energy demand of the sorbent regeneration process was in the range of 4.8-7.5 MJ/kg CO2, as with other available first generation Carbon Capture Technologies

Influence of gas and liquid flow on carbon dioxide absorption efficiency in 30% monoethanoloamine solution

Przedstawiono badania wpływu obciążenia kolumny absorpcyjnej gazem i cieczą na efektywność i energochłonność procesu absorpcji CO2 w 30% roztworze monoetanoloaminy. Instalacja laboratoryjna pracowała w sposób ciągły w układzie absorpcja-desorpcja. Badano strumień powietrza o zawartości 12+14% obj. CO2. Strumień gazu zmieniano w zakresie 3+6 mn3/h, a strumień cieczy absorbującej w zakresie 20+60 dm3/h. Moc grzałki kolumny desorpcyjnej zmieniano w zakresie 1500+3000 W. Określono sprawność usuwania CO2 z gazu oraz zapotrzebowanie cieplne procesu.Influence of gas and liquid flow on carbon dioxide absorption efficiency in 30% monoethanoloamine solution was presented in the paper. Research was carried out in a small laboratory installation working in a continuous mode. The study involved 3+6 m3n/h gas stream flow containing 12+14% carbon dioxide by volume in air and 20+60 dm3/h absorbent flow. A stripping column was heated by the electric heater with controlled power input between 1500 to 3000 W. The research allowed one to determine the CO2 removal efficiency and process heat demand per kg of CO2 removed

Operational experiences of different scale Carbon Capture plants

Polityka klimatyczna UE ukierunkowana jest na obniżenie emisji szkodliwych związków do środowiska. W przypadku sektora energetycznego, od lat kładzie się duży nacisk na obniżenie emisji tlenków siarki SOx, tlenków azotu NOx, pyłów oraz CO2. W związku z wprowadzeniem systemu handlu emisjami CO2 , coraz większego znaczenia nabierają technologie obniżające emisje gazów cieplarnianych, w tym technologie wychwytu i składowania CO2 (CCS – Carbon Capture and Sequestration). W artykule przedstawiono postęp prac nad procesem usuwania CO2 ze spalin bloków węglowych, realizowanych w ramach Strategicznego Programu Badawczego „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii: Opracowanie technologii dla wysoko sprawnych „zero-emisyjnych” bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO2 ze spalin”. Przedstawiono doświadczenia zespołu realizującego badania procesu wychwytu CO2 na instalacjach w skali laboratoryjnej, półtechnicznej i pilotowej. Zaprezentowano wyniki testów procesu wychwytu CO2 ze spalin z zastosowaniem instalacji pilotowej aminowego usuwania CO2 o wydajności 1 t CO2/d. W ramach realizowanych badań pilotowych prowadzonych w Elektrowni Łaziska w 2013 r., wykonano ponad 80 testów, w ramach których udało się wydzielić 20 ton dwutlenku węgla ze spalin kotłowych. Przeanalizowano wpływ innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych instalacji pilotowej. Potwierdzono wysoką sprawność procesu wychwytu CO2 z zastosowaniem absorpcji chemicznej w roztworze MEA przekraczającą 90% oraz możliwość obniżenia zużycia ciepła w procesie regeneracji sorbentu poprzez integrację cieplną obiegów w obszarze instalacji wychwytu CO2.EU’s climate policy is focused on the reduction of harmful emissions. The energy sector put a great emphasis on the reductionof emissions of sulfur oxides SOx, nitrogen oxides NOx, carbon monoxide CO, particulates and carbon dioxide CO2 . Mitigation of CO2 emissions is the challenge of the power sector, because just under 80% of the electricity generated in Poland is powered by coal-fired power plants. Technologies reducing greenhouse gas emissions, including technologies, CO2 capture and storage (CCS – Carbon Capture and Sequestration), are becoming increasingly important, according to the introduction of CO2 emissions trading system – EU ETS. The Carbon Capture and Storage (CCS) technology is one of the key ways to reconcile the rising demand for fossil fuels, with the need to reduce CO2 emissions. Globally CCS is likely to be a necessity in order to meet the Union’s greenhouse gas reduction targets Post-combustion process like amine based chemical absorption CO2 is ideally suitable for conventional power plants. There are still only a few facilities worldwide in which this technology is actively being practiced and the demonstration phase of CCS technology needs more activity – the biggest one in Europe have 280 t CO2 /d yield and is located in Mongstad in Norway. This paper presents the progress of the CO2 capture from the flue gas research implemented within the framework of the Strategic Research Programme “ Advanced technologies for energy generation: Development of a technology for highly efficient zero-emission coal-fired power unitswith integrated CO2 capture”. Some of the experience of the researchers performing CO2 capture plants on a laboratory, semi-technical and pilot scale are presented. First pilot tests of CO2 capture from coal- fired flue gas in Poland were carried out in cooperation with TAURON Polska Energia and Tauron Wytwarzanie, at Laziska Power Plant for six months of 2013 year. The Pilot Plant was connected to the hard coal-fired boiler. The plant is able to receive about 200m3/h of real flue gas that contains different types of pollutants such as SOx, NOx and particles. The Pilot Plant consists of flue gas pre-treatment unit – deep desulfurization, and CO2 capture unit – consist of absorber and desorber columns. The Pilot Plant operates 24 h per day, 5 days per week. Because the CO2 concentration in flue gas to be treated consequently fluctuates round the clock operation allows for extended evaluation of the solvent, and capture process efficiency on real work parameters of the boiler. Over 500 h, 81 tests and more than 20 t of separated CO2 were achieved during the operation with 30 wt% MEA (monoethanolamine). The unique design of the Pilot Plant allowed for the evaluation of various process modifications. Process modifications such as split stream and heat recuperation had been evaluated with the plant. The effect of heat recovery – recuperation can easily be seen in Fig.5. Achieved efficiency of CO2 separation was above 85% and the lowest noticed energy demand of sorbent regeneration was 3,6 MJ/kg CO2 – for MEA as a sorbent, and heat recuperation evaluated – Fig. 3. Those power required for regeneration comprise the energy requirements of the process subsequently determining the operating and maintenance costs – about 50–60% of OPEX. The main noticed operational problem of the CO2 capture plants was corrosion of the some devices, that means how important is the right material choosing during plant designing stage

Studies of CO2 capture using multicomponent amine sorbents

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu usuwania CO2 za pomocą sorbentów aminowych. Jako sorbent referencyjny przedstawiono najczęściej stosowany 30% wodny roztwór monoetanoloaminy. Badania przeprowadzono na instalacji w skali laboratoryjnej pozwalającej na prowadzenie jednocześnie procesu absorpcji oraz desorpcji CO2 w sposób ciągły. Badany gaz miał skład zbliżony do składu spalin energetycznych powstających podczas spalania paliw w powietrzu wzbogaconym w tlen. Porównano sprawność procesu absorpcji oraz zużycie energii potrzebnej do procesu desorpcji dla różnych stopni obciążenia kolumny gazem i cieczą (L/G) dla różnych sorbentów.The paper presents results of C0 2 capture using amine sorbents. As a reference sorbent 30% aqueous solution of monoethanolamine was used. Steady state C0 2 absorption and desorption investigations were performed in a laboratory-scale plant. The composition of tested gas was similar to the flue gas produced during fuel combustion in oxygen-enriched air. The research focused on comparison of absorption efficiency and desorption process energy consumption at different liquid to gas ratio (L/G) for tested sorbents

Comparison of research results of CO2 removal process from gaseous mixtures using amine sorbents

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu usuwania CO2 ze strumienia gazu o podwyższonej zawartości COO2 za pomocą sorbentów aminowych. Porównano wyniki uzyskiwane na najczęściej stosowanym przemysłowo sorbencie 30% roztworze etanoloaminy (MEA) oraz wyniki uzyskane przy zastosowaniu mieszaniny 2-amino-2-metylopropanolu (AMP) oraz piperazyny (PZ). Wykazano znaczne zwiększenie sprawności procesu przy zastosowaniu AMP/PZ oraz jednoczesne zmniejszenie zużycia energii w procesie regeneracji sorbentu.Results of CO2 removal using amine sorbents from gas with the increased concentration of CO2 are presented in the paper. Results obtained for the most commonly used industrial sorbent, i.e. 30% solution of ethanolamine (MEA) and the results using a mixture of 2-amino-2-methylpropanol (AMP) and piperazine (PZ) were compared. A significant increase of pro¬cess efficiency using the AMP/PZ and the simultaneous reduction of energy consumption in sorbent regeneration process were observed

Will CCS be cheap? - New CO2 sorbents wanted

Zagadnienia związane z obniżeniem emisji CO2 do atmosfery stały się szczególnie ważne dla sektora energetycznego w związku z polityką klimatyczną UE i przyjęciem przez Parlament Europejski Pakietu Klimatycznego w grudniu 2008 r. Konsekwencją polityki "klimatycznej" będzie wzrost kosztów wytwarzania energii elektrycznej w związku z koniecznością wprowadzania technologii CCS (Carbon Capture and Storage), a co zatem idzie - znaczny wzrost cen energii na rynku. W opracowaniu dokonano krótkiej charakterystyki metod usuwania CO2 ze spalin (post combustion) oraz identyfikacji kosztów technologii CCS. W artykule przedstawiono również wstępne wyniki badań sorbentów CO2 prowadzonych w ramach realizacji Zadania nr 1 Strategicznego Programu Badawczego - Zaawansowane technologie pozyskiwania energii.Currently, the Polish energy sector is facing a number of serious challenges due to obligation to reducing CO2 emission by 2020, while maintaining a high level of energy security. The paper presents analysis of CCS technology costs based on ZEP cost reports and selected results of work in the Strategic Research Programme - Advanced technologies for energy generation: Development of a technology for highly efficient zero-emission coal-fired power units integrated with CO2 capture. Themain goal of this Programme is the implementation of the EU '3x20'Strategy. Improve CO2 amina based solvents via chemical modifications to improve loading, efficiency, are the subject of Institute for Chemical Processing of Coal (PPC) interest