Jump to content

Смягчение загрязнения угля

(Перенаправлено из смягчения загрязнения угля )

Управление выбросами на угольной электростанции

Смягчение загрязнения угля , иногда обозначенное как чистый уголь , представляет собой серию систем и технологий, которые стремятся смягчить здоровье и воздействие сжигания угля на здоровье и окружающую среду на энергию. Горящий уголь высвобождает вредные вещества, которые способствуют загрязнению воздуха, кислотным дождям и выбросам парниковых газов . Смягчение включает в себя подходы к предварительности, такие как очистка угля и подходы к сжиганию после сжигания, включают десульфуризацию дымовых газов , селективное каталитическое восстановление , электростатические осадки и восстановление летучей золы . Эти меры направлены на снижение воздействия угля на здоровье человека и окружающую среду.

Сгорание угля выпускает разнообразные химические вещества в воздух. Основными продуктами являются вода и углекислый газ, как и сжигание нефти. Также выделяются диоксид серы и оксиды азота, а также немного ртути. Остаток, оставшийся после сжигания, угольная зола часто содержит мышьяк, ртуть и свинец. Наконец, сжигание угля, особенно антрацита , может высвобождать радиоактивные материалы. [ 1 ]

Технологии смягчения

[ редактировать ]

Смягчение загрязнения на основе угля можно разделить на несколько отдельных подходов. Смягчение загрязнения угля направлено на минимизация негативного воздействия сжигания угля. [ 2 ]

Предварительное обязательство

[ редактировать ]

До его сжигания уголь может быть очищен физическими и химическими средствами.

Физическая очистка угля обычно включает в себя гравиметрические процессы, часто в сочетании с флотацией пеной. Такие процессы удаляют минералы и другие незаботные компоненты угля, используя их большую плотность по сравнению с угля. Эта технология широко практикуется.

Угля также может быть частично очищен химическими обработками. Концепция состоит в том, чтобы использовать химические вещества для удаления вредных компонентов угля, оставляя горючий материал позади. Как правило, очистка угля влечет за собой обработку измельченного угля с кислотами или основаниями. Эта технология дорогостоящая и редко вышла за пределы демонстрационной фазы. Во время Второй мировой войны немецкая промышленность удаляла пепел из угля путем обработки гидрофлуорической кислотой и связанными с ними реагентами. [ 2 ]

Пост-комбинирование

[ редактировать ]

Отходы, полученные при сжигании угля, могут быть классифицированы по трем категориям: газы, частицы и твердые вещества (пепел). Газообразные продукты могут быть отфильтрованы и очищены для имитирования выпуска SO X, NO X , Mercury:

Электростатические осадры удаляют частицы. Влажные скрубберы могут удалять обе газы и частицы.

Твердый остаток, угольный ясень , требует отдельного набора технологий, но обычно включает в себя приход или некоторые подходы к иммобилизации. Уменьшение летучей золы уменьшает выбросы радиоактивных материалов .

Углеродный захват

[ редактировать ]

Несколько различных технологических методов доступны для захвата углерода:

Спутниковый мониторинг

[ редактировать ]

Спутниковое мониторинг теперь используется для перекрестной проверки национальных данных, например, предшественник Sentinel-5 показал, что китайский контроль над SO 2 был только частично успешным. [ 7 ] Это также показало, что низкое использование технологий, таких как SCR, привело к высоким выбросам № 2 в Южной Африке и Индии. [ 8 ]

Комбинированные велосипедные электростанции

[ редактировать ]

Несколько интегрированных газификационных комбинированных цикла (IGCC) были построены на угольных электростанциях с газификацией угля . Хотя они сжигают уголь более эффективно и, следовательно, излучают меньшее загрязнение, технология, как правило, не оказалась экономически жизнеспособной для угля, за исключением, возможно, в Японии, хотя это противоречиво. [ 9 ] [ 10 ]

Тематические исследования

[ редактировать ]

В сочетании с улучшенным восстановлением нефти и другими применениями коммерческие CCS в настоящее время тестируются в нескольких странах. [ кем? ] Предлагаемые участки CCS подвергаются обширным исследованиям и мониторингу, чтобы избежать потенциальных опасностей, которые могут включать утечку секвестрированного CO2 в атмосферу, индуцированную геологическую нестабильность или загрязнение источников воды, таких как океаны и водоносные горизонты, используемые для источников питьевой воды. По состоянию на 2021 год единственный демонстратор для CCS на угольной установке, который хранит газовой подземный, является частью электростанции пограничной плотины . [ Цитация необходима ]

Завод синфуэлей Великих равнин поддерживает техническую осуществимость секвестрации углекислого газа. Углекислый газ из угольной газификации отправляется в Канаду, где он вводится в землю, чтобы помочь в восстановлении нефти. Недостатком процесса секвестрации углерода является то, что он дорого по сравнению с традиционными процессами.

Ожидалось, что проект IGCC округа Кемпер , предложенная 582 МВт электростанция на основе газификации на базе угольной газификации , будет использовать захват CO 2 перед съемкой для захвата 65% CO 2 , который производит завод, который был бы использован и геологически секвестрирован в Enhanced по восстановлению нефти . Операции [ 11 ] Однако после многих задержек и затрат на стоимость 7,5 млрд. Долл. США (в три раза первоначальный бюджет), [ 12 ] Проект газификации угля был заброшен, и в конце 2017 года Кемпер строится в качестве более дешевой природного газа . электростанции [ 13 ]

правительства правительства Саскачевана Интегрированный проект по улавливанию и секвестрации пограничной плотины будет использовать технологию скруббера на основе амин, чтобы захватить 90% CO 2, излучаемого подразделением 3 электростанции; Этот CO 2 будет использоваться и использовать для улучшения нефти на нефтяных месторождениях Вейберна. [ 14 ]

Электростанция Oxyfuel CCS электростанция обрабатывает выхлопные газы, чтобы разделить CO 2 , чтобы он мог храниться или секвестрировать

Ранним примером установки на угле, используемом (окси-топливным) технологией захвата углерода, Vattenfall от насосы электростанция является . Schwarze компании Schwarze Schwarze [ 15 ] [ 16 ] Объект захватывает CO 2 и кислотный дождь, продуцирующие загрязнители, отделяет их и сжимает CO 2 в жидкость. Планы должны внедрить CO 2 в истощенные поля природного газа или другие геологические образования. Vattenfall полагает, что эта технология считается не окончательным решением для сокращения CO 2 в атмосфере, но обеспечивает достижимое решение в ближайшем будущем, в то время как более желательные альтернативные решения для выработки электроэнергии могут быть сделаны экономически практичным. [ 16 ]

Другие примеры улавливания углерода в кислороде. Callide Power Station модернизировала существующую электростанцию, работающую на 30, для работы в режиме окси-топлива; В Ciuden, Испания, Endesa имеет недавно построенную заводу из оксигового топлива 30-го моря с использованием технологии сжигания циркулированного жидкости (CFBC). [ 17 ] Система нулевой эмиссии Babcock-Thermoenergy (ZEBS) основана на окислом; Эта система оснащена около 100% захватом углерода, и, согласно информации компании, практически отсутствует воздушное выбросы. [ 18 ]

Другие технологии улавливания и хранения углерода включают те, которые обезвоживают низкодовые угли. Уы с низким уровнем ранга часто содержат более высокий уровень содержания влаги, который содержит более низкое содержание энергии на тонну. Это вызывает снижение эффективности сжигания и увеличение выбросов. Снижение влаги от угля до сжигания может сократить выбросы до 50 процентов. [ 19 ] [ Цитация необходима ]

В конце 1980 -х и начале 1990 -х годов Министерство энергетики США (DOE) проводило проекты под названием «Инициатива Clean Coal Technology & Clean Coal» (CCPI). [ 20 ] [ 21 ]

Финансовое воздействие

[ редактировать ]

Будь то углеродочные технологии и хранения, применяются во всем мире, «... зависит меньше от науки, чем от экономики. Очистка угля очень дорого». [ 22 ]

Стоимость преобразования одной угольной электростанции

[ редактировать ]

Преобразование обычной угольной электростанции осуществляется путем инъекции CO 2 в карбонат аммония, после чего она затем транспортируется и осаждается под землей (предпочтительно в почве под морем). [ 23 ] Этот процесс инъекции, однако, является самым дорогим. Помимо стоимости оборудования и карбоната аммония, электростанция, работающая на угле, также должна использовать 30% своего генерируемого тепла для инъекции (паразитарная нагрузка). На американской электростанции сжигающей электростанции Electric Electric Power Altineer Artination Setup был проведен тестирование.

Одним из решений для уменьшения этой тепловой потери/паразитной нагрузки является сжигание измельченной нагрузки с чистым кислородом вместо воздуха . [ 23 ]

Последствия затрат для новых угольных электростанций

[ редактировать ]

Недавно построенные угольные электростанции могут быть сделаны для немедленного использования газификации угля до сжигания. Это значительно облегчает отделение CO 2 от выхлопных паров, что делает процесс дешевле. Этот процесс газификации проводится на новых угольных электростанциях, таких как угольная электростанция в Тяньцзине , называемой « Greengen ».

Страна по странам

[ редактировать ]

Местные стандарты загрязнения включают GB13223-2011 (Китай), Индия, [ 24 ] Директива по промышленным выбросам (ЕС) и Закон о чистом воздухе (Соединенные Штаты) .

С 2006 года Китай выпускает больше CO 2 , чем любая другая страна . [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] Исследователи в Китае сосредотачиваются на повышении эффективности сжигания угля, чтобы они могли получить больше власти из меньшего угля. [ 30 ] По оценкам, новые высокоэффективные электростанции могут снизить выбросы CO 2 на 7%, потому что им не придется сжигать столько угля, чтобы получить столько же энергии. [ 30 ]

По состоянию на 2019 год Затраты на модернизацию CCS неясны, а экономика отчасти зависит от того, как продвигается китайская национальная схема торговли углеродом . [ 31 ]

Согласно новому исследованию Lancet, загрязнение приводило к более чем 2,3 миллионам преждевременной смерти в Индии. Почти 1,6 миллиона смертей были связаны только с загрязнением воздуха, и более 500 000 были вызваны загрязнением воды. Индия разработала инструменты и регулирующие полномочия для смягчения источников загрязнения, но нет централизованной системы для управления усилиями по борьбе с загрязнением и достижением существенных улучшений », - говорится в исследовании, добавив, что в 93% страны количество загрязнения остается намного выше всего мира здоровья Организация (ВОЗ) Руководства. [ 32 ]

В 2014 году электрическая утилита, принадлежащая провинции, завершила ремонт на котле пограничной плотины № 3, что делает его первым в мире пост-комбинированным хранилищем углерода. [ 33 ] Проект ремонта в итоге оказался чуть более 1,2 млрд. Долл. США и смог очистить CO 2 и токсины до 90 процентов от дымового газа, который он излучает. [ 33 ]

После катастрофической неудачи атомной электростанции Фукусима I в Японии, которая возникла в результате землетрясения и цунами в Тхоку 2011 года , и последующей широко распространенной общественной оппозиции против ядерной энергетики , высокая энергия, более низкие излучения (HELE) были все чаще отданы за Синдзо Абэ, возглавляемое правительством, возместить утраченную энергетическую мощность от частичного отключения атомных электростанций в Японии и замены стареющих угольных и нефтяных электростанций, в то время как достижение целей выбросов в 2030 году в Парижском соглашении . 45 Электростанции HELE были запланированы, якобы для использования интегрированного цикла топливных элементов газификации , дальнейшее развитие интегрированного газификационного комбинированного цикла. [ 34 ] [ 35 ]

Япония приняла предыдущие пилотные проекты на угольных электростанциях IGCC в начале 1990-х и в конце 2000-х годов.

В Соединенных Штатах чистый уголь упоминался 2007 несколько раз , в том числе его адрес состояния профсоюза года . Позиция Буша заключалась в том, что технологии улавливания и хранения углерода следует поощрять как одно средство для снижения зависимости страны от иностранной нефти.

Во время президентской кампании США за 2008 год оба кандидата Джон Маккейн и Барак Обама проявили интерес к разработке технологий CCS в рамках общего комплексного энергетического плана. Разработка технологий смягчения загрязнения может также создать экспортный бизнес для Соединенных Штатов или любой другой страны, работающей над ним.

Американский Закон о реинвестировании и восстановлении выделял 3,4 миллиарда долларов на передовые технологии улавливания и хранения углерода, включая демонстрационные проекты.

Бывший госсекретарь Хиллари Клинтон заявила, что «мы должны стремиться к тому, чтобы новое производство электроэнергии было получено из других источников, таких как чистый уголь и возобновляемые источники энергии», и бывший министр энергетики д -р Стивен Чу сказал, что «абсолютно стоит инвестировать в инвестиции в Установка углерода и хранение », отметив, что даже если США и Европа отвернулись от угля, развивающиеся страны, такие как Индия и Китай, скорее всего, нет.

В ходе первых дебатов в президентских выборах в Соединенных Штатах 2012 года выразил поддержку чистому углу и заявил , Митт Ромни что нынешняя федеральная политика мешает угольной промышленности. [ 36 ]

Во время администрации Трампа Управление чистого угля и углерод было создано в Министерстве энергетики США , но было отменено в администрации Байдена.

Смотрите также

[ редактировать ]

Влияние на здравоохранение и окружающую среду в угольной промышленности

  1. ^ Hower, James (2016). "Уголь". Кирк-Отмер Энциклопедия химических технологий . С. 1–63. doi : 10.1002/0471238961.0315011222151818.a01.pub3 . ISBN  978-0-471-48494-3 .
  2. ^ Jump up to: а беременный Чиан, Шиао-гунг; Кобб, Джеймс Т. (2000). «Процессы преобразования угля, очистка и десульфуризация». Кирк-Отмер Энциклопедия химических технологий . doi : 10.1002/0471238961.0312050503080901.a01 . ISBN  978-0-471-48494-3 .
  3. ^ «Контроль ртути от сжигания угля» . Неэп . Архивировано из оригинала 17 августа 2018 года.
  4. ^ «Исследование захвата углерода перед сбором» . Energy.gov . Управление ископаемой энергии, Министерство энергетики США . Получено 22 июля 2014 года .
  5. ^ «Выбор победителя в области технологии чистого коала» .
  6. ^ «Факты исследований и разработок - сжигание окси -топлива» (PDF) . Национальная лаборатория энергетических технологий, Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) 31 октября 2014 года . Получено 22 июля 2014 года .
  7. ^ Карплс, Валери Дж.; Чжан, Шуан; Алмонд, Дуглас (2018). «Количественная оценка ответов на угольную электростанцию ​​на более жесткие стандарты выбросов в Китае» . Труды Национальной академии наук . 115 (27): 7004–09. Bibcode : 2018pnas..115.7004K . doi : 10.1073/pnas.1800605115 . PMC   6142229 . PMID   29915085 .
  8. ^ «Новый анализ данных спутниковых данных показывает самые большие в мире горячие точки № 2 выбросов» . Greenpeace International.
  9. ^ «Универсальная неудача: как угольные растения IGCC тратят деньги и выбросы» (PDF) . Kiko Network. Архивировано (PDF) из оригинала 2016-12-19 . Получено 13 ноября 2018 года .
  10. ^ «Япония говорит« нет »на угольные электростанции с высоким уровнем эмиссии» . Nikkei Asian Review . 26 июля 2018 года.
  11. ^ «Примеры проекта IGCC - проект IGCC округа Кемпер» . Газифипедия . Национальная лаборатория энергетических технологий, Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала 17 марта 2014 года . Получено 22 июля 2014 года .
  12. ^ Урбина, Ян (2016-07-05). «Сваи грязных секретов, стоящих за модельным проектом« Чистый уголь »(опубликован 2016)» . New York Times . ISSN   0362-4331 . Получено 2021-02-03 .
  13. ^ Geuss, Megan (2017-06-29). «Электростанция Kemper 7,5 миллиардов долларов приостанавливает газификацию угля» . Ars Technica . Получено 2017-07-01 .
  14. ^ «Граничная плотина интегрированная демонстрация углерода и демонстрационный проект» . Глобальный институт CCS. Архивировано из оригинала 10 августа 2014 года . Получено 22 июля 2014 года .
  15. ^ «Проект Ваттенфолла на CSS» . Vattenfall. Архивировано из оригинала 2010-10-26.
  16. ^ Jump up to: а беременный http://discovermagazine.com/2009/feb/25-can-clean-coal-actully-work/?searchmer=clean%20Coal "Может ли чистый уголь на самом деле работать?" Статья в феврале 2009 года, с. 18, Получено 2009-05-11
  17. ^ «Обзор технологии сжигания кислого топлива для захвата CO 2 » . Cornerstone Magazine . Всемирная угольная ассоциация . Получено 22 июля 2014 года .
  18. ^ [Ведет нигде ранее цитируется - http://ww25.thermoenergy.com/zm9yy2vtug ]
  19. ^ GE, Lichao; Чжан, Янвей; Сюй, Чанг; Ван, Чжихуа; Чжоу, Джунху; CEN, KEFA (2015-11-05). «Влияние гидротермального обезвоживания на характеристики сжигания китайских угров с низким уровнем ранга» . Прикладная тепловая инженерия . 90 : 174–181. Bibcode : 2015 Appte..90..174G . doi : 10.1016/j.applthermaleng.2015.07.015 . ISSN   1359-4311 .
  20. ^ «Чистые угольные технологии и инициатива по производству электроэнергии Clean Coal» . Министерство энергетики США.
  21. ^ «Основные демонстрации: Инициатива по угляму угля (CCPI)» . Сеть Архивировано из оригинала 24 сентября 2006 года . Получено 1 мая 2012 года .
  22. ^ Ball, Jeffrey (2009-03-20). «Угольные жесткие факты: чистка не будет грязной дешевой» . Wall Street Journal .
  23. ^ Jump up to: а беременный Nijhuis, Мишель (апрель 2014 г.). "Может ли уголь когда -нибудь быть чистым?" Полем National Geographic . Архивировано с оригинала 16 марта 2014 года.
  24. ^ Сугатан, Аниш; Бхангале, Ритеш; Кансал, Вишал; Халк, Юнмил (2018). «Как индийские электростанции могут экономически эффективно соответствовать новым стандартам выбросов серы? Оценка политики с использованием предельных затрат на снижение». Энергетическая политика . 121 : 124–37. Bibcode : 2018enpol.121..124S . doi : 10.1016/j.enpol.2018.06.008 . S2CID   158703760 .
  25. ^ «Выбросы Китая: больше, чем США плюс Европа, и все еще растут» . New York Times . 2018-01-25.
  26. ^ «Китайское угольное топливо повышается в глобальных выбросах углерода» . Время . 2017-11-14.
  27. ^ «Да, США ведет все страны в сокращении выбросов углерода» . Форбс . 2017-10-24.
  28. ^ «Мировые данные выбросов углекислого газа по стране: Китай скорость впереди» . Хранитель . 2011-01-31.
  29. ^ «Китай сейчас № 1 в выбросах CO 2 ; США на второй позиции» . PBL Netherlands Agency Agency Agency . 19 июня 2007 года. Архивировано с оригинала 2019-07-09 . Получено 2018-03-20 .
  30. ^ Jump up to: а беременный «Китайский стремление очистить свою угольную энергию, по одному заводу за раз» . Новый ученый . Получено 2017-05-04 .
  31. ^ «Уловка, хранение и использование углерода для спасения угля? Глобальные перспективы и сосредоточиться на Китае и Соединенных Штатах» . www.ifri.org . Получено 2020-01-25 .
  32. ^ «Установление углерода и газификация угля могут изменить правила игры для Индии - мнение Atanu Mukherjee | et EnergyWorld» . EteNergyWorld.com . Получено 2020-01-25 .
  33. ^ Jump up to: а беременный Данко, Пит (2014-10-02). «Первая полномасштабная« чистая »угольная установка открывается в Канаде» . Национальное географическое общество . Архивировано с оригинала 12 января 2019 года . Получено 2017-04-27 .
  34. ^ MCHUGH, BABS (2017-02-23). «Японское правительство планирует построить 45 новых угольных электростанций для диверсификации поставок» . ABC Online . Получено 2017-02-23 .
  35. ^ Watanabe, Chisaki (2015-11-10). «Хотите сжечь уголь и спасти планету? Япония рекламирует решение» . Блумберг . Получено 2017-02-23 .
  36. ^ «Стенограмма и аудио: первые дебаты Обамы-Ромни» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Федеральная новостная служба . 2012-10-03 . Получено 2013-05-24 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a15e57f3093409e1e11468e397cb2be4__1724701020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a1/e4/a15e57f3093409e1e11468e397cb2be4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Coal pollution mitigation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)