Технологии чистого угля

Технологии Чистого угля - это комплекс технологий, разработанных для снижения воздействия угольной энергетики на окружающую среду, с акцентом на сокращение выбросов диоксида серы (SO₂), оксидов азота (NO_x), твердых частиц (золы) и CO₂, и повышения эффективности переработки угля.

Ключевые технологии чистого угля

Очистка угля до сжигания: Промывка/подготовка угля: Химическая/механическая очистка угля перед сжиганием для удаления минеральных примесей, серы:

• промывка угля - измельчённый уголь смешивают с жидкостью, примеси отделяются и оседают;
• подготовка угля:
• обогащение в тяжёлых средах - гравитационное разделение минеральных зёрен в суспензии минеральных порошков с промежуточной плотностью, основанный на разнице их плотности. Эффективен для крупных классов угля,
• флотация - обогащение угля, при котором разделение происходит благодаря различию в смачиваемости поверхности минералов водой. Позволяет добиться высокого качества очистки, но требует реагентов и затрат на обслуживание,
• отсадка - гравитационное обогащение угля путем разделения минеральных частиц по плотности под действием вертикального пульсирующего потока воды или сжатого воздуха.

Повышение эффективности сжигания угля:

• сверхкритические (SC) и ультрасверхкритические (USC) электростанции - работают при более высоких температурах и давлении, что позволяет электростанциям производить больше энергии из того же количества угля, тем самым снижая выбросы на кВт·ч. Это повышает КПД до 50 % и снижает расход угля;
• использование отработанного тепла от процесса выработки электроэнергии для промышленного или бытового использования;
• горелки с низким содержанием NO_x - уменьшают образование оксидов азота за счёт ограничения доступа кислорода и регулирования процесса горения;
• системы десульфуризации дымовых газов(мокрые скрубберы) - удаляют SO₂ путём распыления известняка и воды. Побочный продукт десульфуризации - синтетический гипс;
• электрофильтры - улавливают твёрдые частицы, заряжая их электрическим полем и собирая на пластинах.

Альтернативные методы переработки угля:

• газификация угля, в том числе метод интегрированной газификации с комбинированным циклом (IGCC) - из угля получают синтез‑газ, который затем сжигают в газовой турбине. Тепловая энергия также питает паровую турбину;
• пиролиз и полукоксование - термическое разложение угля без доступа кислорода, позволяет получать продукты с минимальными выбросами.

Улавливание и хранение углерода (CCS) - улавливает углерод из дымовых газов и хранит его под землей в кавернах истощённых месторождений, солёных водоносных горизонтах, неразрабатываемых угольных пластах, предотвращая выброс в атмосферу.

Разделение дымовых газов - CO₂ удаляют с помощью растворителей или пара, затем конденсируют в концентрированный поток.

Сжигание угля в чистом кислороде, получая дымовые газы, состоящие в основном из CO₂ и воды.

Улавливание CO₂ перед сжиганием в процессе газификации.

Эффективность технологий чистого угля:

• базовый комплекс технологий сокращает выбросы CO₂ на 50 %;
• полный цикл, с учетом CCS, позволит уменьшить выбросы на 90 %.

Улавливание углерода требует до 60 % энергии процесса, что увеличивает себестоимость.