7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

1/7

Pengaruh yang Kuat dari Kualitas Batubara dan

Teknologi Gasifer dari Kinerja IGCC.

Abstrak

Gasifkasi batubara siklus gabungan terpadu (IGCC) pembangkit dengan

menangkap pra-pembakaran CO2 merupakan salah satu pilihan yang paling

menjanjikan untuk pembangkit listrik dengan penangkapan dan penyimpanan

karbon. Pekerjaan ini enelaah untuk sejauh mana kinerja IGCC (dengan dan

tanpa menangkap CO2) dipengaruhi oleh kualitas batubara untuk dua entrained

gasifers aliran slagging yang berbeda. !erdasarkan model IGCC yang

dikembangkan di "spen #itambah dan dikombinasikan dengan G$P%O& massa

dan energi saldo dihitung. #ua teknologi gasifkasi dianggap' ebuah gasifer

pakan kering dengan pemulihan panas syngas yang merupakan teknologi hell&dan gasifer pakan bubur dengan memuaskan air penuh yang merupakan

teknologi G. *ntuk setiap gasifer& lima bara yang berbeda digunakan dan

alternati+ dengan dan tanpa menangkap CO2 dihitung. #itemukan bah,a

efsiensi termal& emisi CO2 dan daya bersih output dari umpan IGCC bubur itu

sangat tergantung pada jenis batubara& dan memiliki kinerja terendah untuk

batubara peringkat rendah. #i sisi lain& pakan kering IGCC sedikit dipengaruhi

oleh jenis batubara. $he IGCC umpan lumpur dilakukan paling dekat dengan

pakan kering IGCC ketika CO2 ditangkap dan dua batubara peringkat tertinggi

bituminous digunakan.

ata kuni' IGCC& pra-pembakaran& menangkap& kualitas batubara& efsiensi

Pengantar

$erpadu gasifkasi batubara gabungan siklus (IGCC) telah munul sebagai

alternati+ untuk kon/ensional bubuk batubara (PC) tanaman untuk menghasilkan

listrik dari batubara. 0ika CO2 penangkapan dan penyimpanan akan diperlukan&

IGCC dengan menangkap pra-pembakaran dianggap sebagai salah satu

pembangkit listrik yang paling menjanjikan teknologi. ebanyakan penelitian

telah menge/aluasi kinerja IGCC untuk batubara bituminous 13& namun itu

adalah #iperkirakan bah,a 456 dari adangan batubara dunia terdiri dari

batubara lignit dan sub bituminous 123. 7anya !eberapa teknologi gasifer telah

dikembangkan untuk berbagai luasan& namun hanya beberapa ini telah

menapai tahap komersial 183. 0enis gasifers paling sering dipertimbangkan

untuk proyek gasifkasi baru (9aitu& entrained aliran gasifers mengeam)&

dibatasi seara operasional oleh hell gasifer pakan kering dan G (sebelumnya

$e:ao) gasifer pakan bubur. Oleh karena itu& makalah ini membahas e+ek

utama batubara kualitas pada gasifers mirip dengan teknologi hell dan G dan

kinerja yang sesuai $anaman IGCC dengan dan tanpa menangkap CO2.

Deskripsi proses

7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

2/7

ekuatan blok pembangkit ini mirip dengan gas alam pembangkit ombined

yle yang termasuk turbin gas dan siklus uap. Pembangkit ini juga menakup

+ungsi utama yang diperlukan untuk menghasilkan bahan bakar gas' persiapan

batubara& gasifkasi& pemisahan udara dan pembersihan gas. $he hell dan G

gasifers keduanya aliran yang tertahan mengeam gasifers yang biasanya

beroperasi di sekitar 4; bar dan

7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

3/7

untuk menentukan massa dan energi saldo untuk numerik e/aluasi efsiensi

termal& emisi CO2 (kg @ kBh) dan laju aliran proses kuni untuk mendapatkan

pemahaman kualitati+ ukuran peralatan proses. #ua teknologi gasifkasi yang

dipertimbangkan dalam

yang IGCC modeling'

asus (pakan kering IGCC)

o Proses pengeringan batubara mirip dengan teknologi B$"2 %B yang

143

o pakan gasifer kering mirip dengan teknologi hell

o Duenh dengan daur ulang gas& dan syngas dingin untuk pemulihan

panas (steam generasi)

asus 2 (bubur pakan IGCC)

o bubur pakan gasifer mirip dengan teknologi G (sebelumnya $e:ao)

o memuaskan air penuh& tidak ada pemulihan panas syngas

elain gasifers& komponen penting lainnya dari sistem IGCC termasuk dalam

"spen odel Plus. Itu dipilih untuk me,akili teknologi yang tersedia seara

komersial untuk gas membersihkan (gas dingin membersihkan dengan ele:ol

untuk menghilangkan sul+ur dan menangkap CO2)& turbin gas (teknologi E-lass)

dan siklus uap (tiga tingkat tekanan& subkritis). *ntuk menghadapi kompleksitas

siklus uap panas integrasi& perangkat lunak G$P%O digunakan dalam kombinasidengan model "spen Plus. odel ini dikembangkan untuk mempertimbangkan

tanaman dengan dan tanpa menangkap CO2. Fima bara yang berbeda seperti

yang dijelaskan dalam 1

7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

4/7

lrr) soli*s coc!tratio ["] 40.90 48.00 61.10 70.70 75.70-)g! [kg/#kg mf coal$] 1.193 1.106 0.844 0.818 1.006

odel yang dikembangkan agak kurang rini (misalnya lebih sedikit jumlah

komponen dalam Ho,sheet) daripada model yang sesuai dari studi teknik dan

model gasifer telah didasarkan pada asumsi suhu operasi seragam dan

kesetimbangan kimia penyederhanaan ini& bagaimanapun& mungkin tidak akanseara signifkan mengubah hasil di+okuskan pada pekerjaan ini.

"asil dan Diskusi

7asil komputasi kuni dirangkum dalam $abel 2 dan termasuk eJienies8

termal (baik F7K dan 77K)& emisi CO2 dan output daya bersih. eperti

ditunjukkan dalam Gambar 2& efsiensi asus 2 jauh lebih sensiti+ terhadap jenis

batubara dari asus . Penurunan diamati efsiensi untuk batubara peringkat

rendah dijelaskan oleh kepadatan energi berkurang dari bubur& karena kombinasi

dari pemanasan yang lebih rendah nilai bara (lihat 77K m+ batubara pada $abel

) dan konsentrasi lumpur padatan diapai berkurang. emakin rendah

kepadatan energi dari pakan bubur& semakin tinggi kebutuhan energi untuk

memanaskan umpan dan menguapkan air. Itu perhitungan menunjukkan bah,a

) efsiensi gas dingin gasifation4 berkurang dari 5>&86 untuk !atubara &6 !atubara & dan 2) konsumsi daya tambahan lebih dari dua kali lipat

untuk !atubara dibandingkan dengan Coal

7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

5/7

adalah lignit dengan kadar air yang tinggi dan menurut defnisi F7K tidak

termasuk energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air (biasanya tidak bisa

pulih) dari nilai kalor batubara& meskipun dalam asus energi ini sebenarnya

pulih dalam proses pengeringan. Oleh karena itu& defnisi F7K dalam kasus

khusus ini understates energi batubara kimia yang benar-benar masuk ke dalam

proses. #ibandingkan dengan efsiensi (F7K) dihitung 1N3 (yang digunakan

bituminous mirip dengan Coal 8)& efsiensi saat ini agak higher< untuk asus

dan agak lo,erN untuk asus 2. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh beberapa

+aktor (misalnya proses pengeringan konfgurasi& konsentrasi bubur& "* @ G$

integrasi) tapi ini tidak diselidiki seara rini.

misi CO2 per unit listrik yang ditunjukkan pada Gambar 8a. #alam model ini&

>;6 penangkapan CO2 dalam syngas setelah reaksi pergeseran dua tahap

diasumsikan dalam kasus penangkapan. arbon yang belum bertobat di gasifer

berakhir sebagai slag atau Hyslag dan mengikat beberapa karbon dalam

batubara. misi CO2 sangat bergantung pada efsiensi (karena memberikan

jumlah batubara dan dengan demikian karbon per unit listrik)& tetapi juga

dipengaruhi oleh kandungan karbon dari batubara. arena kasus yang sangat

miskin 2 efsiensi untuk rendah !atu bara dengan mutu& emisi CO2 yang sesuai

sangat tinggi.

Gambar 8 a) misi CO2 per unit listrik& b) daya bersih yang dihasilkan oleh

pembangkit ini

ekuatan kotor ber/ariasi sedikit untuk batubara yang berbeda. 7al ini karena

turbin gas memiliki kekuatan yang sama output (2LN B) untuk semua kasus&

sedangkan jumlah yang diperlukan pakan syngas dihitung dengan gas model5

turbin yang merupakan turbin gas G >E" yang dinilai sebagai 2LN B. $erlepas

dari beberapa /ariasi dalam buang turbin gas massa aliran& temperatur dan

komposisi& uap output daya turbin tidak berbeda banyak (8-; B) sebagai

+ungsi dari jenis batubara. Oleh karena itu& penurunan daya bersih output untuk

batubara peringkat rendah diamati pada Gambar 8b& dijelaskan oleh peningkatan

konsumsi daya tambahan terutama di "* dan CO2 absorber dan kompresor.

Gambar 4 telah ditambahkan untuk menggambarkan bagaimana laju aliran

proses berbeda antara kasus dan kasus 2 sebagai +ungsi dari jenis batubara.

ebagai ontoh& terlihat bah,a aliran /olume gasifer untuk output daya yang

diberikan adalah +aktor (4-< !atubara ) lebih tinggi untuk asus 2 dibandingkan

untuk asus . #engan asumsi yang sama ,aktu tinggal reaktor& ini Eaktor ini

juga akan menunjukkan /olume gasifer relati+ antara asus 2 dan asus . Ini

akan seara alami memiliki implikasi untuk analisis ekonomi yang&

bagaimanapun& telah di luar lingkup pekerjaan ini.

7/24/2019 Pengaruh Yang Kuat Dari Kualitas Batubara Dan Teknologi Gasifier Dari Kinerja IGCC

6/7

Gambar 4 Perbandingan laju aliran /olume (untuk output daya bersih yang

diberikan) di pintu keluar gasifer dandi inlet absorber untuk asus dan asus

2.

kesimpulan

IGCCs pakan bubur kurang efsien dan memiliki output daya bersih yang lebih

rendah untuk batubara peringkat rendah karena kurang padat energi tuntutan

bahan bakar bubur yang lebih banyak energi batubara diubah menjadi panas

bukan syngas dan meningkatkan konsumsi daya tambahan. ebaliknya& IGCCs

pakan kering sedikit dipengaruhi oleh batubara ketik dalam hal efsiensi termal

dan output daya. 7al ini menjelaskan mengapa Canadian Fistrik bersihoalisi

memilih gasifer hell untuk lignit dalam penelitian mereka 153. elain itu&

perhitungan menunjukkan bah,a untuk kelembaban tinggi batubara dira,at di

proses pengeringan yang efsien& penggunaan nilai kalor rendah perhitunganefsiensi melebih-lebihkan efsiensi.

$he IGCC umpan lumpur dilakukan paling dekat dengan IGCC pakan kering ketika

CO2 ditangkap dan dua peringkat tertinggi batubara bituminous yang digunakan

(Coal 4 dan !atubara -2 Oktober 2;;