Autor: Vlastimil Vilímek | Praha dne 28.11.2023

Plazmové zplyňování představuje inovativní technologii, jejíž klíčovým atributem je využití extrémně vysokých teplot pro efektivní přeměnu uhlí na syntetický plyn.

Tento proces lze rozlišit do několika kategorií, podle konkrétního typu zplyňovacích činidel, které jsou v průběhu použity.

Plazmové zplyňování je fascinujícím procesem, který se odehrává při skutečně vysokých teplotách, v rozmezí 1200–1700 °C.

To je klíč k jeho mimořádné účinnosti při přeměně uhlí. Jako výsledky tohoto procesu získáme syntézní plyn a strusku.

Mezi hlavní přednosti plazmového zplyňování patří schopnost proměnit organické odpady na praktický plyn a efektivně extrahovat odpadní kovy.

Výzkum a vývoj v oblasti plazmového zplyňování uhlí prochází rychlým vývojem.

Řada faktorů, jako například výkon plazmy, poměr ekvivalence a další, může mít značný dopad na efektivitu zplyňovacího procesu.

Moderní metody, jako je 3D numerická simulace, představují cenný nástroj pro výzkum a vývoj v této oblasti.

5 klíčových procesů:

1. Příprava uhlí:

Před samotným zplynováním je třeba uhlí připravit. To zahrnuje jeho drcení na menší částice, odstranění nečistot a sušení, aby se snížil obsah vlhkosti a zvýšila účinnost procesu.

2. Plazmový reaktor:

Uhlí je poté vloženo do plazmového reaktoru, kde je vystaveno vysokoteplotnímu plazmatu. Plasma je generována elektrickým obloukem nebo rádiovými frekvencemi a dosahuje teplot mnohonásobně vyšších než je teplota spalování, což umožňuje rozklad uhlí na základní molekuly.

3. Zplynování:

Při vysokých teplotách dochází k termochemickému rozkladu uhlíkových materiálů, při kterém se uhlí transformuje na syngas, směs především vodíku (H2) a oxidu uhelnatého (CO), s přítomností menšího množství oxidu uhličitého (CO2) a vodní páry (H2O).

4. Ochlazování a čištění syngasu:

Vzniklý syngas je následně ochlazen a prochází sérií čistících procesů, aby se odstranily nečistoty, jako jsou těžké kovy, síra a další kontaminanty. Toto je důležité pro ochranu následujících zařízení a pro zajištění kvality syngasu pro další využití.

5. Využití syngasu:

Čistý syngas může být využit jako palivo pro výrobu elektřiny v plynových turbínách nebo jako surovina pro chemickou syntézu, například pro výrobu metanolu, amoniaku nebo dalších chemikálií.

Alternativně může být syngas zpracován v procesu Fischer-Tropsch pro výrobu kapalných paliv.

Plazmové zplynování uhlí je významné díky své schopnosti přeměnit uhlí na užitečný a relativně čistý plyn, což může snížit celkové emise skleníkových plynů ve srovnání s tradičním spalováním uhlí.

Plazmové zplyňování je technologie plná předností, včetně snižování produkce dehtu, efektivní přeměny organického odpadu, vysoké kvality produkovaného syntetického plynu bohatého na vodík a nízkých emisí CO2.

Přesto však, i přes pokroky a hloubkové studie, stále čelí určitým výzvám.

Patří mezi ně:

a) Chlazení horkého syntetického plynu (syngas) vytvářeného během plazmového zplyňování

b) Katalyzátory mohou zlepšit výkon plazmového zplyňování, ovšem vyvstávají otázky týkající se jejich ceny a odolnosti vůči nečistotám.

c) Existují technické problémy spojené s vysokou spotřebou energie a krátkou životností elektrod v plazmových hořácích.

Při hodnocení potenciálu plazmového zplyňování pro komerční výrobu vodíku musíme zohlednit řadu faktorů, včetně konverze paliva, ukládání uhlíku, emise CO2, náklady na extrakci vodíku z plynu po zpracování.

Tato technologie je však stále ve vývoji a její ekonomická a ekologická životaschopnost bude záviset na dalším výzkumu, vývoji a škálování.

V řadě navazujících článcích jsme si představili technologii superkritické zplyňování vody (SCWG), také hlavní inovativní techniky zplyňování uhlí, které vzbuzují stále větší zájem a v dalších článcích probereme výsledky obsáhlé studie, jež byla financována Čínskou akademií věd, Programem základního vědeckého centra pro uspořádanou přeměnu energie Národní přírodní vědecké nadace Číny a Čínskou národní přírodní vědeckou nadací,

a proč ČÍNA?

Čína je nejen premiantem v produkci uhlí, ale sedí také na trůnu největšího spotřebitele tohoto komoditního zdroje energie.

Proto nás velmi zajímá, jaké studie se odehrávají v srdci čínské energetické scény, zejména v sektoru těžby a spotřeby uhlí.

Přidejte se k nám a sledujte nás pro další fascinující informace.

V příštím díle se podíváme blíže na CLG– nový způsob, jak přeměnit uhlí na syntetický plyn s vysokým obsahem vodíku. Tato metoda nepotřebuje oddělování kyslíku a také snižuje množství škodlivých látek, které se uvolňují do ovzduší.

Pokud máte zájem seznámit se s celou detailní studií v plném rozsahu již nyní, rádi vám zašleme originální verzi v anglickém jazyce na vyžádání v PDF.

Jednoduše nám napište na našem webu https://theory72.com žádost

“zašlete úplnou studii – Zplyňování uhlí”.

Těšíme se na vaši spolupráci a doufáme, že náš přátelský tón vás zaujme.

Kontakt