Разработка технологических способов выделения CO2 из генератора газа газификационных установок, предназначенных для энерготехнологической переработки угля, с применением прямоточных аппаратов вихревого типа с последующей утилизацией или захоронением

Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и аналитических обзоров по перспективным направлениям применения аппаратаов с кипящим слоем для сжигания твердого топлива, по способам поглощения, утилизации и захоронения СО2. Разработаны модели и проведены численные исследования процесса подготовки и сжигания твердого топлива в кипящем слое, расчет параметров газообразования. Проведен сравнительный термодинамический анализ способов сжигания твердого топлива в аппаратах с кипящим слоем, а также способов и аппаратурного оформления поглощения СО2. Разработаны модели и проведены численные исследования гидродинамики двухфазного потока и процессов тепломассообмена в прямоточных вихревых аппаратах различных типов при абсорбции СО2 из генераторного газа и продуктов его сгорания этаноламинами и при десорбции его из насыщенных растворов этаноламинов. Проведены патентные исследования по способам подготовки и сжигания твердого топлива в аппаратах с кипящим слоем; по способам поглощения СО2 из продуктов сгорания.

Проведены следующие работы:
Экспериментальное исследование процесса поглощения СО2 в аппаратах вихревого типа
Содержание работ по этапу Проведена модернизация экспериментальной установки. Разработана методика проведения экспериментальных исследований процесса тепло- и массообмена в прямоточных аппаратах различных типов. Проведены экспериментальные исследования для определения степени адекватности математических моделей и изучения отдельных элементарных актов процесса абсорбции СО2 из генераторного газа и продуктов его сгорания этаноламинами и при десорбции его из насыщенных растворов этаноламинов на микроуровне, обработка данных по режимным параметрам процесса и степени поглощения. Проведено сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования, по результатам которого проведена корректировка математических моделей. Разработаны принципиальные схемы установок с кипящим слоем, предназначенных для подготовки и сжигания твердого топлива. Проведены патентные исследования по способам утилизации и захоронения СО2.

Краткое описание выполненных работ: Разработаны технологические схемы утилизации или захоронения выделенного СО2 в зависимости от региональных и технико-экономических условий. Проведено исследование возможности подземного хранения СО2 в выработанных или заброшенных угольных месторождениях, изучение условий выделения метана из угля при взаимодействии его с СО2. Разработана технологическая схема производства метанола из СО2 с использованием катализаторов, содержащих оксиды меди, цинка, хрома и алюминия, и последующей закачки полученного метанола в выработанные газовые месторождения. Разработана технологическая схема получения бикарбоната аммония в результате взаимодействия СО2 с водным раствором аммиака и использования его в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Проведен сравнительный анализ и дано технико-экономическое обоснование способов утилизации и захоронения СО2 с оценкой экологических последствий реализации каждой технологической схемы по сравнению с прогнозируемым «парниковым» эффектом. Проведена оценка возможности создания конкурентоспособных аппаратов для поглощения и десорбции СО2. Разработаны технические задания на разработку аппаратов для поглощения и десорбции СО2. Проведены патентные исследования по способам утилизации и захоронения СО2.