Αεριοποίηση Ελληνικού λιγνίτη: Μελέτη της επίδρασης του μέσου αεριοποίησης και της συγκέντρωσής του στην απόδοση της διεργασία

Abstract

Περίληψη Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην αεριοποίηση του λιγνίτη και του εξανθρακώματος του χρησιμοποιώντας ως μέσο αεριοποίησης ατμό (Η2Ο) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Η εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος «Τεχνολογίες Διαχείρισης και Αξιοποίησης Ενεργειακών Πόρων» του τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας. Αρχικά γίνεται αναφορά στον ρόλο που διαδραματίζει ο λιγνίτης ως καύσιμο στην Ελλάδα σημειώνοντας τα διαθέσιμα αποθέματα που υπάρχουν σε αυτή. Στη συνέχεια επισημαίνονται οι παραγόμενοι ρύποι που προκύπτουν από την καύση λιγνίτη και γενικά στερεών καυσίμων καθώς και οι συνέπειες που αυτοί επιφέρουν στο περιβάλλον και κατ’ επέκταση τον άνθρωπο όπως για παράδειγμα το φαινόμενο του θερμοκηπίου, προβλήματα υγείας κ.α. Έπειτα, περιγράφονται ο ρόλος και τα στάδια λειτουργίας της πυρόλυσης και της αεριοποίησης καθώς και οι κύριες αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα κατά την αεριοποίηση. Διευκρινίζονται επίσης διάφοροι παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν την ενεργότητα, τον ρυθμό, το τελικό αέριο μίγμα και την απόδοση της αεριοποίησης του λιγνίτη όπως η θερμική του επεξεργασία, το μέσο αεριοποίησης και κυρίως η μερική πίεση του μέσου αεριοποίησης. Εφόσον αποσαφηνιστούν οι παράγοντες αυτοί, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των πειραμάτων υπό τη μορφή διαγραμμάτων όπου γίνεται εκτενής ανάλυση και επεξήγηση τους σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί σχετικά με την αεριοποίηση του άνθρακα με CO2 και Η2Ο και με τα δεδομένα που παρουσιάστηκαν στο θεωρητικό μέρος. Περιγράφεται ,επίσης, η πειραματική διάταξη και πιο συγκεκριμένα ο αντιδραστήρας σταθερής κλίνης, το σύστημα θέρμανσης του αντιδραστήρα, το σύστημα ρύθμισης και τροφοδοσίας των αντιδρώντων αερίων, το σύστημα τροφοδοσίας υδρατμών και το σύστημα ανάλυσης αντιδρώντων-προϊόντων. Από τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας προέκυψε ότι η αύξηση της μερικής πίεσης του CO2 σε συνδυασμό με τη θερμική επεξεργασία του αρχικού καυσίμου οδηγεί σε αύξηση του παραγόμενου CO και H2 ενώ στην περίπτωση του ατμού (H2O) ευνοείται ο σχηματισμός CH4 και Η2 ενώ το CO καταναλώνεται για το σχηματισμό τους. Τέλος, γίνεται μία σύνοψη των αποτελεσμάτων που έχουν ληφθεί από τα πειραματικά αποτελέσματα και των συμπερασμάτων που έχουν προκύψει από τα αποτελέσματα αυτά.