נוהל חדש להפחתת הזיהום מתחנות כוח פחמיות
למרות הגידול המהיר בייצור חשמל ממקורות מתחדשים כמו רוח ושמש, למעלה מ-60% מהחשמל של הודו עדיין מופק בתחנות כוח תרמיות.
מתוך 36 יחידות שגילן פחות מ-25, אלו שלא עומדות בתקני היעילות יורשו למספר שעות מוגבל בשנה כדי לעמוד בדרישת האיזון או השיא של הרשת. פחם, כמקור אנרגיה, אינו מועיל כעת בשל שיקולי שינויי אקלים. לרוב המדינות, כולל הודו, יש תוכניות לבטל את הפחם בהדרגה במהלך העשורים הקרובים. הודו, למעשה, הודיעה רשמית כי לא תקים תחנות כוח פחמיות חדשות לאחר 2022.
עם זאת, אנחנו עדיין צריכים לחיות עם פחם עוד קצת זמן לפחות. למרות הגידול המהיר בייצור חשמל ממקורות מתחדשים כמו רוח ושמש, למעלה מ-60% מהחשמל של הודו עדיין מופק בתחנות כוח תרמיות. וההערכה היא שגם בתרחיש הטוב ביותר, הפחם ימשיך להיות עמוד התווך של תמהיל האנרגיה של הודו לפחות עוד שלושה עשורים.
נמשכים מאמצים להבטיח שהזיהום הנובע מפחם לפחות יצטמצם מעט בשנים שחלפו. מגוון טכנולוגיות פחם נקיות נפרסות או מתנסות כדי לממש את המטרה. גם תחנות הכוח הסופר-קריטיות המודרניות פולטות פחות מזהמים.
עקוב אחר @ieexplained
רוב תחנות הכוח התרמיות שורפות פחם ליצירת חום, המשמש להמרת מים לקיטור. הלחץ של הקיטור משמש לאחר מכן להנעת טורבינות המייצרות חשמל. איכות הפחם היא גורם חשוב בהחלטה על יעילות המפעל - כמות החשמל המופקת ליחידת פחם שנשרפה - כמו גם הפסולת המשתחררת. בדרך כלל, תחנות כוח פחמיות משחררות הרבה פחמן דו חמצני (CO2) שהוא גז חממה מסוכן.
לזני הפחם המצויים בהודו יש בעיה נוספת. יש להם תכולת אפר גבוהה. שריפת פחם במצב פירוק קונבנציונלי מביאה לשחרור של הרבה אפר זבוב, תורם מרכזי לזיהום אוויר וסכנה בריאותית. מספר טכניקות הופעלו כדי ללכוד את האפר המעופף הזה לאחר הפקתו, אך הן אינן יעילות במיוחד. לחילופין, הפחם עובר תהליך מקיף של עיבוד מקדים הנקרא כביסה כדי להסיר חלק מתכולת האפר לפני שריפתו, מה שגם אינו יעיל במיוחד.
קבוצת חוקרים ב-IIT Madras המציאה כעת דרך יעילה יותר לניהול בעיה זו. מלבד הבטחת הסרת האפר כנתחים ממיטת הכור עצמו, ההליך שלהם מפחית את היווצרות CO2, ובמקום זאת מייצר גז סינתטי (סינגז), שהוא תערובת של גזי דלק נקיים כמו פחמן חד חמצני ומימן, כמו לוואי- מוצרים שניתן להשתמש בהם במגוון שימושים.
הקבוצה השתמשה בטכניקת גיזוז פחם ידועה שבה פחם נשרף רק באופן חלקי עם אספקה מוגבלת מאוד של חמצן ב'כור הגיזוז המבעבע במיטה נוזלית'. בערך ב-100 מעלות צלזיוס, כל הלחות מהפחם מתנקזת החוצה. בטמפרטורות גבוהות יותר, בין 300 ל-400 מעלות צלזיוס, משתחררים דלקים גזים הכלואים בתוך פחם, כמו חנקן, מתאן ותערובת של פחמימנים רבים אחרים. כאשר הטמפרטורות מגיעות בין 800-900 מעלות צלזיוס, הפחמן בפחם מתחיל להגיב עם חמצן באוויר, כמו גם קיטור המסופק יחד עם האוויר, ליצירת פחמן חד חמצני (CO), מימן ופחמן דו חמצני (CO2). על ידי שליטה בכמות האוויר והקיטור, ניתן להבטיח שנוצרות כמויות משמעותיות של פחמן חד חמצני (CO) ומימן (H2). ניתן למזער את ייצור CO2, שהוא גז חממה. מחקרים שיטתיים זהירים נערכו כדי להגיע למשטר הפעולה, יחסי אוויר לפחם וקיטור לפחם. נמצא כי תוספת קיטור הופכת לטובה במקרה של גחלים הודיות עתירות אפר. לכן, ניתן לקבוע ביצועים מיטביים במקרה של פחם הודי על ידי ביצוע נוהל תפעולי זה.
למעשה, ניתן להרחיב טכניקה זו לייצור גז סינתטי בעל ערך קלורי גבוה על ידי הגברת תכולת החמצן במחמצן, וניתן לשפר את יחס H2 ל-CO על ידי הוספת קיטור בכמויות מתאימות.
החוקרים גם הראו שהוספת ביומסה, כמו קליפת אורז יחד עם פחם הודי מעניקה אפקט קטליטי ומשפרת את ביצועי הגיזוז באופן משמעותי.
Vasudevan Raghavan, אחד החוקרים הקשורים לניסוי, אמר שהתהליך ישפר את האטרקטיביות של פחם הודי לשימוש בתחנות כוח. פחם זמין בזול בהודו בכמות גדולה מאוד, אך הוא אינו מועדף בשל האפר הגבוה ותכולת האנרגיה הנמוכה. Raghavan הוסיף כי תחנות כוח קיימות יצטרכו להחליף את הכורים המסורתיים שלהן בכורי גיזוז, ולהפעיל אותם כפי שהמחיש הצוות שלו כדי לנצל את ההליך הזה. בפיות מכרות הפחם ההודיות, ניתן להקים כורי גיזוז כאלה כדי לדאוג לצרכי החשמל הכפריים.
שתף עם החברים שלך:
