Tecnologias de carvão limpo: uma visão geral | Ecorestoração
Tecnologias de carvão limpas: uma visão geral!
O carvão é a fonte de combustível fóssil mais abundante e amplamente distribuída do mundo. O carvão é um combustível extremamente importante no mundo e continuará assim. Cerca de 23% das necessidades de energia primária são atendidas pelo carvão e 39% da eletricidade é gerada a partir do carvão. Cerca de 70% da produção mundial de aço depende da carga de carvão. A Agência Internacional de Energia espera um aumento de 43% em seu uso de 2000 a 2020.
A queima de carvão produz cerca de 9 bilhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano que é liberado na atmosfera; cerca de 70% deste sendo da geração de energia. A queima de carvão, como a geração de energia, dá origem a uma variedade de resíduos. Outras estimativas colocam as emissões de dióxido de carbono da geração de energia em um terço do total mundial de mais de 25 bilhões de toneladas de emissões de dióxido de carbono.
A queima de carvão sem aumentar os níveis globais de dióxido de carbono é um grande desafio tecnológico. Em plantas convencionais, o carvão é queimado com excesso de ar para dar combustão completa, resultando em dióxido de carbono muito diluído.
O novo conceito de tecnologias de 'carvão limpo' está surgindo com o objetivo de enfrentar esse desafio e também deixar o enorme recurso de carvão para utilização pelas futuras gerações sem contribuir para o aquecimento global. As tecnologias de carvão limpo são uma variedade de respostas em evolução às preocupações ambientais do final do século XX.
Muitos dos elementos foram aplicados por muitos anos para controlar as emissões. A limpeza de carvão por lavagem tem sido a prática padrão nos países desenvolvidos por algum tempo para reduzir as emissões de cinzas e dióxido de enxofre quando o carvão é queimado. Precipitadores eletrostáticos e filtros de tecido removem 99% das cinzas volantes dos gases de combustão e essas tecnologias são amplamente utilizadas.
A dessulfuração dos gases de combustão reduz a produção de dióxido de enxofre para a atmosfera em até 97%, a tarefa depende do nível de enxofre no carvão e da extensão da redução. É amplamente utilizado em países desenvolvidos. Os queimadores com baixo NOx permitem que as usinas a carvão reduzam as emissões de óxido de nitrogênio em até 40%. Juntamente com técnicas de queima, o nível de NOx pode ser reduzido em 70% e a redução catalítica seletiva pode limpar 90% das emissões de NOx.
Tecnologias avançadas, como o Ciclo Combinado de Gaseificação Integrada e a Combustão de Leito Fluidizado Pressurizado, permitem maiores eficiências térmicas até 45%. A gaseificação converte o carvão em gás combustível com a quantidade máxima de energia potencial do carvão que está no gás.
A etapa de gaseificação é a pirólise a partir de 400 ° C, onde o carvão, na ausência de oxigênio, fornece rapidamente voláteis ricos em carbono e ricos em hidrogênio. Na segunda etapa, o carvão é gaseificado a partir de 700 ° C para produzir gás, deixando cinzas. Com a alimentação de oxigênio, o gás não é diluído com nitrogênio. As principais reações são C + O 2 a CO e a reação gás-água C + H 2 O a CO e H 2 ; a segunda reação é endotérmica.
Na gaseificação, incluindo o uso de oxigênio, o suprimento de O 2 é muito menor do que o necessário para a combustão completa, resultando em CO e H 2 . A reação de mudança de água CO + H2O dando CO 2 + H 2 é uma parte fundamental do processo de gaseificação para capturar dióxido de carbono e usar hidrogênio como combustível final para a turbina a gás para a produção de eletricidade.
O maior desafio é reduzir suficientemente o custo disso para que o “carvão limpo” concorra com a energia nuclear com base em emissões próximas de zero para a energia da carga básica. Essas tecnologias estão se movendo muito rapidamente, pois têm o potencial de fornecer quase “emissões zero”. A injeção de dióxido de carbono líquido em estratos geológicos profundos, como camadas de carvão inutilizáveis, onde é adsorvido para deslocar o metano, é outra estratégia potencial de descarte.
Pesquisas sobre o geo-sequestro de dióxido de carbono estão em andamento em várias partes do mundo. O principal potencial parece ser aqüíferos salinos profundos e campos esgotados de petróleo e gás, onde se espera que o dióxido de carbono permaneça como um gás supercrítico por milhares de anos com alguma dissolução. O armazenamento em grande escala de dióxido de carbono da geração de energia requer uma extensa rede de gasodutos em áreas densamente povoadas, mas tem implicações de segurança.
Muitas usinas termoelétricas a carvão estão se aproximando da aposentadoria e sua substituição dá muito espaço para eletricidade mais limpa. Juntamente com a energia nuclear e aproveitando as fontes de energia renovável, uma esperança para isso é através de tecnologias de "carvão limpo", que têm sido prioridade para o financiamento de pesquisa e desenvolvimento.
