إجراء جديد للحد من التلوث من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم
على الرغم من الزيادة السريعة في توليد الطاقة من مصادر متجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية ، لا يزال يتم توليد أكثر من 60٪ من الكهرباء في الهند في محطات الطاقة الحرارية.
من بين 36 وحدة يقل عمرها عن 25 عامًا ، سيتم السماح للوحدات التي لا تستوفي معايير الكفاءة لعدد محدود من الساعات في السنة لتلبية متطلبات التوازن أو ذروة الشبكة. الفحم ، كمصدر للطاقة ، غير مرغوب فيه بشدة الآن بسبب اعتبارات تغير المناخ. معظم البلدان ، بما في ذلك الهند ، لديها خطط للتخلص التدريجي من الفحم خلال العقود القليلة القادمة. في الواقع ، أعلنت الهند رسميًا أنها لن تنشئ أي محطات طاقة جديدة تعمل بالفحم بعد عام 2022.
ومع ذلك ، لا يزال يتعين علينا العيش مع الفحم لبعض الوقت على الأقل. على الرغم من الزيادة السريعة في توليد الطاقة من مصادر متجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية ، لا يزال يتم توليد أكثر من 60٪ من الكهرباء في الهند في محطات الطاقة الحرارية. ومن المقدر أنه حتى في أفضل السيناريوهات ، سيظل الفحم هو الدعامة الأساسية لمزيج الطاقة في الهند لثلاثة عقود أخرى على الأقل.
الجهود جارية لضمان تقليل التلوث المنبعث من الفحم على الأقل قليلاً في هذه السنوات الفاصلة. يتم نشر أو تجربة مجموعة متنوعة من تقنيات الفحم النظيف لتحقيق الهدف. كما أن محطات الطاقة الحديثة فائقة الأهمية تنبعث منها ملوثات أقل.
تابعieexplained
تحرق معظم محطات الطاقة الحرارية الفحم لتوليد الحرارة ، والتي تستخدم لتحويل الماء إلى بخار. ثم يتم استخدام ضغط البخار لتحريك التوربينات التي تنتج الكهرباء. تعد جودة الفحم عاملاً مهمًا في تحديد كفاءة المحطة - كمية الكهرباء المولدة لكل وحدة من الفحم المحترق - بالإضافة إلى النفايات التي يتم إطلاقها. عادةً ما تطلق محطات توليد الطاقة بالفحم الكثير من ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي يعد من غازات الدفيئة الخطرة.
هناك مشكلة إضافية في أنواع الفحم الموجودة في الهند. لديهم نسبة عالية من الرماد. ينتج عن حرق الفحم في وضع المسحوق التقليدي إطلاق الكثير من الرماد المتطاير ، وهو مساهم رئيسي في تلوث الهواء ومخاطر صحية. تم وضع العديد من التقنيات لالتقاط هذا الرماد المتطاير بعد إنتاجه ، لكنها ليست فعالة للغاية. بدلاً من ذلك ، يتم تمرير الفحم من خلال عملية معالجة مسبقة شاملة تسمى الغسيل لإزالة بعض محتوى الرماد قبل حرقه ، وهو أيضًا غير فعال للغاية.
توصلت مجموعة من الباحثين في IIT Madras الآن إلى طريقة أكثر فاعلية لإدارة هذه المشكلة. بصرف النظر عن ضمان إزالة الرماد كأجزاء من طبقة المفاعل نفسها ، فإن إجراءاتهم تقلل من تكوين ثاني أكسيد الكربون ، وبدلاً من ذلك تولد غازًا اصطناعيًا (غاز تخليقي) ، وهو خليط من غازات الوقود النظيفة مثل أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، كما يلي: المنتجات التي يمكن وضعها بعد ذلك في مجموعة متنوعة من الاستخدامات.
استخدمت المجموعة تقنية معروفة جيدًا لتغويز الفحم حيث يتم حرق الفحم جزئيًا فقط مع إمداد محدود للغاية من الأكسجين في 'مفاعل تغويز الطبقة المميعة الفقاعية'. عند حوالي 100 درجة مئوية ، يتم تصريف كل الرطوبة من الفحم. في درجات حرارة أعلى ، تتراوح بين 300 و 400 درجة مئوية ، يتم إطلاق الوقود الغازي المحتجز داخل الفحم ، مثل النيتروجين والميثان ومزيج من العديد من الهيدروكربونات الأخرى. عندما تصل درجات الحرارة إلى ما بين 800-900 درجة مئوية ، يبدأ الكربون الموجود في الفحم في التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء ، وكذلك البخار المزود مع الهواء ، لتكوين أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون (CO2). من خلال التحكم في كمية الهواء والبخار ، يمكن التأكد من تكوين كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2). يمكن تقليل إنتاج ثاني أكسيد الكربون ، وهو غاز من غازات الدفيئة. تم إجراء دراسات منهجية دقيقة للوصول إلى نظام التشغيل ، ونسب الهواء إلى الفحم والبخار إلى الفحم. لقد وجد أن إضافة البخار تصبح مواتية في حالة الفحم الهندي عالي الرماد. لذلك ، يمكن إنشاء الأداء الأمثل في حالة الفحم الهندي باتباع هذا الإجراء التشغيلي.
في الواقع ، يمكن توسيع هذه التقنية لإنتاج غاز تخليقي ذي قيمة حرارية عالية عن طريق تعزيز محتوى الأكسجين في المؤكسد ، ويمكن تحسين نسبة H2 إلى ثاني أكسيد الكربون عن طريق إضافة البخار بكميات مناسبة.
أظهر الباحثون أيضًا أن إضافة الكتلة الحيوية ، مثل قشر الأرز جنبًا إلى جنب مع الفحم الهندي يضفي تأثيرًا تحفيزيًا ويحسن أداء التغويز بشكل كبير.
قال فاسوديفان راغافان ، أحد الباحثين المرتبطين بالتجربة ، إن العملية ستحسن جاذبية الفحم الهندي لاستخدامه في محطات الطاقة. الفحم متوافر بثمن بخس في الهند بكميات كبيرة جدًا ، لكن لا يفضله بسبب ارتفاع نسبة الرماد ومحتوى الطاقة المنخفض. وأضاف راغافان أن محطات الطاقة الحالية ستحتاج إلى استبدال مفاعلاتها التقليدية بمفاعلات تغويز ، وتشغيلها كما أوضح فريقه للاستفادة من هذا الإجراء. في أفواه مناجم الفحم الهندية ، يمكن إنشاء مفاعلات التغويز لتلبية احتياجات الطاقة الريفية.
شارك الموضوع مع أصدقائك:
