58
górnictwo
metan kopalniany
Rys. 2.
(TFRR od ang. Thermal Flow Reversal Reactor) sugerowałby przewagę rozwiązań katalitycznych. W pracy [5] przeprowadzono szerszą analizę tego zagadnienia. Poniżej podano skrót wynikających z niej wniosków. Spalanie VAM ma w zasadzie realizować 2 cele: –– zmniejszenie efektu cieplarnianego (cel ekologiczny), –– efektywny odzysk ciepła (cel energetyczny). Rozważając stosowanie katalizatora należy uwzględniać jego koszt i żywotność.
Tab. 1.
Często proponuje się katalizatory zawierające pallad. We współpracy z Instytutem Katalizy i Fizykochemii Powierzchni i firmą Katalizator próbowano [6] opracować tańszy katalizator ze zmniejszoną ilością Pd lub Pt, natomiast z domieszkami tlenków metali, a także katalizator w pełni tlenkowy: 5 % Cu-Cr-O/γ-Al2O3, bez zawartości metali szlachetnych. Nie udało się znaleźć katalizatora spełniającego warunki rewersyjnego spalania VAM. W ramach projektu europejskiego [1] dokonano dla CFRR szacunku czasu zwrotu nakładów inwestycyjnych. Ob-
liczono, że dla instalacji o przepustowości 500 tys. Nm3/h powietrza o stężeniu VAM dochodzącym do 0,8 % obj. trzeba użyć ok. 370 kg palladu. Szacowany okres zwrotu nakładów inwestycyjnych wyniósłby co najmniej 7 lat. Przyjmując realistycznie, wymianę katalizatora po 5 latach trudno jest oczekiwać by taka instalacja była samo-spłacalna. Dokonane w [5] podsumowanie cech obu rozwiązań reaktorów rewersyjnych dla VAM zostało sformułowane następująco: –– CFRR może być konkurencyjny dla TFRR tylko dla bardzo niskich stężeń VAM, kiedy przez długi czas stężenia te spadają poniżej 0,2 % obj. CH4. Dla tej grupy zastosowań może być osiągnięty w zasadzie tylko cel ekologiczny (zmniejszenie efektu cieplarnianego). –– Dla wyższych stężeń, CFRR nie jest rozwiązaniem opłacalnym, a często niemożliwym w realizacji ze względu na ryzyko zniszczenie katalizatora. Znacznie tańszą i bardziej niezawodną technologią jest TFRR, ponieważ oprócz ograniczania efektu cieplarnianego często pozwala odzyskiwać znaczne ilości energii.
Bibliografia 1. European Union Project (Contract No. ICA2CT-2000-10035): Recovery of methane from vent gases of coal mines and its efficient utilization as a high temperature heat source – Final Report 2003. 2. Gosiewski, K., i in., Proj. Bad. Rozwoj. Nr R14 020 02: Termiczne spalanie metanu z górniczych gazów wentylacyjnych w urządzeniu rewersyjnym z regeneracją i odzyskiem ciepła spalania. 2010, Instytut Inżynierii Chemicznej PAN Gliwice. 3. Piekarczyk, W., Seminarium: utylizacja metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń. 2015. Gliwice, Instytut Inżynierii Chemicznej PAN. 43-58. 4. Piekarczyk, W., i in., 4th International Conference on Contemporary Problems of Thermal Engineering CPOTE. 2016. Katowice, Poland. 1-14. 5. Gosiewski, K., A. Pawlaczyk, Chemical Engineering Journal, 2014. 238 78–85. 6. Gosiewski, K., i in., Inżynieria Chemiczna i Procesowa 2001. 22 599-612.
Power & Industry
1/2017