Analiza możliwości wykorzystania membran ceramicznych wysokotemperaturowych w bloku węglowym z oxy-spalaniem

Obiekty energetyczne wykorzystują tlen produkowany metodą separacji kriogenicznej. Technologia ta jest jedną z najbardziej zaawansowanych technicznie metod produkcji O2. Pozwala ona na uzyskanie 99,5% czystości tlenu, jednakże zapotrzebowanie na energię jest wysokie i wynosi 220-340 kWh/MgO2 w zależności od ilości wyprodukowanego tlenu. W pracy zaprezentowano separację tlenu przy pomocy wysokotemperaturowych membran ceramicznych. Materiał, z którego wykonane są membrany przewodzi tylko jony O2 w temperaturze 700-900°C, dlatego czystość uzyskanego tlenu wynosi 100%. Przedstawiono mechanizm separacji tlenu przy użyciu membran wysokotemperaturowych oraz jego najważniejsze parametry tj. czystość i stopień odzysku tlenu. Określono wpływ powierzchni membrany i zastosowanych ciśnień na główne parametry procesu produkcji tlenu oraz na moc zastosowanych urządzeń (sprężarki i pompy próżniowej) i ich energochłonność. W artykule przedstawiono również sposób integracji metodą three-end i four-end modułu membranowego z kotłem fluidalnym oxy. Przedstawiono wady i zalety każdej z metod i określono dla nich zapotrzebowanie na moc i energochłonność oraz wpływ na sprawność bloku.