Paliniki LSI – wynalazek laboratoryjny z perspektywą komercyjną

Paliniki LSI – wynalazek laboratoryjny z perspektywą komercyjną

Amerykańscy naukowcy przeprowadzili kolejną fazę testów nowej technologii spalania o nazwie “low-swirl injector” (LSI). Zastosowany palnik charakteryzuje się wyjątkowo niskim stopniem emisji gazów cieplarnianych, w tym prawie zerową emisją tlenków azotu (NOX). Testy w komorze spalania turbiny gazowej przebiegły pomyślnie.

LSI jest rozwinięciem koncepcji opracowanej przez amerykańskiego naukowca Robery Cheng’a. Cheng na potrzeby swoich badań w Lawrence Berkeley Laboratory, skonstruował specjalny palik laboratoryjny, którego jedną z zalet był stabilny płomień. Jak się okazało rozwiązanie to wykazuje jeszcze inne ciekawe zalety.

Przede wszystkim konstrukcja palnika jest bardzo prosta – nie zawiera on części ruchomych, co stanowi o jego niskiej awaryjności. Niewielkie zawirowanie strumienia paliwa wprowadzane przez palnik stwarza bardzo korzystne warunki spalania, w tym stosunkowo niską temperaturę płomienia, przez co powstawanie tzw. wysokotemperaturowych NOX jest znacząco ograniczone. W porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami palników gazowych, LSI umożliwia ok. 5-krotne zmniejszenie emisji NOX.

Testy technologii LSI zostały przeprowadzone z wykorzystaniem eksperymentalnego symulatora turbiny gazowej wyposażonego w instalację LSI. Była to turbina typu Taurus 70 wytwarzająca około 7 MW energii elektrycznej. Zespół badawczy prowadzi prace nad przystosowaniem technologii LSI do spalania tzw. gazów odpadowych, takich jak gazy wysypiskowe, paliwa powstałe z odpadów organicznych, czy paliwa powstałe w procesach przemysłowych, jak np. podczas rafinacji ropy.

Trwają również badania nad możliwością wykorzystania technologii LSI do spalania gazu syntezowego, który jest mieszanką wodoru i tlenku węgla, a także spalania paliw wodorowych w elektrowniach typu IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) w ramach projektu FutureGen.

FutureGen to wart 1,5 mld dolarów projekt badawczy, którego celem jest opracowanie elektrowni, w której zintegrowano by proces produkcji wodoru i sekwestracji dwutlenku. Produkcja elektryczności w takiej elektrowni odbywałaby się przy zerowej emisji gazów cieplarnianych. Jej najważniejszym elementem ma być turbina wodorowa o mocy ponad 200 MW.

Technologia LSI została już okrzyknięta przez specjalistów jako krok milowy w dziedzinie spalania, który wskazuje na możliwość wyeliminowania milionów ton dwutlenku węgla i tysięcy ton tlenków azotu produkowanych przez elektrownie na całym świecie każdego roku. Podczas spalania gazów w komorach spalania wyposażonych w technologię LSI wytwarza się ponad pięć razy mniej tlenków azotu, niż w przypadku tradycyjnych komór. Zaletą technologii jest fakt, umożliwia ona spalanie szerokiego spektrum paliw, od gazu ziemnego do wodoru. Równie ważna jest także uniwersalność rozwiązania od strony technicznej, pozwalająca na jego współpracę z obecnie produkowanymi turbinami bez konieczności przeprowadzania gruntownych przeróbek.

(au)