AT516273B1 - Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas Download PDF

Info

Publication number
AT516273B1
AT516273B1 ATA50028/2015A AT500282015A AT516273B1 AT 516273 B1 AT516273 B1 AT 516273B1 AT 500282015 A AT500282015 A AT 500282015A AT 516273 B1 AT516273 B1 AT 516273B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
gas
product gas
hydrogen
carbon dioxide
water
Prior art date
Application number
ATA50028/2015A
Other languages
English (en)
Other versions
AT516273A4 (de
Inventor
Nabeel Dipl Ing Ataimisch
Original Assignee
Bilfinger Bohr Und Rohrtechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bilfinger Bohr Und Rohrtechnik Gmbh filed Critical Bilfinger Bohr Und Rohrtechnik Gmbh
Priority to ATA50028/2015A priority Critical patent/AT516273B1/de
Priority to PCT/AT2016/050005 priority patent/WO2016115582A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT516273B1 publication Critical patent/AT516273B1/de
Publication of AT516273A4 publication Critical patent/AT516273A4/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/62Carbon oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/73After-treatment of removed components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75Multi-step processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/864Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8671Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C01B3/16Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002Removal of contaminants
    • C10K1/003Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005Carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • C10K1/121Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors containing NH3 only (possibly in combination with NH4 salts)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/32Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08Production of synthetic natural gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101Removal of contaminants
    • C10L3/102Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/104Carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006Layout of treatment plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002Gaseous fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/202Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24Hydrocarbons
    • B01D2256/245Methane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/502Carbon monoxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1475Removing carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/40Carbon monoxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/50Carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2400/00Pretreatment and supply of gaseous fuel
    • F23K2400/10Pretreatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32Direct CO2 mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Gezeigt wird ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgas (9) enthaltend Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Um das nach der Reinigung entstehende Produktgas wieder einer Verbrennung oder einem Erdgasnetz zuführen zu können, wird vorgeschlagen, dass - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas (11) aus dem Verbrennungsabgas (9) entfernt wird, und - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas (11) unter Verwendung von Wasser zu einem zweiten Produktgas (12) enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Methan umgesetzt werden.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND ANLAGE ZUR BEHANDLUNG VON VERBRENNUNGSABGASGEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgas enthaltendKohlenmonoxid und Kohlendioxid, sowie eine entsprechende Anlage.
[0002] Die Verbrennung kann in Kraftwerken oder Industriebetrieben (Stahl-, Glas- Zement-,Gips- oder Papierherstellung, Raffinerien, und weitere) durch die Verbrennung von Brennstoffen(z.B. Kohle, Koks, Erdgas) stattfinden, jedoch auch andere industrielle Verbrennungsabgaseumfassen, wo die Verbrennung zur direkten Wärmeerzeugung dient. Ein Ziel der Behandlungist es, das Verbrennungsabgas in ein sogenanntes feed gas umzuwandeln und für diverseProzesse der Energieerzeugung wiederzuverwerten und/oder rückzugewinnen.
[0003] Der Einfachheit halber wird im Folgenden statt Kohlenstoffmonoxid der gebräuchlicheBegriff Kohlenmonoxid (kurz CO), und statt Kohlenstoffdioxid der gebräuchliche Begriff Kohlen¬dioxid (kurz C02) verwendet. Verbrennungsabgas enthält in der Regel Kohlenmonoxid, Koh¬lendioxid, Sauerstoff und Stickstoff.
STAND DER TECHNIK
[0004] Abgas, insbesondere Verbrennungsabgas, erwärmt und verschmutzt die Atmosphäre,deshalb sind grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten bekannt, bestimmte Bestandteile desAbgases abzutrennen und in andere chemische Verbindungen umzuwandeln. So zeigt etwa dieWO 2010/042023 A1 ein Verfahren zur Reduktion von Eisenerz, wo das Abgas enthaltendKohlenmonoxid einer Wassergas-Shift-Reaktion unterworfen wird, um Wasserstoff zu erzeugen,und anschließend der Wasserstoff gereinigt und als Reduktionsgas erneut zur Reduktion ver¬wendet wird.
[0005] Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass dieses auf das Reduktionsverfahren abge¬stimmt und etwa bei Verbrennungsverfahren aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzungdes Abgases weniger geeignet ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0006] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mitwelchem Verbrennungsabgase umgewandelt und gereinigt werden können, wobei das nach derUmwandlung und Reinigung entstehende Produktgas wieder einer Verbrennung und/odereinem Erdgasnetz zugeführt werden kann.
[0007] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 so gelöst, dass [0008] - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxidals erstes Produktgas aus dem Verbrennungsabgas entfernt wird, und [0009] - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus dem ersten Pro¬duktgas unter Verwendung von Wasser zu einem zweiten Produktgas enthaltend molekularenWasserstoff und/oder Methan umgesetzt werden. Bei der Umsetzung von Kohlendioxid zuMethan als zweitem Produktgas wird das Wasser zuvor in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegtund nur der abgetrennte Wasserstoff zur Umsetzung verwendet.
[0010] Der erste Schritt dient dazu, die beiden schädlichen Bestandteile des Abgases, Kohlen¬monoxid und Kohlendioxid, vom restlichen Abgas zu entfernen, um diese beiden Bestandteileweiter verarbeiten zu können. Im restlichen Abgas verbleiben dann etwa molekularer Stickstoff(N2) und molekularer Sauerstoff (02).
[0011] Es muss nicht eigens erwähnt werden, dass vor dem ersten Schritt nötigenfalls Feststof¬fe im Abgas entfernt werden, also etwa eine Entstaubung durchgeführt wird, z.B. mittels Zyk- lonabscheidern und/oder Elektrofiltern und/oder Schlauchfiltern. Diese Entstaubung wird zu¬mindest teilweise ohnehin bereits im Kraftwerk oder im Industriebetrieb durchgeführt.
[0012] Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Kohlenmonoxidund/oder Kohlendioxid zu Wasserstoff oder Methan umgesetzt wird, wobei es weiterhin möglichbleibt, das Kohlenmonoxid direkt wieder als Brennstoff einer Verbrennung zuzuführen.
[0013] Im ersten Verfahrensschritt kann zur Entfernung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxideine Adsorption durchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im erstenSchritt Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas mittels Vakuum-Druckwechsel-Adsorption aus dem Verbrennungsabgas entfernt wird.
[0014] Um anschließend Methan zu erzeugen, kann vorgesehen sein, dass im zweiten SchrittKohlenmonoxid und Kohlendioxid des ersten Produktgases, vorzugsweise mittels Aminwäsche,voneinander getrennt werden und Kohlendioxid mit Wasserstoff zu Methan als zweitem Pro¬duktgas umgesetzt wird, wie dies etwa in Fig. 2 dargestellt ist. Grundsätzlich könnten Kohlen¬monoxid und Kohlendioxid aber auch anders als durch Aminwäsche getrennt werden.
[0015] Der für die Herstellung von Methan notwendige Wasserstoff kann durch Elektrolyse vonWasser hergestellt werden. Der Strom hierfür könnte etwa selbst durch einen Gasmotor herge¬stellt werden, siehe Fig. 6.
[0016] Um auf einfache Weise das für die Methanherstellung benötigte Kohlendioxid und denWasserstoff zu erhalten, kann auch Produktgas aus einer Wassergas-Shift- Reaktion verwendetwerden.
[0017] Das Methan kann nach seiner Herstellung gereinigt werden, etwa mittels Druckwechsel-Adsorption.
[0018] Soll Wasserstoff hergestellt werden, so kann vorgesehen sein, dass im zweiten Schrittmittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser zum ersten Produktgas ein Ge¬misch aus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweites Produktgas hergestellt wird undin einem dritten Schritt aus dem zweiten Produktgas Wasserstoff abgetrennt wird, siehe Fig. 3, 5. Dabei kann im dritten Schritt Wasserstoff mittels Adsorption, etwa mittels Druckwechsel-Adsorption, entfernt werden, siehe dazu Fig. 3. Alternativ könnte im dritten Schritt Wasserstoffmittels Aminwäsche abgetrennt werden, siehe Fig. 5.
[0019] Die Druckwechsel-Adsorption (PSA - Pressure Swing Adsorption) ist ein physikalischesVerfahren zur Trennung von Gasgemischen unter Druck mittels Adsorption. Dabei werdenspezielle poröse Materialien (z.B. Zeolithe, Aktivkohle) als Adsorbens eingesetzt. Die Trennwir¬kung kann auf zwei verschiedenen Prinzipien beruhen: der Trennung aufgrund der Gleichge¬wichtsadsorption oder der Trennung aufgrund der Molekularsiebwirkung. Im ersten Fall wirdeine der zu trennenden Komponenten stärker adsorbiert als eine andere, dadurch findet eineAnreicherung der schlechter adsorbierten Komponente in der Gasphase statt. Im zweiten Falldurchdringen bestimmte Moleküle schneller die poröse Struktur des Adsorbens. Wird das Ad¬sorbens nun in einem Reaktorbett vom Gasgemisch durchströmt, so benötigt die Komponente,die schlechter in die Poren eindringt, weniger Zeit um vorbeizuströmen, gelangt also eher zumAusgang des Reaktorbetts. Das Gas wird unter erhöhtem Druck (meist ca. 6-10 bar a (600-1000 kPa)) in einen Festbettreaktor, der mit dem Adsorbens gefüllt ist, eingeleitet, sodass die¬ses durchströmt wird. Eine oder mehrere Komponenten des Gemisches (die sog. schwereKomponente) werden nun adsorbiert. Am Ausgang des Betts kann die sogenannte "leichteKomponente” entnommen werden. Nach einer Weile ist das Adsorberbett weitestgehend gesät¬tigt, und es tritt ein Teil der schweren Komponente mit aus. In diesem Moment wird über Ventileder Prozess so umgeschaltet, dass der Ausgang für die leichte Komponente geschlossen undein Auslass für die schwere Komponente geöffnet wird. Dies ist begleitet von einer Druckabsen¬kung. Bei dem niedrigen Druck wird nun das adsorbierte Gas wieder desorbiert und kann amAuslass gewonnen werden. Zwei wechselseitig be- und entladene Adsorber ermöglichen dabeieinen kontinuierlichen Betrieb. Um den Überstand an desorbierter schwerer Komponente ausdem Adsorberbett auszutreiben, wird mit einem Anteil des gewünschten Produktes nachge- spült, um Verunreinigungen zu vermeiden.
[0020] Arbeitet man bei Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks, so wird die Methode alsVakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA Vacuum Swing Adsorption) bezeichnet, wie dies beimersten Verfahrensschritt der Fall sein kann. Bis auf den verwendeten Druckbereich und diedadurch benötigten Vorkehrungen sind diese Verfahren jedoch gleich.
[0021] Soll (auch) synthetischer Bio-Diesel hergestellt werden, so kann vorgesehen sein, dassim zweiten Schritt mittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser zum ersten Pro¬duktgas ein zumindest Wasserstoff enthaltendes zweites Produktgas hergestellt wird und nachZumischung von Kohlenmonoxid, etwa aus dem ersten Produktgas, in einem dritten Schritt ausdem zweiten Produktgas mittels Fischer- Tropsch-Synthese Bio-Diesel hergestellt wird, siehehierzu später Fig. 4.
[0022] Bei der Wassergas-Shift-Reaktion wird CO durch Zugabe von Wasser(dampf) zu freiemWasserstoff H2 und C02 umgewandelt. Sie ist eine exotherme Reaktion und stellt ein Verfah¬ren zur Verringerung des CO-Anteils im Gas und zur Erzeugung von Wasserstoff dar. Mit Hilfevon Katalysatoren kann die Reaktion beschleunigt werden.
[0023] Bei allen Ausführungsformen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest einTeil des zweiten Produktgases enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Methan zur Ener¬giegewinnung verbrannt wird, z.B. in einem Gasmotor oder einer Gasturbine. Dabei kannelektrischer Strom gewonnen werden. Dies ist vorteilhaft, wenn vor Ort elektrischer Strom benö¬tigt wird. Die Gasturbine treibt durch die Verbrennung des Wasserstoffs des zweiten Produktga¬ses einen elektrischen Generator an, wobei das Abgas der Gasturbine in einem AbhitzekesselDampf erzeugen kann, der wieder in einer Dampfturbine entspannt und ebenfalls zur Erzeu¬gung elektrischer Energie verwendet werden kann. Ob dieser Prozess sinnvoll eingesetzt wer¬den kann, hängt von der verfügbaren Menge (vom Volumenstrom) des zweiten Produktgasesab.
[0024] Grundsätzlich ist auch denkbar, dass Kohlenmonoxid aus dem ersten Produktgas abge¬trennt und einer Verbrennungsanlage, z.B. einem Gasmotor oder einer Gasturbine, als Brenn¬stoff zugeführt wird.
[0025] Es wäre auch denkbar, dass Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas abgetrennt undgereinigt wird, etwa auf einen Reinheitsgrad von 99%, um das Kohlendioxid anderweitig zuverwenden.
[0026] Insbesondere, wenn ohnehin Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas abgetrennt wird,kann das verbleibende Kohlenmonoxid zur Verbrennung verwendet werden.
[0027] Das Kohlenmonoxid wird in der Industrie in der Regel einem bestehenden Brennstoff,z.B. Erdgas, zugemischt, und kann so helfen, bis zu 20% dieses Brennstoffes zu ersetzen bzw.einzusparen.
[0028] Es kann vorgesehen sein, dass das zumindest ein Teil des zweiten Produktgases, alsoder Wasserstoff oder das Methan, unter Druckanpassung in ein Gasnetz eingespeist wird. Aufdiese Weise kann das zweite Produktgas einfach wieder einer Verbrennung zugeführt werden,wobei für die Anpassung an den Druck des Gasnetzes gesorgt werden muss. Auch andereVorgaben für Eigenschaften eines in das Gasnetz eingeleiteten Gases müssen gegebenenfallserfüllt werden, etwa, indem ein Geruchsstoff zugefügt wird.
[0029] Typische Zusammensetzungen (in Volums%) von Abgas, das mit dem erfindungsgemä¬ßen Verfahren behandelt wird und durch die Verbrennung von Kohle bzw. Erdgas entsteht, sindin Tabelle 1 angeführt. Dabei hängt die genaue Zusammensetzung auch davon ab, wievielSauerstoff bei der Verbrennung vorhanden ist.
Tabelle 1 [0030] Die angeführten Zusammensetzungen mit den hohen Volumsanteilen von C02 und COwurden nach Elektrofilter und Gaswäscher im Schornstein einer Verbrennungsanlage gemes¬sen.
[0031] U m das erfindungsgemäße Verfahren günstig anwenden zu können, ist ein möglichsthoher CO-Gehalt notwendig. Insofern kann vorgesehen werden, dass die Verbrennung, durchwelche das Verbrennungsabgas entsteht, so eingestellt wird, dass das Verbrennungsabgaseinen Kohlenmonoxid-Anteil von mehr als 1,5%, insbesondere von mehr als 5%, bevorzugtzwischen 5% und 7%, aufweist. Der Anteil von CO im Verbrennungsabgas wird durch dasBoudouard-Gleichgewicht festgelegt. Insofern ergibt sich ein größerer CO-Anteil im Verbren¬nungsabgas, wenn die Verbrennung möglichst bei einer Temperatur größer als 600°C, etwazwischen 650 und 750°C, stattfindet.
[0032] Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst zumindestFolgendes: [0033] - eine Vorrichtung, mit welcher ein Gemisch aus zumindest Kohlenstoffmonoxid und
Kohlenstoffdioxid als erstes Produktgas aus dem Verbrennungsabgas entfernt wer¬den kann, sowie eine der beiden oder beide folgende Vorrichtungen: [0034] - eine Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion mit einem Dampferzeuger und einer Zuführleitung für das erste Produktgas, mit welcher Vorrichtung ein Gemischaus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweites Produktgas hergestellt wer¬den kann, [0035] - eine Vorrichtung zur Methanisierung, um Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan als zweites Produktgas umzusetzen.
[0036] Um das Produktgas in ein, z.B. öffentliches, Gasnetz einspeisen zu können, kann vorge¬sehen sein, dass die Vorrichtungen für die Wassergas-Shift-Reaktion und/oder zur Methanisie¬rung über eine Vorrichtung zur Einspeisung von Produktgas mit einem Gasnetz verbunden ist.Diese Vorrichtung zur Einspeisung enthält in der Regel eine Absperreinrichtung, um die Ein¬speisung beenden zu können, z.B. ein Dreiwegeventil. Die Absperreinrichtung kann sowohlvom Betreiber des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch vom Betreiber des Gasnetzesbetätigt werden, etwa um die Einspeisung zu stoppen, wenn das eingespeiste Gas die vorge¬gebenen Qualitätskriterien nicht erfüllt.
[0037] Weiters ist in der Regel ein Kompressor zur Erhöhung des Drucks vorgesehen, gegebe¬nenfalls ein Kühler und ein Wasserabscheider, falls höhere Drücke benötigt werden, sowie eineDruckregelung, um den Gasdruck auf einen, vom Betreiber des Gasnetzes vorgegebenen,Gasdruck zu halten. Ebenso wird ein Gasfluss-Messgerät mit Computer vorgesehen sein, umdie eingespeiste Gasmenge zu messen, wobei über den Computer auch die Absperreinrichtungbetätigt werden könnte. Mit einem Messgerät zur - insbesondere laufenden - Messung derspezifischen Dichte des Gases können Schwankungen in der Gaszusammensetzung erkanntwerden. Mit einer Einrichtung zur Probenentnahme können in regelmäßigen zeitlichen Abstän¬den (wöchentlich, monatlich) Gasproben entnommen werden, etwa, um diese auf den Gehaltvon H2S zu testen.
[0038] Die Vorrichtung zur Einspeisung kann weiters eine Vorrichtung zur Beimengung von
Geruchsstoffen enthalten.
[0039] Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anlage können der folgenden Figu¬renbeschreibung entnommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0040] Die Erfindung wird anhand der folgenden schematischen Figuren beispielhaft erläutert.Es zeigen [0041] Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschritts mittels Vaku- um-Druckwechsel-Adsorption (VSA), [0042] Fig. 2 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer Vorrichtung zur
Methanisierung, [0043] Fig. 3 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion und für die Reinigung von Wasserstoff mittelsDruckwechsel-Adsorption, [0044] Fig. 4 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Bio-
Diesel, [0045] Fig. 5 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion und für die Reinigung von Wasserstoff mittelsAminwäsche, [0046] Fig. 6 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer Gasmotor-
Generator-Einheit.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0047] In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschritts dargestellt,nämlich ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas 11aus dem Verbrennungsabgas 9 zu entfernen, in Form einer Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druck-wechsel-Adsorption (VSA).
[0048] Verbrennungsabgas 9, z.B. aus einer Verbrennungsanlage nach dem Elektrofilter, wirdeinem Zyklonabscheider 10 zugeführt, wo Staub abgeschieden wird. Das Verbrennungsabgas 9hat vor dem Zyklonabscheider 10 eine Temperatur im Bereich von 150-220°C und einen Druckvon etwa 969 mbar a (969 hPa), nach dem Zyklonabscheider 10 weiter eine Temperatur imBereich von 150-220°C, aber einen Druck von etwa 950 mbar a (950 hPa).
[0049] Nach dem Zyklonabscheider 10 gelangt das Verbrennungsabgas 9 in die Reaktoren derVSA 1, in diesem Fall zwei VSA-Reaktoren 14, wobei einer immer der Adsorption dient und derandere der Regeneration. In der VSA 1 wird das Verbrennungsabgas 9 in zwei Teilströmezerlegt: ein Teilstrom, in Fig. 1 oben entnommen, enthält Luft, also Sauerstoff 02 und StickstoffN2, und wird in einem Speicher 13 gespeichert. Sauerstoff 02 und Stickstoff N2 können jeweilsmit einer Reinheit von 95% hergestellt werden. Der Stickstoff N2 kann gespeichert und einerindustriellen Verwendung 23 zugeführt werden.
[0050] Der zweite Teilstrom ist das Produktgas aus der VSA 1, hier auch als erstes Produktgas11 bezeichnet und in Fig. unten aus den VSA-Reaktoren 12 entnommen, und besteht aus Koh¬lenmonoxid CO und Kohlendioxid C02.
[0051] Die VSA-Reaktoren 14 enthalten einen passenden Katalysator, z.B. Zeolithe, wie einenZeolith X13-Katalysator. Der Druck in den VSA-Reaktoren 14 wird am besten auf einem erhöh¬ten Vakuumdruck von 900-950 mbar a (hPa) gehalten. Die Temperatur in den VSA-Reaktoren14 liegt in einem Bereich von 100-70°C. Das erster Produktgas 11 wird mit einem Druck vonetwa 950 mbar a (hPa) und einer Temperatur von etwa 70°C aus den VSA-Reaktoren 14 ent¬nommen und mittels Wärmetauscher 15 auf einen Druck von etwa 1500 mbar a (hPa) und eineTemperatur von etwa 170°C gebracht.
[0052] Dem ersten Produktgas 11 kann Kohlenmonoxid CO zugeführt werden, das bei derAminwäsche in Vorrichtung 5 gemäß Fig. 2 erzeugt wird.
[0053] Das erste Produktgas 11 wird in der Regel weiter verarbeitet, siehe Fig. 2-6, es könnteaber auch direkt, gegebenenfalls nach Abtrennung von C02, einer Verbrennungsanlage alsBrennstoff zugeführt werden.
[0054] In Fig. 2 ist eine mögliche Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensdargestellt, wobei hier eine Methanisierung stattfindet. Die Anlage umfasst als wesentlicheBestandteile eine Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel- Adsorption, kurz VSA, daran an¬schließend eine Vorrichtung 5 zur Aminwäsche und eine Vorrichtung 6 für die Methanisierung.Die einzelnen Vorrichtungen und deren Bestandteile sind jeweils von strichlierten Linien um¬schlossen.
[0055] Das erste Produktgas 11 gelangt in die Vorrichtung 5 zur Aminwäsche, wo es in Kohlen¬dioxid 28 und Kohlenmonoxid 29 getrennt wird. Die Vorrichtung 5 enthält dazu zwei Reaktoren,wobei der erste Reaktor 25 der Herstellung von Kohlenmonoxid 29 und der zweite Reaktor 26der Herstellung von Kohlendioxid 28 dient. Mittels Wärmetauschern 27, 30, können die ge¬wünschten Gastemperaturen und Gasdrücke eingestellt werden. Im Gas-Flüssigkeitsabscheider31 wird Flüssigkeit (Wasser) vom Gas abgetrennt.
[0056] Kohlenmonoxid 29 kann dem ersten Produktgas 11 zugemischt werden, siehe Fig. 1.Kohlendioxid 38 aus der Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) aus Fig. 3 kann demersten Produktgas 11 vordem Reaktor 25 zugeführt werden.
[0057] Das gereinigte Kohlendioxid 28 aus der Vorrichtung 5 zur Aminwäsche wird nun derVorrichtung 6 zur Methanisierung zugeführt. Dabei kann diesem C02 auch noch ein Gemischaus C02 und H2, also das zweite Produktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion in Fig. 3, zugeführt werden. Die Methanisierung benötigt auch molekularen Wasser¬stoff H2. Dieser kann durch eine Elektrolyseanlage 17 hergestellt werden, der Wasser H20zugeführt wird. Der Strom 18 für die Elektrolyseanlage 17 könnte durch den Generator 19,siehe Fig. 6, geliefert werden. Zusätzlich oder alternativ kann gereinigter Wasserstoff 20 auchaus der Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) aus Fig. 3 geliefert werden. Das fürdie Methanisierung notwendige CO bzw. C02 könnte auch durch direkte Zufuhr von erstemProduktgas 11 aus der VSA 1 bereitgestellt werden, oder in Form von C02 aus Fig. 5, das dortsonst für die industrielle Verwendung 23 bestimmt wäre.
[0058] I m Reaktor 21 zur Methanisierung erfolgt eine Umsetzung der Stoffe grundsätzlich nachden Gleichungen CO + 3H2 = CH4 + H20 C02 + 4H2 = CH4 + 2H20.
[0059] Die Methanisierung ist eine exotherme Reaktion und findet in einem Temperaturbereichvon 250-300°C und unter einem Druck von 1,5-2 bar a (150-200 kPa) statt. Es werden entspre¬chende Katalysatoren basierend auf Aluminium, Nickel oder einer Mischung aus beiden ver¬wendet. Es entsteht Methan 22 als zweites Produktgas. Wasser 32 kann in einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 31 von Methan 22 getrennt werden, sodass reines Methan 33 entsteht.Das bei diesem Prozess zur Reinigung eingesetzte Wasser wird bis zu 20% bei der Abschei¬dung 32 rückgewonnen und dem Prozess als Wasser über 32 rückgeführt.
[0060] Zur weiteren Reinigung des Methans 33 kann eine Vorrichtung zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) verwendet werden, analog zur Vorrichtung 3 für die Reinigung des Wasser¬stoffs in Fig. 3. Auf diese Weise kann Methan mit einem Reinheitsgrad von 99% hergestelltwerden. Falls in Fig. 3 kein Wasserstoff gereinigt werden muss (weil z.B. nur Methan 33 herge¬stellt wird), könnte die PSA 3 auch für die Reinigung von Methan 33 verwendet werden.
[0061] Das - gegebenenfalls gereinigte - Methan 33 kann der Vorrichtung 4 zur Einspeisungvon Produktgas in ein Gasnetz zugeführt werden, siehe Fig. 3. Das Methan 33 könnte jedochauch als Brennstoff zum Gasmotor 40 in Fig. 6 oder für eine andere industrielle Verwendung 23 verwendet werden.
[0062] In Fig. 3 ist eine mögliche Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensdargestellt, wobei hier mittels Wassergasreaktion eine Herstellung von Wasserstoff stattfindet.Die Anlage umfasst als wesentliche Bestandteile eine Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption, kurz VSA, wie bereits unter Fig. 1 beschrieben, daran anschließend eine Vorrich¬tung 2 für die Wassergas-Shift- Reaktion, eine Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption, kurzPSA, und eine Vorrichtung 4 zur Einspeisung von Produktgas in ein Gasnetz 37. Die einzelnenVorrichtungen und deren Bestandteile sind wieder jeweils von strichlierten Linien umschlossen.
[0063] Das erste Produktgas 11 kann nun zumindest teilweise in die Vorrichtung 2 für die Was-sergas-Shift-Reaktion geleitet werden. Es könnte zuvor auch Kohlendioxid C02 entnommenwerden, um es zu hochreinem Kohlendioxid C02 (Reinheit von > 99%) weiterzuverarbeiten. EinTeil des ersten Produktgases 11 wird jedenfalls über eine Zuführleitung in die Vorrichtung 2 fürdie Wassergas-Shift-Reaktion weitergeleitet.
[0064] In der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion sind zwei Wassergas-Shift-Reaktoren 24 vorgesehen, die isothermal betrieben werden, und zwar entweder als sogenannte„medium temperature shift Reaktoren" (MTS Reaktoren) oder als „low temperature shift Reakto¬ren" (LTS Reaktoren). Bei der Mitteltemperatur-Shift-Reaktion erfolgt die Umwandlung zwischen220 und 270°C, bei der Niedrigtemperatur-Shift-Reaktion zwischen 180 und 250°C. In jedemWassergas-Shift-Reaktor 24 ist ein Festbett aus Katalysatoren vorgesehen, die auf diese Artder Reaktion ausgelegt sind, sogenannte MTS- oder LTS-Katalysatoren. Als Katalysatorenkommen insbesondere sogenannte FT-Katalysatoren (Fischer-Tropsch-Katalysatoren) zumEinsatz, etwa basierend auf Kobalt oder Eisen, oder bestehend aus einer Mischung von Kataly¬satoren basierend auf Kobalt und Eisen.
[0065] Ein Dampferzeuger 34 erzeugt aus Wasser 35 und durch Zufuhr von Wärme aus einerVerbrennung mit Brennstoff 36 Wasserdampf. In der Regel dient Kohle oder Erdgas als Brenn¬stoff 36, der Brennstoff 36 könnte aber auch einen Anteil aus dem ersten Produktgas 11 oderdem zweiten Produktgas 12 haben. Das erste Produktgas 11 wird gemeinsam mit Wasser¬dampf, der aus dem Dampferzeuger 34 entnommen wird, dem ersten (linken) Wassergas-Shift-Reaktor 24 zugeführt, wobei der Dampf eine Temperatur von 184-235°C und einen Druck von11-30 bar a (1100-3000 kPa) aufweist. Anschließend gelangt das Produktgas aus dem erstenWassergas-Shift- Reaktor 24 in den zweiten (rechten) Wassergas-Shift-Reaktor 24, dem eben¬falls Dampf mit einer Temperatur von 184-235°C und einem Druck von 11-30 bar a (1100- 3000kPa) aus dem Dampferzeuger 15 zugeführt wird. Grundsätzlich liegt die Dampftemperatur vongesättigtem Dampf bei 183°C, sodass die Mindest-Dampftemperatur bei Eintritt in die Reakto¬ren 24 bei 10,5 bar a (1050 kPa) bei etwa 183°C liegt, während die maximale Dampftemperaturund der maximale Dampfdruck bei Eintritt in die Reaktoren 24 bei 235°C und 30 bar a (3000kPa) liegen.
[0066] Die Temperatur innerhalb der Wassergas-Shift-Reaktoren 24 wird auf etwa 180- 270°Cgehalten, vorzugsweise zwischen 180 und 250°C für Katalysatoren auf der Basis von Kobalt.Der Druck innerhalb der Wassergas-Shift-Reaktoren 24 wird auf 5-10 bar a (500-1000 kPa)gehalten. Die Wassergasreaktion CO + H20 = C02 + H2 [0067] ist exotherm, sodass nach jedem Wassergas-Shift-Reaktor 24 ein Gaskühler 16 vorge¬sehen wird, um das Produktgas zu kühlen. Auf diese Weise kann für das zweite Produktgas 12,das aus der Vorrichtung 2 als Synthesegas austritt, die Temperatur eingestellt werden.
[0068] Das molare Verhältnis von Dampf zu CO der Gase (Wasserdampf aus Dampferzeuger34 und erstes Produktgas 11), welche der Vorrichtung 2 zugeführt werden, liegt bei Dampf / CO= 4:1.
[0069] Für das zweite Produktgas 12, das großteils aus H2 besteht, gibt es nun - alternativ oderkumulativ - mehrere Verwendungsmöglichkeiten: [0070] Erstens kann das zweite Produktgas 12 in die Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorp¬tion (PSA) geleitet werden, um dort Wasserstoff H2 mit großer Reinheit (> 70%) und/oder Was¬serstoff mit sehr großer Reinheit (> 99%) herzustellen. In der Vorrichtung 3 wird also aus demzweiten Produktgas 12 durch Reinigung von unerwünschten Bestandteilen (CO und C02) eindrittes Produktgas 20 hergestellt. Das in der Vorrichtung 3 abgeschiedene Kohlendioxid 38kann der Vorrichtung 5 in Fig. 2 zugeführt werden.
[0071] Die Vorrichtung 3 enthält hier vier parallel geschaltete PSA-Reaktoren 39, die nach demPrinzip der physikalischen Adsorption und Diffusion arbeiten. Bei der Adsorption werden dieunerwünschten Gasbestandteile an der Oberfläche des festen Adsorbens, mit dem die PSA-Reaktoren 39 gefüllt sind, durch die molekulare Wechselwirkung zwischen den Gasmolekülenund den Molekülen des Adsorbens gebunden.
[0072] Als Adsorbens kommen wieder entsprechende Zeolith-Katalysatoren zum Einsatz, wieX13-Katalysatoren, gemischt oder schichtweise mit Aktivkohle angeordnet. Diese Art von Ad¬sorbens hat sich für die Trennung von Wasserstoff H2 von anderen Gasen als besonders wir¬kungsvoll erwiesen. Das Adsorbens muss thermisch stabil sein, weil in einem Bereich von 70-110°C gearbeitet wird.
[0073] Die Temperatur innerhalb der PSA-Reaktoren 39 wird auf etwa 70-100°C gehalten. DerDruck innerhalb der PSA-Reaktoren 39 wird auf 6-10 bar a (600-1000 kPa) gehalten. Der gerei¬nigte Wasserstoff H2 als drittes Produktgas 20 hat einen Druck von 1,5 bar a (150 kPa) undeine Temperatur von 70°C, wobei der Umwandlunqsqrad 85% bei einem Reinheitsgrad von99% beträgt.
[0074] Das gereinigte dritte Produktgas 20 kann nun ganz oder teilweise jeweils einer Vorrich¬tung 4 zur Einspeisung von Produktgas zugeleitet werden, einer Vorrichtung 6 zur Methanisie¬rung (Fig. 2), einer anderweitigen industriellen Verwendung 23, einem Gasmotor 40 oder einerGasturbine zur Erzeugung von Strom, siehe Fig. 6.
[0075] Bei der zweiten Verwendungsmöglichkeit des zweiten - ungereinigten -Produktgases 12in Fig. 3 könnte das zweite Produktgas 12 direkt einer Gasturbine oder einem Gasmotor 40zugeführt werden, wie bereits eingangs beschrieben. Die Gasturbine treibt durch die Verbren¬nung des Wasserstoffs des zweiten Produktgases 12 einen elektrischen Generator an, wobeidas Abgas der Gasturbine in einem Abhitzekessel Dampf erzeugen kann, der wieder in einerDampfturbine entspannt und ebenfalls zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werdenkann. Ob dieser Prozess sinnvoll eingesetzt werden kann, hängt von der verfügbaren Menge(vom Volumenstrom) des zweiten Produktgases 12 ab, also auch, ob das zweite Produktgas fürandere Verwendungsmöglichkeit benötigt wird.
[0076] Bei der dritten bis fünften Verwendungsmöglichkeit des zweiten - ungereinigten - Pro¬duktgases 12 in Fig. 3 kann dieses der Anlage 6 in Fig. 2, sowie den Produktgasen 12 in Fig. 4und 5 zugeführt werden.
[0077] Dem ungereinigten Produktgas 12 in Fig. 3 kann auch Wasserstoff 48 aus der Vorrich¬tung 5 in Fig. 5 zugemischt werden. Es könnte auch Methan 33 aus Vorrichtung 6 in Fig. 2zugegeben werden.
[0078] Sowohl das - gegebenenfalls gereinigte - Methan 33 aus Fig. 2 als auch der gereinigteWasserstoff 20 aus der Vorrichtung 3 im Fig. 3 können der Vorrichtung 4 zur Einspeisung vonProduktgas zugeführt werden. Die Vorrichtung 4 dient dazu, das Produktgas in ein Gasnetz 37einzubringen, z.B. ein Erdgasnetz, in welchem in der Regel ein Druck von 4 bar a (400 kPa)vorherrscht.
[0079] Die Vorrichtung 4 weist einen Puffertank 41 auf, in welchem das Produktgas gesammeltwird und womit eine zeitlich schwankende Produktion von Produktgas ausgeglichen werdenkann. Optional können nach dem Puffertank 41 ein Kompressor 42 sowie ein Gaskühler 43dafür sorgen, dass das Produktgas auf den für das Gasnetz 37 nötigen Gasdruck und die dortzulässige Temperatur gebracht werden. Um die für öffentliche Gasnetze 37 notwendigen Si¬ cherheitsvorschriften zu erfüllen, kann dem Produktgas ein Geruchsstoff 44 beigemengt wer¬den. Das derart aufbereitete Produktgas wird dann dem Gasnetz 37 zugeführt. Die Regelungder Gaseinspeisung und die Maßnahmen zur Sicherung der Gasqualität wurden bereits obenerläutert.
[0080] Aus Sicherheitsgründen kann für das Produktgas vor dem Eintritt in die Vorrichtung 4 zurEinspeisung von Produktgas eine Absperreinrichtung 45 vorgesehen sein, mittels welcher dasProduktgas bei fehlender Abnahme durch das Gasnetz 37 oder nicht ausreichender Qualität fürdas Gasnetz 37 einer Fackel 46 zugeführt werden kann.
[0081] Fig. 4 zeigt eine Anlage zur Herstellung von Bio-Diesel. Sie besteht im Wesentlichen ausdrei Einheiten: einer Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA), einer Vorrich¬tung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion und einer Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch-Synthese.Die Vorrichtung 1 könnte auch entfallen. Die Funktion der Vorrichtungen 1, 2 ist die gleiche wieunter Fig. 1 und 3 beschrieben. Das zweite Produktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Was¬sergas-Shift-Reaktion, enthaltend Kohlendioxid C02 und Wasserstoff H2, wird nun der Vorrich¬tung 7 zur Fischer- Tropsch-Synthese zugeführt. Dabei ist es so, dass auch ein Teilstrom desersten Produktgases 11, enthaltend Kohlenmonoxid CO, aus der Vorrichtung 1, unter Umge¬hung der Vorrichtung 2, in die Vorrichtung 7 geleitet wird.
[0082] Weiters könnten auch Synthesegas 47 aus einer Biomasseanlage (nicht dargestellt),Methan 22 bzw. 33 aus Vorrichtung 6 in Fig. 2 und/oder Wasserstoff 48 aus der Vorrichtung 5zur Aminwäsche in Fig. 5 in die Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch- Synthese eingebracht wer¬den.
[0083] Im Fischer-Tropsch-Reaktor 49 können durch heterogenkatalytische Umwandlung vonKohlenmonoxid und Wasserstoff (oder Wasserstoffverbindungen) gasförmige und flüssigeKohlenwasserstoffe hergestellt werden. Als Reaktionsprodukte können grundsätzlich einerseitsParaffine, Alkene und Alkohole entstehen, andererseits Wasser. Im gegenständlichen Fall wirdsynthetischer Bio-Diesel 50 hergestellt. Der Fischer-Tropsch Reaktor 49 wird bei Verwendungeines Wasserkühlung-System mittels Kühlschlange 51 gekühlt.
[0084] In Fig. 5 ist eine Anlage mit einer Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption(VSA), einer Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion sowie mit einer Vorrichtung 5 zurAminwäsche vorgesehen. Die Funktion der Vorrichtungen 1, 2 ist die gleiche wie unter Fig. 1und 3 beschrieben. Das zweite Produktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion, enthaltend Kohlendioxid C02 und Wasserstoff H2, wird nun der Vorrichtung 5 zurAminwäsche zugeführt, wo nun eine Trennung in Kohlendioxid C02 und Wasserstoff H2 statt¬findet. Die Funktion der Vorrichtung 5 zur Aminwäsche ist grundsätzlich so wie unter Fig. 2beschrieben. Im ersten Reaktor 25 wird Wasserstoff 48 abgeschieden, der z.B. einer Vorrich¬tung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA), siehe Fig. 3, zur weiteren Reinigung zugeführtwerden kann, und/oder einer Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch-Synthese, siehe Fig. 4, zurHerstellung von Bio-Diesel, und/oder einer Motor-Generator-Einheit 8, siehe Fig. 6, um Stromzu erzeugen.
[0085] Im zweiten Reaktor 26 wird Kohlendioxid 28 abgetrennt. Dieses kann einer industriellenVerwendung 23 zugeführt werden, oder dem Kohlendioxid 28 in Fig. 2 zugeleitet werden.
[0086] Fig. 6 zeigt eine Anlage mit einer Motor-Generator-Einheit 8. Dieser ist eine Vorrichtung1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) und eine Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion vorgeschaltet. Die Funktion der Vorrichtungen 1, 2 ist grundsätzlich die gleiche wieunter Fig. 1 und 3 beschrieben. Das zweite Produktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Was¬sergas-Shift-Reaktion, enthaltend Wasserstoff H2 und Kohlendioxid C02, und/oder Methan 33,etwa aus Fig. 2, wird nun dem Gasmotor 40 zugeleitet, wo es verbrannt wird und dabei in einemGenerator 19 Strom erzeugt wird. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme kann übereinen Wärmetauscher 52 entnommen werden.
[0087] Einige oder alle Ausführungsvarianten der Erfindung gemäß der Fig. 1-6 können sowohleinzeln verwirklicht werden als auch in einer gemeinsamen Anlage. In einer gemeinsamen
Anlage können die Ausführungsvarianten parallel zueinander angeordnet sein und mit dergleichen Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) in Verbindung stehen.Jene Ausführungsvarianten, welche zusätzlich zur Vorrichtung 1 auch eine Vorrichtung 2 für dieWassergas-Shift- Reaktion benötigen, können ebenfalls durch die gleiche Vorrichtung 2 ver¬sorgt werden. Es ist dann also jeweils nur eine gemeinsame Vorrichtung 1 bzw. eine gemein¬same Vorrichtung 2 notwendig. Wie bereits oben beschrieben, können die verschiedenen Zwi¬schen- und Endprodukte der Anlagen nach den Fig. 1-6 in andere Anlagen geleitet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Vorrichtung zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) 2 Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion 3 Vorrichtung zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) 4 Vorrichtung zur Einspeisung von Produktgas 5 Vorrichtung zur Aminwäsche 6 Vorrichtung zur Methanisierung 7 Vorrichtung zur Fischer-Tropsch-Synthese 8 Motor-Generator-Einheit 9 Abgas 10 Zyklonabscheider 11 erstes Produktgas 12 zweites Produktgas (Wasserstoff) 13 Speicher 14 VSA-Reaktor 15 Wärmetauscher 16 Wärmetauscher (Gaskühler) 17 Elektrolyseanlage 18 Strom 19 Generator 20 gereinigter Wasserstoff aus Vorrichtung 3 (drittes Produktgas) 21 Reaktor zur Methanisierung 22 zweites Produktgas (Methan) 23 industrielle Verwendung 24 Wassergas-Shift-Reaktor 25 erster Reaktor der Vorrichtung 5 26 zweiter Reaktor der Vorrichtung 5 27 Wärmetauscher in Vorrichtung 5 28 Kohlendioxid aus Vorrichtung 5 29 Kohlenmonoxid aus Vorrichtung 5 30 Wärmetauscher in Vorrichtung 5 31 Gas-Flüssigkeitsabscheider 32 Wasser 33 reines Methan 34 Dampferzeuger 35 Wasser 36 Brennstoff 37 Gasnetz 38 Kohlendioxid aus Vorrichtung 3 39 PSA-Reaktor 40 Gasmotor (Verbrennungsanlage) 41 Puffertank 42 Kompressor 43 Gaskühler 44 Geruchsstoff 45 Absperreinrichtung 46 Fackel 47 Synthesegas aus einer Biomasseanlage 48 Wasserstoff aus der Vorrichtung 5 49 Fischer-T ropsch-Reaktor 50 Bio-Diesel 51 Kühlschlange 52 Wärmetauscher

Claims (15)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgas (9) enthaltend Kohlenmonoxid undKohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxid alserstes Produktgas (11) aus dem Verbrennungsabgas (9) entfernt wird, und - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus dem ersten Pro¬duktgas (11) unter Verwendung von Wasser zu einem zweiten Produktgas (12) enthal¬tend molekularen Wasserstoff und/oder Methan (33) umgesetzt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt Kohlenmo¬noxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas (11) mittels Vakuum-Druckwechsel-Adsorption aus dem Verbrennungsabgas (9) entfernt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten SchrittKohlenmonoxid und Kohlendioxid des ersten Produktgases (11), vorzugsweise mittelsAminwäsche, voneinander getrennt werden und Kohlendioxid mit Wasserstoff zu Methanals zweitem Produktgas (33) umgesetzt wird. (Fig. 2)
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff durch Elekt¬rolyse von Wasser hergestellt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Methan (33)mittels Druckwechsel-Adsorption gereinigt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schrittmittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser (35) zum ersten Produktgas(11) ein Gemisch aus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweites Produktgas (12)hergestellt wird und in einem dritten Schritt aus dem zweiten Produktgas (12) Wasserstoffabgetrennt wird. (Fig. 3, 5)
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt Wasserstoffmittels Druckwechsel-Adsorption entfernt wird. (Fig. 3)
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt Wasserstoffmittels Aminwäsche abgetrennt wird. (Fig. 5)
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schrittmittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser (35) zum ersten Produktgas (11) ein zumindest Wasserstoff enthaltendes zweites Produktgas (12) hergestellt wird undnach Zumischung von Kohlenmonoxid in einem dritten Schritt aus dem zweiten Produktgas (12) mittels Fischer-Tropsch- Synthese Bio-Diesel (50) hergestellt wird (Fig. 4).
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestein Teil des zweiten Produktgases (12) enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Me¬than zur Energiegewinnung verbrannt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlen¬monoxid aus dem ersten Produktgas (11) abgetrennt und einer Verbrennungsanlage alsBrennstoff zugeführt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestein Teil des zweiten Produktgases (12) enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Me¬than unter Druckanpassung in ein Gasnetz (37) eingespeist wird.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver¬brennung, durch welche das Verbrennungsabgas entsteht, so eingestellt wird, dass dasVerbrennungsabgas einen Kohlenmonoxid-Anteil von mehr als 1,5%, insbesondere vonmehr als 5%, bevorzugt zwischen 5% und 7%, aufweist.
  14. 14. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurchgekennzeichnet, dass diese zumindest umfasst: - eine Vorrichtung (1), mit welcher ein Gemisch aus zumindest Kohlenstoffmonoxid undKohlenstoffdioxid als erstes Produktgas (11) aus dem Verbrennungsabgas (9) entferntwerden kann, sowie eine der beiden oder beide folgende Vorrichtungen: - eine Vorrichtung (2) für die Wassergas-Shift-Reaktion mit einem Dampferzeuger (34)und einer Zuführleitung für das erste Produktgas (11), mit welcher Vorrichtung (2) einGemisch aus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweites Produktgas (12) her¬gestellt werden kann, - eine Vorrichtung (6) zur Methanisierung, um Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan(33) als zweitem Produktgas umzusetzen.
  15. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung vorgesehen ist,mit welcher Wasserstoff (12) aus der Vorrichtung (2) für die Wassergas-Shift-Reaktion indie Vorrichtung (6) zur Methanisierung geführt werden kann. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
ATA50028/2015A 2015-01-19 2015-01-19 Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas AT516273B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50028/2015A AT516273B1 (de) 2015-01-19 2015-01-19 Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas
PCT/AT2016/050005 WO2016115582A1 (de) 2015-01-19 2016-01-13 Verfahren und anlage zur behandlung von verbrennungsabgas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50028/2015A AT516273B1 (de) 2015-01-19 2015-01-19 Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT516273B1 true AT516273B1 (de) 2016-04-15
AT516273A4 AT516273A4 (de) 2016-04-15

Family

ID=55229448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50028/2015A AT516273B1 (de) 2015-01-19 2015-01-19 Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT516273B1 (de)
WO (1) WO2016115582A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3472123A4 (de) * 2016-06-18 2020-01-15 Think Tank 42 Pty. Ltd. Verfahren und system zur kohlenstoffabscheidung und -rückgewinnung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109790016A (zh) * 2016-09-25 2019-05-21 皮特·斯摩卡 一种发电燃料生产系统
US11091408B2 (en) * 2019-06-12 2021-08-17 Shahar Technology Solutions Ltd. Integration of carbon dioxide absorption and water electrolysis into methanation
CN112933843A (zh) * 2021-02-07 2021-06-11 华能(天津)煤气化发电有限公司 一种用于防止igcc火炬带灰的流程设置
US11713285B2 (en) 2021-11-17 2023-08-01 Shahar Golan Technology Soultions, Ltd. Methanation and recovery method, system, and apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010042023A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Luossavaara-Kiirunavaara Ab Process for production of direct reduced iron
US20110286909A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Air Liquide Process & Construction, Inc. Generation Of CO Using Off-Gas As Source
US20120141368A1 (en) * 2008-08-13 2012-06-07 Lurgi Gmbh Novel steam reformer based hydrogen plant scheme for enhanced carbon dioxide recovery
US20130156686A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 American Air Liquide, Inc. Hydrogen production with reduced carbon dioxide generation and complete capture

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4026201A1 (de) * 1990-08-18 1992-02-20 Fischer Reinhard Verfahren zum umwandeln von kohlenmonoxid, kohlendioxid und wasser aus rauchgasen in kohlenwasserstoffe
DE102006035893A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Wolf, Bodo M., Dr. Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Verbrennungsprodukten fossiler Brennstoffe
US20090145843A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Ahner Paul F Method for reducing carbon dioxide emissions and water contamination potential while increasing product yields from carbon gasification and energy production processes
DE102012103458B4 (de) * 2012-04-19 2014-05-08 Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum - GFZ Stiftung des Öffentlichen Rechts des Landes Brandenburg Anlage und Verfahren zur ökologischen Erzeugung und Speicherung von Strom
DE102013010855B4 (de) * 2013-06-28 2018-02-01 Fels-Werke Gmbh Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsprozesse ausführenden und Kohlenstoffdioxid emittierenden Industrieanlagen sowie Industrieanlage insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120141368A1 (en) * 2008-08-13 2012-06-07 Lurgi Gmbh Novel steam reformer based hydrogen plant scheme for enhanced carbon dioxide recovery
WO2010042023A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Luossavaara-Kiirunavaara Ab Process for production of direct reduced iron
US20110286909A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Air Liquide Process & Construction, Inc. Generation Of CO Using Off-Gas As Source
US20130156686A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 American Air Liquide, Inc. Hydrogen production with reduced carbon dioxide generation and complete capture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3472123A4 (de) * 2016-06-18 2020-01-15 Think Tank 42 Pty. Ltd. Verfahren und system zur kohlenstoffabscheidung und -rückgewinnung
US11390521B2 (en) 2016-06-18 2022-07-19 Think Tank 42 Pty Ltd Method and system for carbon capture and recycling

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016115582A1 (de) 2016-07-28
AT516273A4 (de) 2016-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT516273B1 (de) Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas
DE60010037T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren zum Entfernen von Kohlendioxid aus nassem Gas bei hoher Temperatur
DE69910255T2 (de) Verfahren zur herstellung eines co2-reichen gases bei hohen drücken
EP2047071B1 (de) Verfahren zur reduzierung der co2-emission fossil befeuerter kraftwerksanlagen
EP3176152B1 (de) Verfahren zur erzeugung von harnstoff
EP2562237B1 (de) Verfahren zur bereitstellung eines gases mit sehr hohem methangehalt und dazu ausgelegte anlage
EP1967491A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wasserstoffabtrennung aus Gasströmen mit Sauerstoffanteil
DE102008012735A1 (de) Dampfbetriebener Ejektor für eine Druckwechseladsorptionseinheit
DE102010041536A1 (de) Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid, sowie Gasturbinenanlage mit Kohlendioxid Abscheidung
DE102013022021B4 (de) Verfahren zur Methanisierung von Kohlendioxid aus Gasgemischen nach Abtrennung durch selektive reversible Adsorption
EP2532729A2 (de) Verfahren zum bereitstellen eines in ein Gasnetz einspeisbaren Gasgemisches und dafürgeeignete Anlage
DE102010017027B3 (de) Verfahren zum Betrieb von Anlagen zur Erzeugung von anthropogenen und/oder biogenen, methanhaltigen Gasen am Erdgasnetz
DE102010028181A1 (de) Produktionsanlage für Chemierohstoffe oder Brennstoffe sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Produktionsanlage
EP3102309A1 (de) Verfahren zur herstellung höhermolekularer verbindungen aus synthesegas unter verwendung eines indirekt beheizten co2-tsa
DE102016005418A1 (de) Verfahren zur Isolierung und Methanisierung von Kohlendioxid aus Abgasen
AT10733U1 (de) Verfahren zur reinigung von biogas
DE102014209635A1 (de) Herstellung von Synthesegas mit zwei autothermen Reformern
EP2481705A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur stofflichen und/oder energetischen Verwertung von biogenen Reststoffen
Singh et al. Carbon capture for bio-methanol production: breakthrough characteristics and practical demonstration
AT12727U1 (de) Verfahren und einrichtung zur aufbereitung eines abgases einer biogasaufbereitungsanlage
AT515137A1 (de) Verfahren zur Trennung, Aufreinigung und Aufkonzentration von Gasgemischen
BE1030241B1 (de) Anlage zur Erzeugung von Ammoniak
BE1029787B1 (de) Verfahren zur Ammoniaksynthese und Anlage zur Herstellung von Ammoniak
DE102011002261B4 (de) Verfahren zum Betrieb von Anlagen zur Erzeugung von anthropogenen und/oder biogenen, methanhaltigen Gasen am Erdgasnetz
DE102017009503A1 (de) Erzeugung von Oxogas unter Verwendung eines Druckwechseladsorbers