CA3195235A1

CA3195235A1 - Method for reducing pollutant gases produced by fuels from an electric power thermal generating station

Info

Publication number: CA3195235A1
Application number: CA3195235A
Authority: CA
Inventors: Steeven Gagnon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-04-04
Filing date: 2023-04-04
Publication date: 2023-06-06

Abstract

Depuis le 20e siècle, les soucis environnementaux poussent l'industrie de l'énergie à développer des technologies afin d'améliorer l'efficacité énergétique et diminuer les polluant causant les gaz à effet de serre. Aujourd'hui, la demande en électricité ne cesse d'augmenter. L'invention est un procédé pour réduire les gaz polluant produit par les combustibles d'une centrale électrique thermique. Ce procédé peut s'adapter aux utilités électriques existantes et a l'avantage d'aider à réduire les gaz à effet de serre.Since the 20th century, environmental concerns have driven the energy industry to develop technologies to improve energy efficiency and reduce pollutants causing greenhouse gases. Today, the demand for electricity continues to increase. The invention is a method for reducing the polluting gases produced by the fuels of a thermal power station. This process can be adapted to existing electrical utilities and has the advantage of helping to reduce greenhouse gases.

Description

Description [001] L'invention est un procédé pour réduire les gaz polluant produit par les combustibles d'une centrale électrique thermique. Description [001] The invention is a process for reducing the polluting gases produced by fuels of a thermal power plant.

[002] Dans l'exemple d'une centrale électrique thermique, la turbine à vapeur est utilisée pour faire tourner un générateur électrique afin de produire de l'électricité. [002] In the example of a thermal power plant, the steam turbine is used for run an electric generator to produce electricity.

[003] Généralement la turbine à vapeur est couplée directement au générateur électrique sans utiliser d'engrenage réducteur ou d'engrenage multiplicateur. De cette façon il y a moins d'entretien et moins de risque de bris à long terme. [003] Generally the steam turbine is directly coupled to the generator electric without use reduction gear or multiplier gear. In this way there is less maintenance and less risk of long-term breakage.

[004] Le nouveau procédé change cette façon de faire afin de permettre aux centrales électriques thermiques de réduire les gaz à effet de serre émis dans l'atmosphère. [004] The new process changes this way of doing things in order to allow power stations electric thermal systems to reduce the greenhouse gases emitted in the atmosphere.

[005] Avec la turbine à vapeur et le générateur électrique, le procédé fait l'ajout de quatre moteurs électriques liés en rotation au groupe électrogène. [005] With the steam turbine and the electric generator, the process adding four electric motors linked in rotation to the generating set.

[006] Il peut sembler contre intuitif d'utilisé des moteurs électriques pour produire de l'électricité mais ceci permet à la turbine à vapeur de réaliser des économies de combustible comme le charbon, le mazout ou d'autre gaz utilisés. L'électricité produite pour alimenter les moteurs électriques peut provenir de d'autre source électrique comme l'éolien, le solaire ou l'hydroélectricité. L'ajout des moteurs électriques au groupe électrogène sert aussi à
augmenter la puissance de la turbine et permettent au générateur électrique de produire plus d'électricité. [006] It may seem counter-intuitive to use electric motors to produce electricity but this allows the steam turbine to save money of fuel such as coal, oil or other gas used. The electricity produced to feed the electric motors can come from other electrical sources such as wind power, solar or hydroelectricity. The addition of electric motors to the generator set serves also to increase the power of the turbine and allow the electric generator to produce more of electricity.

[007] Pour que le procédé fonctionne, les moteurs électriques doivent être liés en rotation à la turbine et au générateur électrique avec des poulies ayant entre eux un ratio réducteur. De cette façon les moteurs électriques tournent plus rapidement que le groupe électrogène et divisent la force appliqué à la turbine en provenance du générateur électrique. [007] For the method to work, the electric motors must be linked in rotation to the turbine and to the electric generator with pulleys having between them a ratio reducer. Of this way the electric motors spin faster than the group generator and divide the force applied to the turbine from the generator electric.

[008] La puissance totale des quatre moteurs électriques ne doit pas dépasser la puissance totale fournis par la turbine au générateur électrique. [008] The total power of the four electric motors must not exceed the power total supplied by the turbine to the electrical generator.

[009] L'invention est mieux d'écrit dans les Figures suivante :
-La Figure 1 représente la combinaison de trois turbines qui utilisent le procédé.
-La Figure 2 représente une vue de face du procédé.
-La Figure 3 représente une vue de côté du procédé.
Date Reçue/Date Received 2023-04-04 [009] The invention is best described in the following Figures:
-Figure 1 represents the combination of three turbines which use the process.
-Figure 2 shows a front view of the process.
-Figure 3 shows a side view of the process.
Date Received/Date Received 2023-04-04

[010] La Figure 1 représente trois turbines qui utilisent le procédé soit une turbine qui utilise l'énergie éolien, soit une deuxième turbine qui utilise l'énergie solaire et une troisième turbine qui utilise l'énergie hydroélectrique. [010] Figure 1 shows three turbines that use the process either a turbine that uses wind energy, i.e. a second turbine that uses solar energy and a third turbine that uses hydroelectric power.

[011] La Figure 2 représente une vue de face du procédé où quatre moteurs électriques 2 sont liés en rotation avec une poulie primaire 3 et des poulies secondaire 4 par des courroies 5 au générateur électrique 6. [011] Figure 2 shows a front view of the process where four motors electrical 2 are connected in rotation with a primary pulley 3 and secondary pulleys 4 by belts 5 to electric generator 6.

[012] La Figure 3 représente une vue de côté du procédé où la turbine 1 est liés à quatre moteurs électriques 2 par une poulie primaire 3 et des poulies secondaire 4 par des courroies 5 au générateur électrique 6. [012] Figure 3 shows a side view of the process where the turbine 1 is linked to four electric motors 2 by a primary pulley 3 and secondary pulleys 4 by straps 5 to the electric generator 6.

[013] Les poulies 3 et 4 et les courroies 5 peuvent être remplacées par des engrenages, des engrenages avec des chaînes ou des engrenages magnétiques. [013] Pulleys 3 and 4 and belts 5 can be replaced by gears, gears with chains or magnetic gears.

[014] Il est possible de remplacer les quatre moteurs électriques 2 par un seul moteur électrique plus puissant mais pour des raisons économiques et pratique il est préférable d'utiliser quatre moteurs électriques 2. [014] It is possible to replace the four electric motors 2 with one single engine electric more powerful but for economic and practical reasons it is preferable to use four electric motors 2.

[015] Afin de permettre au procédé d'être le plus performant possible il est préférable d'utiliser des moteurs électriques ayant une efficacité énergétique d'au moins 90 pour cent de façon à ce que la consommation à vide des moteurs électriques reste la plus basse possible. [015] In order to allow the process to be as efficient as possible, it is best to use electric motors with an energy efficiency of at least 90 percent hundred so that that the no-load consumption of electric motors remains the lowest possible.

[016] Le ratio d'engrenage entre la poulie primaire 3 et les poulies secondaires 4 est d'environ 2.5 pour 1 afin que les moteurs électriques 2 tournent plus rapidement. Dans l'exemple suivant : Une turbine qui tourne à 3000 tour par minute et des moteurs électriques qui tournent à 7500 tour par minute serait un bon scénario. Le ratio de rotation entre la turbine et le générateur électrique doit cependant rester de 1 pour 1. Donc si la turbine tourne à 3000 tour par minute, le générateur électrique doit tourner lui aussi à 3000 tour par minute. [016] The gear ratio between the primary pulley 3 and the pulleys secondary 4 is approximately 2.5 to 1 so that 2 electric motors spin faster. In The example next: A turbine that rotates at 3000 revolutions per minute and motors rotating electric at 7500 rpm would be a good scenario. The turnover ratio between the turbine and the electric generator must however remain 1 for 1. So if the turbine spins at 3000 rpm per minute, the electric generator must also turn at 3000 revolutions per minute.

[017] Lorsque la force de résistance du générateur électrique rencontre la turbine 1 et les quatre moteurs électrique 2. La force est divisée en cinq. 20 pour cent vas à
la turbine et 80 pour cent vas aux quatre moteurs électriques dons 20 pour cent chacun. La force appliquée aux quatre moteurs électriques est ensuite divisée par 2.5 grâce au ratio réducteur des poulies.
Comme dans l'exemple suivant :
Un générateur électrique qui développe 50 Kilowatts de puissance va exiger environ le double de puissance à la turbine pour le faire tourner. Donc si nous prenons le 100 Kilowatts de puissance nécessaire et nous le divisons en cinq, 20 Kilowatts sera appliqué à
la turbine et 80 kilowatts seront divisés en part égale entre les quatre moteurs électriques.
Grâce au ratio réducteur des poulies de 2.5 pour 1, le 20 kilowatts appliqué à chacun des moteurs électriques sera alors divisé par 2.5 pour donner environ 8 kilowatts par moteurs électriques.
Date Reçue/Date Received 2023-04-04 Aux moteurs électriques s'ajoute la consommation à vide qui est d'environ 10 pour cent de la puissance total des moteurs électriques. Afin de garder la consommation à vide le plus bas possible il serait préférable de ne pas prendre des moteurs électriques trop puissants. Dans le cas de l'exemple ci haut, des moteurs électriques qui développent 15 kilowatts de puissance à
7500 tour par minute seraient suffisant. Dans ce cas la consommation à vide serait d'environ 1.5 kilowatts chacun.
Si nous faisons la somme de la consommation d'énergie produite par les quatre moteurs électriques et la turbine, nous nous retrouvons avec les résultats suivant.
20 pour cents pour la turbine, 5 pour cent pour la consommation à vide de la turbine, 8 pour cent par moteur électriques fois quatre et 1.5 pour cent pour la consommation à vide des moteurs électriques fois quatre. Pour un total de 38 kilowatts pour les moteurs électriques et de 25 kilowatts pour la turbine.
Notez que pour produire l'électricité pour alimenter les moteurs électriques celle-ci prend le double d'énergie. La somme totale d'énergie des moteurs électriques est donc le double. 38 kilowatts fois deux, égale donc 76 kilowatts.
La somme d'énergie utilisée des moteurs électriques et de la turbine est alors de 101 Kilowatts. [017] When the resistance force of the electrical generator meets the turbine 1 and the four electric motors 2. The force is divided into five. 20 percent goes to the turbine and 80 percent goes to the four electric motors donating 20 percent each. There force applied to four electric motors is then divided by 2.5 thanks to the ratio pulley reducer.
As in the following example:
An electric generator that develops 50 kilowatts of power will require about double power to the turbine to spin it. So if we take the 100 kilowatts of power needed and we divide it into five, 20 Kilowatts will be applied to the turbine and 80 kilowatts will be divided equally between the four electric motors.
Thanks to the ratio reducer of the pulleys by 2.5 to 1, the 20 kilowatts applied to each of the electric motors will then be divided by 2.5 to give about 8 kilowatts per motors electrical.
Date Received/Date Received 2023-04-04 Added to the electric motors is the no-load consumption which is around 10 percent of the total power of the electric motors. In order to keep consumption empty the lowest possible it would be better not to take electric motors too much powerful. In the case of the example above, electric motors that develop 15 kilowatts of power to 7500 rpm would be sufficient. In this case the empty consumption would be about 1.5 kilowatts each.
If we sum the energy consumption produced by the four engines electrical and the turbine, we end up with the following results.
20 percent for the turbine, 5 percent for the no-load consumption of the impeller, 8 for cent per electric motor times four and 1.5 percent for consumption empty of electric motors times four. For a total of 38 kilowatts for the electric motors and 25 kilowatts for the turbine.
Note that to generate the electricity to power the electric motors this one takes the double energy. The total sum of energy of the electric motors is therefore double. 38 kilowatts times two equals 76 kilowatts.
The amount of energy used by the electric motors and the turbine is then of 101 kilowatts.

[018] Comme vous pouvez voir il n'y a pas d'économie d'énergie à utiliser ce procéder mais 80 pour cent de l'énergie du procéder provient de source électrique plus propre tel que l'énergie éolien, l'énergie solaire ou l'énergie hydroélectrique. [018] As you can see there is no power saving to use this proceed but 80 percent of process energy comes from cleaner electrical source such as energy wind, solar or hydroelectric power.

[019] En ajoutant quatre moteurs électriques à la turbine nous augmentons aussi la puissance totale fournis au générateur électrique. De plus le ratio réducteur des poulies augmente également la puissance fournis au générateur électrique. Cette puissance supplémentaire permet au générateur électrique de produire plus d'électricité dans l'ordre d'environ 5 à 10 pour cent. [019] By adding four electric motors to the turbine we increase also the power total supplied to the electric generator. In addition, the reducing ratio of pulleys increases also the power supplied to the electric generator. That power additional allows the electric generator to produce more electricity in order about 5 to 10 percent.

[020] Puisque l'énergie solaire et éolien ne fonctionne pas 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Des batteries de stockage d'énergie pourraient être ajoutées au procédé. Aussi une partie de l'électricité produite par les générateurs électriques de la centrale électrique pourrait être renvoyé vers les batteries de stockage. [020] Since solar and wind energy do not work 24 hours a day and 7 days a week.
energy storage batteries could be added to the process. Also a part of the electricity produced by the power station's electrical generators electric could be sent back to the storage batteries.

[021] En résumé, le procédé est simple à appliquer aux centrales électriques thermiques existantes et ceci permet à celles-ci de réduire ses émissions de gaz polluant dans l'atmosphère.
Date Reçue/Date Received 2023-04-04 [021] In summary, the method is simple to apply to power plants thermal existing ones and this allows them to reduce their polluting gas emissions in the air.
Date Received/Date Received 2023-04-04

Claims

Claim

1. The invention is a process for reducing the polluting gases produced by fuels of a thermal power plant

2. According to claim 1 at least one electric motor 2 is used to divide the force exerted by at least one electric generator 6 towards a turbine 1.

3. According to claims 1 and 2 at least one electric motor 2 is linked in rotation at at least one turbine 1 and at least one electric generator 6 with pulleys 3 and 4 and straps 5

4. According to claims 1, 2 and 3 at least one electric motor 2 must turn over faster than the generator thanks to a reduction ratio of the pulleys 3 and 4.

5. According to claim 2 the total power of at least one motor electric 2 must not not exceed the total power of turbine 1 supplied to the generator electrical 6.

6. According to claim 3, the method can use pulleys with straps, gears, gears with chains or magnetic gears.

7. According to claims 2, all of the electric motors 2 must to be efficient to at least 90 percent so that the no-load consumption of the engines electricity remains low.

8. According to claim 2 the electricity used to power at least one engine electricity comes from cleaner electrical sources such as wind power, solar or hydroelectricity.