CN115515699A - 循环碳方法 - Google Patents

循环碳方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115515699A
CN115515699A CN202180030895.1A CN202180030895A CN115515699A CN 115515699 A CN115515699 A CN 115515699A CN 202180030895 A CN202180030895 A CN 202180030895A CN 115515699 A CN115515699 A CN 115515699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon
hydrogen
methane
methanation
carbon monoxide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202180030895.1A
Other languages
English (en)
Inventor
A·博德
D·弗利克
A·斯皮格尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN115515699A publication Critical patent/CN115515699A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/40—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/008—Pyrolysis reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/02—Preparation of phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90—Carbides
    • C01B32/914—Carbides of single elements
    • C01B32/942—Calcium carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90—Carbides
    • C01B32/914—Carbides of single elements
    • C01B32/956—Silicon carbide
    • C01B32/963—Preparation from compounds containing silicon
    • C01B32/97—Preparation from SiO or SiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0485—Set-up of reactors or accessories; Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
    • C07C9/04—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B25/00—Obtaining tin
    • C22B25/02—Obtaining tin by dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32—Obtaining chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/081—Supplying products to non-electrochemical reactors that are combined with the electrochemical cell, e.g. Sabatier reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C01B2203/0272—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a non-catalytic decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry

Abstract

本发明涉及一种循环碳方法，包括第一步骤，其中使氢气和一氧化碳反应而产生甲烷和水，第二步骤，其中将甲烷分解为碳和氢气，第三步骤，其中将碳用作还原剂和/或将碳在含碳材料中作为还原剂在生产一氧化碳和还原物质的化学过程中使用，而将第一步骤中产生的甲烷用于第二步骤，而将第二步骤中产生的碳用于第三步骤且将第三步骤中产生的一氧化碳用于第一步骤。

Description

循环碳方法
描述
本发明涉及一种循环碳方法，该方法包括第一步骤，其中使氢气和一氧化碳反应而产生甲烷和水，第二步骤，将甲烷分解为碳和氢气，第三步骤，其中将碳用作还原剂和/或将碳在含碳材料中作为还原剂在生产一氧化碳和还原物质的化学过程中使用，和任选地第四步骤，其中产生氢气，而将第一步骤中产生的甲烷用于第二步骤，而将第二步骤中产生的碳用于第三步骤，而将第三步骤中产生的一氧化碳用于第一步骤。此外，本发明涉及一种用于循环碳方法的联合装置，包括：在化学反应器中使用碳作为还原剂的装置(包括化学反应器下游的CO封存和调节)，生产甲烷和水的下游甲烷化装置，将甲烷分解为固体碳和氢气的位于甲烷化装置下游的热解装置。
大气中二氧化碳浓度的增加与当前和未来的全球变暖有关。已提出各种方法以降低大气二氧化碳浓度，或者通过降低二氧化碳排放物或者通过分离二氧化碳。
目前，CO2排放物由CO2证书调控，例如在欧盟中，这些证书很可能会逐年变得更加昂贵。CO2排放物在可预见的未来是否可能被禁止正在讨论中。
近年来，基于使用含碳材料作为能量来源的CO2排放物的工业开始通过可管理的努力降低或甚至完全消除CO2排放物，例如经由带电和由油和天然气变换为氢气。预期氢气和可再生能源的需求会快速增加。
然而，碳是一种典型的还原剂且用于许多工业过程中，主要但不限于金属。实例(J.House:inorganic Chemistry，2013Academic Internet Publishers，M.Bertau等:Industrielle Anorganische Chemie，2013Wiley-VCH)是如下的生产：
-碳化钙CaO+3C→CaC2+CO
-碳化硅SiO2+3C→SiC+2CO
-硅SiO2+2C→Si+2CO
-锡SnO2+2C→Sn+2CO
-铬Cr2O3+3C→2Cr+3CO
-氧化锰MnO2+C→MnO+CO
-磷2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→P4+10CO+6CaSiO3。
一氧化碳可以作为纯的形式或与氢气混合作为合成气体的形式的原料用于化学工业的许多不同过程，但其通常高能用于燃烧过程2CO+O2→CO2而用于发电和蒸汽生产。如果CO被氧化，则CO2将是主要产物。CO2仅在极少数过程中作为原料使用，例如尿素生产，但在大多数情况下会被排放至大气中。
如实例中所述，使用含碳材料作为还原剂的工业不能通过带电来停止其CO2排放，因为碳是生产目标产物所必需的。这些工业需要一种替代还原剂或替代减排方法如碳捕获和利用(CCU)或碳捕获和储存(CCS)或生物质和废料的利用。
最近，WO2020/016186中公开热解碳可以作为用于将氧化铝氧化物还原成铝的碳基铝阳极中的混合材料使用。铝的生产在电解池或罐中进行(称为Hall-Héroult过程)。Al2O3的电解在碳电极和熔融金属之间分层的冰晶石熔浴中进行。Al2O3中的铝离子与碳阳极反应，产生经还原的熔融铝和二氧化碳。除了再循环的阳极残料(anode butt)和煤焦油沥青粘合剂外，用于阳极的碳通常是石油焦。
尽管20多年前就开始气候讨论和研究以实现CO2中和生产(neutralproduction)，但仅公开了少数关于碳基阳极替代物的研究。例如，US6,551,489公开了一种替代消耗性碳阳极的惰性阳极组件。
WO 2018/099709公开了一种CO2循环，包括以下步骤：(i)由大气空气或烟道气中分离出CO2，(ii)将CO2和H2转化为碳氢化合物(CO2+4H2→CH4+2H2O)，(iii)将这些碳氢化合物裂解，和(iv)在冶金中使用碳作为渗碳剂、作为还原剂、作为填料、作为颜料等，并在这些应用中产生CO2。步骤(ii)中的甲烷化所需的氢气的一半可通过来自步骤(iii)的裂解过程中的氢气的再循环提供，另一半可由使用电的水电解供应。
由对火星载人任务的论述已知氧气的再循环。US 5,213,770和US 2018/319661公开了一种从呼出的二氧化碳回收氧气的方法，其组合以下方法步骤：(i)用氢气将CO2还原为甲烷和水(Sabatier方法，甲烷化)，(ii)将甲烷热解为固体碳和氢气，和(iii)水电解以获得氢气和所需的氧气，而将方法步骤(ii)和(iii)的氢气用于还原步骤(i)并将呼出的二氧化碳用作步骤(i)中的起始材料。
此外，就CO2封存问题而言论述将二氧化碳转化为固体碳。GB 2 449234公开了一种通过类似于US 5,213,770和US 2018/319661的Sabatier和甲烷热解联合方法封存大气二氧化碳的方法。与CO2捕集和封存相比，可以容易地将固体碳封存起来。
面对CO2目标物和对氢气和电力的快速需求，需要在氢气和能量使用中高效的碳循环，特别是对于基于碳作为还原剂的工业。
因此，本发明基于防止CO2排放物的任务，尽管在化学过程中使用碳基材料作为还原剂。代替将在燃烧过程中所得一氧化碳以能量方式用于发电和蒸汽生产，应将一氧化碳用作原料且因此应保持在循环碳方法中。此外，碳循环应是高效的氢气、能量和热传递。此外，压降应为低的，特别是在甲烷化步骤中。此外，碳应保留在碳循环中而不具有任何碳氧化物排放物。此外，碳循环应允许动态操作。
令人惊奇地，发现一种循环碳方法的方法，包括
-第一步骤，其中使氢气和一氧化碳反应以产生甲烷和水(CO+3H2→CH4+H2O)，
-第二步骤，其中将甲烷分解为碳和氢气(CH4→2H2+C)，
-第三步骤，其中将碳用作还原剂和/或将碳在含碳材料中作为产生一氧化碳和还原物质的化学过程中的还原剂使用，
而将第一步骤中产生的甲烷用于第二步骤，而将第二步骤中产生的碳用于第三步骤且将第三步骤中产生的一氧化碳用于第一步骤。
循环碳方法提供多种选择，以适应使用含碳材料的具体过程(第三步骤)、场所和经济条件。这些选择例如是：
-可将来自放热甲烷化反应(第一步骤)的反应热或来自甲烷热解过程(第二步骤)的多余热量用于第三步骤中的CO分离或纯化或循环碳方法的外部
-可将来自甲烷热解(第二步骤)的氢气用于甲烷化(第一步骤)
-额外的氢气可以在额外的第四步骤中产生
-可将来自甲烷化(第一步骤)的水用于额外的第四步骤中产生氢气
-可将水电解或甲烷的蒸汽重整用于氢气产生
-另外的氢气生产装置可为甲烷化供应氢气
-可将H2、CH4、CO、CO2和/或C的料流在不同位置引入循环，如H2在第一和/或第三步骤中，CH4和其他轻质烃在第二和/或第三步骤中，CO/CO2在第一步骤中，CO在第三步骤中
-类似于将H2、CH4、CO、CO2和/或C的料流引入循环，这些料流可由循环中提取以供应外部需求和/或用于碳储存。
所有步骤均涉及化学反应和额外加工，具有其相应能量输入或电力和热量的输出。总之，循环碳方法将需要能量输入以补偿化学反应和过程的不可逆性。为了实现防止CO2排放物的目标，循环方法的能源需求优选供应自可再生资源或核电，以接近零或完全没有CO2排放物产生电力或热量。优选的能源是碳足迹(carbon footprint)<250kg/MWh，更优选<100kg/MWh的电力。图1中示意性地描述了循环碳方法。
循环碳方法能够避免CO2排放物，但还提供由循环中提取碳的选择。该提取的碳可以长期储存。碳提取和储存与补偿引入作为或产生CO2的循环中的碳和/或含碳材料有关。CO2可以在步骤1和2中排放和/或产生，而然后可将步骤2中产生的碳提取和储存。通过该方法，可以保持整个循环的碳平衡。此外，还可以补偿因发电和/或在循环的各步骤中使用的其他原料的上游生产而产生的CO2排放物。
下文描述了循环碳方法的步骤，对能量供应和由一个步骤向另一步骤流动的料流的调节和纯化的优选要求。
循环碳方法的能量需求取决于组合的方法步骤及其设计。基本上，第三步骤中还原盐的过程—参见上面的实例--作为吸热反应具有高能量需求。第一步骤中的一氧化碳和氢气的转化是放热的，第二步骤中的甲烷热解是吸热的。
碳的循环加工总是伴随着由于方法实现不完美而造成的损失，使得优选补偿碳损失。这可以通过向循环中加入含碳物质如C、CO2、CO或CH4的料流进行。
循环加工要求材料料流的调节和纯化，因为化学组分可在循环材料的循环中积累。这是化学工程中熟知的要求，其中优选将任何再循环料流纯化和调节，使得后续加工步骤能够耐受该再循环料流中的物质的积累对产品质量和过程性能的影响。
此外，循环方法的整体最佳方案决定了单独步骤的操作条件，使得材料料流的纯化和调节要求可与单独操作各步骤时的要求不同。
在第一步骤之前的纯化和调节：
优选的甲烷化涉及使用氧化铝载镍催化剂在5至60巴，优选10至45巴和200至550℃下的催化反应。优选将一氧化碳的原料料流(任选地包括少量的二氧化碳和氢气)纯化和调节以满足第一步骤的安全和高性能操作所必需的条件。
一氧化碳和氢气应含有尽可能少的量的催化剂污染物，例如含硫化合物或催化剂毒物如氯。污染物的最佳含量取决于甲烷化的催化剂和过程设计，因为进料料流的纯化会产生成本，但会改进催化剂性能和寿命。最佳的过程设计是一个化学工程优化的问题，取决于源自第一和第三步骤以及任选的第四步骤的污染物并且取决于第二步骤中的催化剂和过程设计。由于催化剂和过程的持续发展，该最佳方案可能会随着时间而改变。
优选将来自第二步骤中的甲烷热解的氢气纯化和调节而用于第一步骤中。这可以在第二步骤中的热解中进行或在第一步骤中的甲烷化中进行，这取决于例如空间和公用设施的可用性的现场条件。用于工业加工的氢气的典型纯度为99.9-99.99体积％。使用现有的气体纯化技术如变压吸附和膜技术，甚至较高的纯度是可能的且可以考虑以优化循环碳方法。
用于甲烷化的一氧化碳源自第三步骤。第三步骤中的反应会产生一氧化碳。进入甲烷化的一氧化碳料流应主要含有CO，优选>80，更优选>90％，甚至更优选>95体积％。作为甲烷化的反应产物，CH4和H2O的存在是可耐受的，但不是优选的，例如这不会增加反应器和其他设备的尺寸。该料流中其他可接受的杂质取决于甲烷化催化剂和过程设计以及整个方法的工程优化。优选卤素<0.1体积ppm，总硫<0.1mg/Nm3且焦油<5mg/Nm3。CO料流的纯化和调节可以在反应之后或在反应之间在第三步骤中进行，但它们还可以在甲烷化反应之前的第一步骤进行，这取决于工程考虑。
甲烷化的进料气体氢气和一氧化碳的混合物中的氧含量优选<1体积％，更优选为<1000体积ppm。
第一步骤：
在第一步骤中，使氢气和一氧化碳反应而产生甲烷和水，这已知为CO甲烷化反应(例如参见S.
Figure BDA0003907112140000061
等：Review on methanation–From fundamental to currentprojects.Fuel 166(2016)276-296，Müller等，“Energiespeicherung mittels Methanund energietragenden Stoffen–ein thermodynamischer Vergleich”，ChemieIngenieur Technik 2011，83，第11期，2002–2013)。
作为催化过程的甲烷化的工业应用存在于CO的气体清洁，例如在氨过程中以避免催化剂中毒和用于由CO纯化氢气。此外，已开发CO甲烷化并实现由合成气生产甲烷。
氧化铝载镍催化剂是甲烷化中的标准催化剂，优选蜂窝形式的催化剂。取决于技术，报道了在1至70巴和200至700℃下的1至6个反应器。在5至60巴，更优选10至45巴的压力下，优选的温度为200至550℃，甚至更优选350至450℃。
甲烷化的一氧化碳原料料流可具有不同的组成，由纯CO(工业纯度)至CO和CO2的混合物。CO的氢气需求量和产水量要比CO2低。CO和CO2在碳氧化物中的比例是整个循环方法的工程优化的结果，考虑到过程性能，以及此外可能现有装置、场地和经济条件。典型的CO/CO2混合物含有80至100体积％的CO和0至20体积％的CO2，优选85至100体积％的CO和0至15体积％的CO2，甚至更优选90至100％的CO和0至10体积％的CO2，特别是95至100体积％的CO和0至5体积％的CO2。
甲烷化过程的产物中的CO2含量应保持低，这是指优选在0.5体积％以下，例如通过剩余的氢气，以避免在接下来的甲烷热解中形成大量的CO，因为这将导致甲烷热解中的气体再循环料流和甲烷热解步骤后的氢气纯化的大量努力。
第一步骤所需的氢气优选在第二步骤中产生。此外，优选可将氢气通过第四步骤生产，任选地此外使用来自第二步骤的水作为原料，以实现高循环性，这是指使用大部分材料料流。通常用于第一步骤的氢气可以通过循环碳方法外部的任何方法产生。例如，氢气可以通过天然气和/或生物甲烷的蒸汽重整且经或不经碳捕获和储存或利用产生，通过水电解产生，它可以是来自其他方法如焦煤生产或蒸汽裂解或来自任何其他氢气生产方法和不同方法的组合(包括在罐中的中间存储)的副产物。氢气供应还可由外部管线实现。
由于本发明的目标是即使使用碳材料作为还原剂也防止CO2排放物，因此需要考虑到整体CO2排放物。只要涉及甲烷化和甲烷热解以闭合循环碳方法，就可基于成本和总体CO2排放物设计氢气生产。
由第一步骤至第二步骤的纯化和调节：
用于纯化和调节来自甲烷化的气态产物的技术在本领域中是熟知的，例如US 8,568,512，F.G.Kerry:Industrial Gas Handbook：Gas Separation and Purification orhttps://biogas.fnr.de/gewinnung/anlagentechnik/biogasaufbereitung/。通常以下过程用于甲烷纯化：胺洗涤、加压水洗涤、变压吸附、物理吸附、膜过程和深冷过程。第二产物水还将使用化学工程如萃取、膜过程、吸附和离子交换中的标准方法纯化。
在第二步骤中使用来自第一步骤的甲烷的条件是：优选剩余的H2达到90体积％，CO+CO2优选<0.5体积％，总硫优选<6mg/m3，正如典型的天然气那样，温度优选<400℃，以防止在第二步骤之前开始热解，压力降低至热解步骤中的压力，目前在热解步骤中预期为1-5巴，优选1-10巴。在随后发展步骤中，将在第二步骤中实现较高的压力且优选第一和第二步骤可具有5-30巴+/-1-2巴的类似压力水平，以在较小压力变化下将甲烷由第一步骤转移至第二步骤和/或将氢气由第二步骤转移至第一步骤。
用于任选的第四步骤或其他外部过程的水：作为用于工业过程如电解或蒸汽甲烷重整的原料，水通常用作脱盐水，其电导率优选<5＊10-6S/cm。额外的规格是例如优选<0.3ppm的SiO2且优选<1ppm的CaCO3(BMBF资助项目的最终报告：“Studieüber die Planungeiner Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Kraftstoffgewinnung durchElektrolyse mit Zwischenspeicherung in Salzkavernen unter Druck PlanDelyKaD”.DLR等，Christoph Noack等，Stuttgart 5.2.2015)。水的规格还在ISO 3696(1987)或ASTM(D1193-91)中提供。
第二步骤：
在第二步骤，将来自第一步骤的甲烷分解为固体碳和氢气。由于不涉及氧气，甲烷分解的过程还称为甲烷热解。分解可以通过本领域技术人员已知的不同方式进行：催化或热，以及通过等离子体、电阻加热、液态金属过程或自热输入热量(例如参见N.Muradov andT.Veziroglu:“Green”path from fossil-based to hydrogen economy:An overview ofcarbon-neutral technologies“，International Journal Hydrogen Energy 33(2008)6804-6839，H.F.Abbas and W.M.A.Wan Daud:Hydrogen production by methanedecomposition:A review，International Journal Hydrogen Energy 35(2010)1160-1190)，R.Dagle等:An Overview of Natural Gas Conversion Technolgies for Co-Production of Hydrogen and Value-Added Solid Carbon Products，Argonne NationalLaboratory和Pacific Northwest National Laboratory的报道(ANL-17/11，PNNL-26726)2017年11月)。
在自热甲烷热解的情况下，将氧气引入反应中以使甲烷和氢气部分燃烧以产生热量。在这种情况下，反应器流出物将成为一种合成气体并含有CO和CO2。该气体可以在循环碳方法的内部或外部使用，或者可将气体分离，例如在第一步骤中使用H2和CO2，且在第三步骤使用CO。
热解反应器可以在500至2000℃下操作，这取决于任何催化剂的存在(优选500至1000℃)或无催化剂存在(优选1000至2000℃)。热分解反应优选在大气压至30巴的压力下进行。强烈优选5至10巴的压力范围，以将氢气输送至甲烷化步骤而无需进一步改变压力。
在将来自第二步骤的氢气输出至循环碳方法外部的过程的情况下，比第一步骤所需的高的热解压力可能是相关的。在这种情况下，优选输出的氢气量由具有低碳足迹的任选的第四步骤供应。
如果需要，可将来自外部来源的额外甲烷供入甲烷热解的反应器。生物甲烷是一种优选的外部来源。来自甲烷化过程的原料气体中的CO2量应在含氧化合物方面是低的，以限制该过程内的再循环气体量，这将导致再循环气体压缩机的操作成本较高。
甲烷分解中产生的碳类型取决于反应条件、反应器和加热技术。示例产品为
-来自等离子体过程的碳黑
-来自液态金属过程的碳粉
-来自固定、移动或流化床反应器中的热分解的颗粒碳。
论述来自甲烷分解的碳产物的应用，例如用于铝和钢的生产、轮胎制造、电极制造、聚合物共混、建筑材料用添加剂、碳设备(如热交换器)、土壤调节或甚至储存。
由第二步骤至第三步骤的调节：
来自第二步骤的碳取决于甲烷热解过程技术的选择且例如可为碳黑、粉状或粒状碳。第三步骤所需的含碳材料的形式取决于还原过程且例如可为电极、焦炭或颗粒。通常将混合和固体加工或电极成型用于产生例如用于铝还原过程的Soderber电极。
优选将来自第二步骤的氢气用于第一步骤并且要求压力略高于甲烷化反应器的压力，即5-10巴并且是工业纯度的。进一步说明参见上文。
第三步骤：
在第三步骤中，进行化学反应，而碳在含碳材料中作为还原剂使用，例如作为含碳阳极。少量的碳作为原料使用以产生一氧化碳CO，将其作为还原剂使用，或者将来自还原过程的CO2用额外的碳转化以形成CO，将其作为还原剂使用。第三步骤是使用第二步骤中产生的碳。
第三步骤优选包括将来自第二步骤的碳(碳改性过程)与其他形式的碳或额外物质改性和混合，以适合在第三步骤中作为还原剂使用。典型的碳改性和混合过程是电极生产或少量的一氧化碳CO生产。碳改性过程还可以是第二步骤的一部分或可以看作是第二步骤和第三步骤之间的单独步骤。
优选以下过程：通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化钙还原为碳化钙，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化硅还原为硅或碳化硅，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化锡还原为锡，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化铬还原为铬，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化锰还原为锰和/或通过将碳氧化为一氧化碳而将磷酸钙还原为磷。
对于优选过程，下表提供了关于根据整体反应的主要还原剂、碳如何应用于反应以及关于主要的碳氧化物产物的信息。然而，这些方法是复杂的且可能涉及例如几个阶段和许多加工单元，使得碳可以以不同的形式应用，如电极和粉化碳或焦炭或类似的形式。
表1：涉及含碳原料作为还原剂的第三步骤的优选方法
Figure BDA0003907112140000101
Figure BDA0003907112140000111
用于现今的过程的碳源是来自炼油操作的石油焦、来自煤焦化装置的煤焦油和焦炭或来自采矿的碳如石墨。
碳可以以两种功能使用：直接作为还原剂或作为一氧化碳的来源，然后将其作为还原剂使用。两种功能均可以在第三步骤中存在且反应产物可以主要是CO或CO2或二者的混合物。除了还原剂的功能外，CO还可例如用于燃烧过程并产生热量以发电和蒸汽生产。该用途被认为是第三步骤的一部分，尽管它还可以位于第一和/或第二步骤中或外部。CO还可以在平行过程中作为还原剂使用。
优选将第三步骤中产生的碳氧化物由过程流出物分离。流出物可具有不同的主要组分CO和CO2的组成，包括它们的混合物和其他物质如惰性物质、来自过程的副产物或污染物。分离碳氧化物的优选方法是将碳氧化物以外的物质由气体料流中分离出来以产生CO/CO2料流作为第一步骤的进料料流。在此还可以应用气体纯化方法如吸收、吸附、膜技术，这取决于要分离的物质的类型和含量。
由第一步骤至第四步骤的调节：
关于任选的第四步骤之前的水纯化和调节或循环碳方法外部的其他过程，参见上文。
任选的第四步骤：
第四步骤包括产生氢气的过程，优选以碳足迹<1kg CO2/kg产生氢气的过程，原料的系统边界至第一步骤的氢气入口，H2以实现高CO2排放物降低，参见铝生产的实例。存在可以实现此的许多方法，例如使用来自可再生资源的电力的水电解，具有二氧化碳捕获的标准蒸汽重整，使用在生物甲烷生产的低碳足迹下的生物甲烷的标准蒸汽重整，甲烷热解(例如参见Compendium of Hydrogen Energy Vol.1:Hydrogen Production andPurification.Edited by V.Subramani，A.Basile，T.N.Veziroglu.Woodhead Cambridge2015)。一种优选的方式是水电解，将水电分离成氢气和氧气。另一优选的方式是以低碳足迹使用天然气的甲烷热解，或与碳捕获和储存组合的任何过程。
如果使用电解，则优选将第一步骤中产生的水用于第四步骤，以实现整个过程的高循环性。水电解可使用不同技术如碱性、聚合物电解质膜(PEM)或作为固体氧化物电解池(SOEC)进行。典型的参数例如描述于(BMBF资助项目的最终报告：“Studieüber diePlanung einer Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Kraftstoffgewinnung durchElektrolyse mit Zwischenspeicherung in Salzkavernen unter Druck PlanDelyKaD”.DLR等，Christoph Noack等，Stuttgart 5.2.2015)。
循环碳方法的联合装置：
此外，本发明涉及一种循环碳方法系统，一种联合装置，包括：
(i)在化学反应器中使用碳和/或含碳材料作为还原剂的装置，包括化学反应器下游的CO分离和调节
(ii)生产甲烷和水的下游的甲烷化装置，
(iii)将甲烷分解为固体碳和氢气的在甲烷化装置下游的热解装置。
任选地，该联合装置可包括以下设备/装置中的一个或多个：
-生产氢气的装置，优选水电解装置。
对于不同步骤的连接，适用以下考虑：
-将富含甲烷的混合物由第一步骤供入第二步骤的气体管线
-在第二步骤和第三步骤之间的碳固体输送设备
-将碳氧化物由第三步骤输送至第一步骤的气体管线
-将氢气由第二步骤和/或第四步骤输送至第一步骤的气体管线
-将液态水由第一步骤输送至第四步骤的管线
-将氢气由外部生产供应至第一和/或第三步骤的气体管线
-将CH4和其他轻质烃由外部生产供应至第二和/或第三步骤的气体管线
-用于将CO/CO2由外部生产供应至第一步骤的气体/液体管线
-用于将CO由外部生产供应至第三步骤的气体管线
-用于将C由外部来源供应至第三步骤的输送管线或固体输送设备
-任何其他供应方案，如瓶束中的氢气，包括在罐中的中间储存。
不同的反应器可由本领域技术人员在考虑到每个步骤所需的气体条件和纯度下连接。如果这些装置位于半径为约50至100km的范围内，联合装置设置的益处仍然存在。
循环碳方法的优点是
-避免CO2排放物以在仍使用含碳材料作为还原剂的同时实现碳中和生产
-通过使用CO甲烷化而非CO2甲烷化降低氢气和电力需求
-产生均匀的碳材料而在其他材料性能的纯度中没有显著变化
-通过本身的生产代替碳的购买
-与碳捕获和储存(CCS)相比降低CO2排放物的投资替换方案。CCS要求在能量需求下捕获CO2。该能量需求可通过来自放热甲烷化反应的反应热满足。
图1的详细描述：
图1：循环碳方法的示意图，使一氧化碳和氢气反应而产生甲烷作为甲烷热解的进料，以产生用于使用碳作为还原剂的过程的碳，可将来自甲烷热解的氢气用于甲烷化过程和/或可将氢气由任选的第四步骤供应。

Claims (14)

1.循环碳方法，包括第一步骤，其中使氢气和一氧化碳反应而产生甲烷和水，第二步骤，其中将甲烷分解为碳和氢气，第三步骤，其中将碳用作还原剂和/或将碳在含碳材料中作为还原剂在生产一氧化碳和还原物质的化学过程中使用，其中将第一步骤中产生的甲烷用于第二步骤，其中将第二步骤中产生的碳用于第三步骤且将第三步骤中产生的一氧化碳用于第一步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第三步骤中的化学过程为通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化钙还原为碳化钙，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化硅还原为硅或碳化硅，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化锡还原为锡，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化铬还原为铬，通过将碳氧化为一氧化碳而将氧化锰还原为锰和/或通过将碳氧化为一氧化碳而将磷酸钙还原为磷。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将来自第一步骤中的放热甲烷化反应的反应热用于第三步骤以分离或纯化一氧化碳。
4.根据权利要求1-3中至少一项所述的方法，其中将第二步骤中产生的氢气用于第一步骤。
5.根据权利要求1-4中至少一项所述的方法，其中氢气在额外的第四步骤中产生并用于第一步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中氢气通过水电解或蒸汽甲烷重整产生而在第四步骤中具有或不具有碳捕获和储存。
7.根据权利要求1-6中至少一项所述的方法，其中将在第一步骤中产生的水用于第四步骤中的水电解。
8.根据权利要求1-7中至少一项所述的方法，其中将来自循环方法的外部的料流如H2、CH4、CO、CO2和/或C引入循环方法中或将料流如H2、CH4、CO、CO2和/或C由循环方法中提取以供应外部需求和/或用于碳储存。
9.根据权利要求8所述的方法，其中将生物气用作额外的甲烷来源。
10.根据权利要求1-9中至少一项所述的方法，其中第一和第二步骤的方法均在1至30巴的压力下进行。
11.用于循环碳方法的联合装置，包括：
在包括CO分离和调节的化学过程中使用碳作为还原剂的装置，下游的甲烷化装置，生产甲烷和水
在甲烷化装置下游的热解装置，将甲烷分解为固体碳和氢气在热解装置和使用碳作为还原剂的装置之间的碳固体输送设备。
12.根据权利要求11所述的装置，其此外还包括：在甲烷化反应器下游的电解装置，将水分离成氧气和氢气。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其此外还包括：
将富含甲烷的混合物由甲烷化装置供入热解装置的气体管线用于将碳氧化物由使用碳作为还原剂的装置输送至甲烷化装置的气体管线。
14.根据权利要求11-13中至少一项所述的装置，其此外还包括：
用于将氢气由热解装置和/或电解装置输送至甲烷化装置的气体管线用于将液态水由甲烷化装置输送至电解装置的管线
用于将C由外部来源供应至使用碳作为还原剂的装置的输送管线或固体输送设备。
CN202180030895.1A 2020-05-27 2021-05-26 循环碳方法 Pending CN115515699A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20176799 2020-05-27
EP20176799.3 2020-05-27
EP20178657.1 2020-06-08
EP20178657 2020-06-08
PCT/EP2021/064090 WO2021239831A1 (en) 2020-05-27 2021-05-26 Circular carbon process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115515699A true CN115515699A (zh) 2022-12-23

Family

ID=76159440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180030895.1A Pending CN115515699A (zh) 2020-05-27 2021-05-26 循环碳方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230227316A1 (zh)
EP (1) EP4157945A1 (zh)
JP (1) JP2023527415A (zh)
KR (1) KR20230018436A (zh)
CN (1) CN115515699A (zh)
AU (1) AU2021281029A1 (zh)
CA (1) CA3185028A1 (zh)
WO (1) WO2021239831A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115784235A (zh) * 2022-11-21 2023-03-14 华东理工大学 一种工业硅的冶炼方法、冶炼系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5213770A (en) 1987-12-03 1993-05-25 United Technologies Corporation Methane conversion reactor
US5316565A (en) 1991-12-18 1994-05-31 Kibby Robert M Carbothermic reduction product gas treatment
US6551489B2 (en) 2000-01-13 2003-04-22 Alcoa Inc. Retrofit aluminum smelting cells using inert anodes and method
GB2449234A (en) 2007-05-14 2008-11-19 Timothy James Ronald Kruger A method of converting carbon dioxide to carbon and oxygen using heat.
US8568512B2 (en) 2011-04-29 2013-10-29 A.R.C. Technologies Corporation Method and system for methane separation and purification from a biogas
DE102012013258A1 (de) * 2012-07-03 2014-01-09 Etogas Gmbh Verfahren zum katalytischen Methanisieren und Methanisierungsanlage
EP3548565A1 (en) * 2016-11-29 2019-10-09 Climeworks AG Methods for the removal of co2 from atmospheric air or other co2-containing gas in order to achieve co2 emissions reductions or negative co2 emissions
US10486967B2 (en) 2017-05-04 2019-11-26 Honeywell International Inc. Inductively heated methane pyrolysis reactor for advanced oxygen recovery in environmental control and life support systems
AU2019306027A1 (en) 2018-07-19 2021-02-11 Basf Se Blend composition comprising petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
US20230227316A1 (en) 2023-07-20
AU2021281029A1 (en) 2023-01-05
KR20230018436A (ko) 2023-02-07
EP4157945A1 (en) 2023-04-05
WO2021239831A1 (en) 2021-12-02
JP2023527415A (ja) 2023-06-28
CA3185028A1 (en) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102298466B1 (ko) 강 제조용 복합 시스템 및 이 복합 시스템을 작동하는 방법
US8178588B2 (en) Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
AU2019203801B2 (en) Combined system for producing steel and method for operating the combined system
US20160348196A1 (en) Method for generating synthesis gas in conjunction with a smelting works
JP6707368B2 (ja) 副生水素利用システム
TW201529860A (zh) 用於鋼生產之複合設備及操作該設備之方法
TW201533245A (zh) 用於鋼生產之複合設備及操作該設備之方法
WO2013119263A1 (en) Method for reducing co2 in a gaseous stream by conversion to a syngas for production energy
US20200078728A1 (en) A process and relating apparatus to make pure hydrogen from a syngas originated from wastes gasification
CA2698246C (en) A system and process for hydrocarbon synthesis
CN105883851B (zh) 一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺
CN115515699A (zh) 循环碳方法
JP4030846B2 (ja) メタノールの製造方法および装置
JP4515975B2 (ja) 改質ガスを利用するシステム及び方法
EP3411356A1 (en) A carbon neutral process and relating apparatus to produce urea from municipal or industrial wastes with zero emissions
CN106276903A (zh) 一种制备富氢气体和电石的系统及方法
EP4328287A1 (en) Synthetic fuel production method
US20220235479A1 (en) Method and system for using the carbon oxide arising in the production of aluminium
EP4332200A1 (en) Synthetic fuel production method
KR20180119007A (ko) 제철 부생가스를 이용한 수소 제조 장치 및 방법
CN113924388A (zh) 处理铝生产中形成的碳氧化物的方法和集成网络
WO2023217703A1 (en) Process and plant for producing renewable fuels
WO2017086082A1 (ja) 副生水素利用システム
IT202100011189A1 (it) Processo a basso impatto ambientale per la riduzione di minerali ferrosi in altoforno impiegante gas di sintesi

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination