CZ283380B6 - Způsob a zařízení ke kombinované výrobě elektrické a mechanické energie - Google Patents

Způsob a zařízení ke kombinované výrobě elektrické a mechanické energie Download PDF

Info

Publication number
CZ283380B6
CZ283380B6 CS913100A CS310091A CZ283380B6 CZ 283380 B6 CZ283380 B6 CZ 283380B6 CS 913100 A CS913100 A CS 913100A CS 310091 A CS310091 A CS 310091A CZ 283380 B6 CZ283380 B6 CZ 283380B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
turbine
combustion
fuel cell
hydrogen
Prior art date
Application number
CS913100A
Other languages
English (en)
Inventor
Rudolf Hendriks
Leo Jozef Maria Johannes Blomen
Hendrik Jan Ankersmit
Original Assignee
Mannesmann Aktiengesellschaft
K.T.I. Group B.V.
Asa B.V.
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 Mannesmann Aktiengesellschaft, K.T.I. Group B.V., Asa B.V. filed Critical Mannesmann Aktiengesellschaft
Publication of CS310091A3 publication Critical patent/CS310091A3/cs
Publication of CZ283380B6 publication Critical patent/CZ283380B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
    • 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
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • 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
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/141—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • 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
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • 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
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • 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
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • 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
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Vending Machines For Individual Products (AREA)
  • Brushes (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Řešení se týká způsobu kombinované výroby elektrické a mechanické energie oxidací paliva, přičemž plyn obsahující vodík H.sub.2 .n.se získává endotermickou reakcí sloučenin vodíku, díl plynu obsahující vodík H.sub.2 .n.se spaluje za účelem získání plynných spalin, díl plynu obsahující kyslík O.sub.2 .sub..n.se stlačuje a přivádí do spalovacího stupně a expanzí horkých plynných spalin v alespoň jedné plynové turbině se vyrábí energie. Dále se expandované plynné spaliny použijí k nepřímému vytápění endotermické reakce. Podle řešení se použije alespoň jeden díl získaného plynu obsahujícího vodík H.sub.2 .n.k výrobě elektrické energie jeho prováděním soustavou palivových článků jako anodového plynu a odpadní anodový plyn se použije k výrobě plynných spalin.ŕ

Description

(57) Anotace:
U způsobu podle vynálezu se alespoň část množství plynu obsahujícího vodík a vyrobeného endotermlckou reakcí nejprve vede při současné výrobě elektrické energie Jako anodový plyn soustavou palivových článků (FC) a odtahový anodový plyn soustavy palivových článků (FC), který obsahuje zbytkový podíl vodík se používá k výrobě spalin o zvýšeném tlaku. Zařízení Je opatřeno soustavou čtrnáctých potrubí (14) a čtrnáctých potrubních úseků (14a, 14b) pro přivedení plynu bohatého na vodík do anodového prostoru soustavy palivových článků (FC). Výstup anodového prostoru pro plyn obsahující vodík, tzn. anodový odtahový plyn, Je připojen na soustavu patnáctých potrubí (15) a patnáctých potrubních úseků (15a, 15b), která vedou ke spalovací komorové soustavě (B), spalovací komoře nebo spalovacím komorám (Bl, B2).
Způsob kombinované výroby elektrické a mechanické energie a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu kombinované výroby elektrické a mechanické energie oxidací paliva, při kterém se plyn obsahující vodík H2, vyrábí endotermickou reakcí sloučenin uhlohydrátu minimálně v jednom stupni za nepřímého vytápění endotermickou reakcí. Dále se přivádí část plynu obsahujícího vodík H2 alespoň v jednom spalovacím stupni k výrobě horkých spalin o zvýšeném tlaku, stlačuje se plyn obsahující kyslík O2, zahřívá se stlačený plyn obsahující kyslík O2 nepřímou výměnou tepla přiváděním stlačeného zahřátého plynu obsahujícího kyslík O2 do alespoň jednoho spalovacího stupně, vyrábí se mechanická energie částečnou expanzí horkých spalin v alespoň jedné plynové turbíně, používá se alespoň částečně expandovaných spalin nebo dílčího proudu těchto spalin pro nepřímé vytápění alespoň jednoho stupně endotermické reakce a alespoň jednoho stupně endotermické reakce částečně ochlazených spalin k ohřátí stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2 a získává se poháněči energie pro stlačování plynu obsahujícího kyslík O2 částečnou expanzí zahřátého plynu obsahujícího kyslík O2 v turbínové jednotce pohonu kompresoru nebo odběrem části mechanické energie.
Dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu, které obsahuje kompresní soustavu pro stlačování plynu obsahujícího kyslík O2, výměník tepla pro nepřímý ohřev stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2, alespoň jednu spalovací soustavu nebo komoru pro alespoň částečné spalování plynu obsahujícího vodík H2, nejméně jednu plynovou turbinu soustavy plynových turbín, pro dodávku mechanické energie mimo zařízení a jako hnací energie soustavě kompresorů, soustavu potrubí, kterou je možno přímo a/nebo nepřímo přivést ohřátý tlakový plyn obsahující kyslík O2 po průběhu alespoň jednou ze spalovacích komor ve formě horkých spalin parní turbíně nebo parním turbínám, alespoň jeden reaktor endotermické reakce pro výrobu plynu bohatého na vodík H2, který je možno ohřát nepřímo horkým odtahovým plynem plynové turbíny, soustavu potrubí pro přivedení plynu obsahujícího vodík H2 spalovací komoře nebo komorám a soustavu potrubí pro přivedení odděleného turbínového plynu přímo nebo po odevzdání tepla v alespoň jednom reaktoru do výměníku tepla pro ohřev plynu obsahujícího kyslík O2.
Dosavadní stav techniky
Ve většině tepelných elektráren se k výrobě elektrické energie nejprve spalováním fosilních paliv vyrábí předehřátá pára, která pak expanduje v parních turbínách a tím se mění v mechanickou energii. Parní turbíny jsou spřaženy s elektrickými generátory, takže se tato mechanická energie mění na energii elektrickou. Tato změna mechanické energie v elektrickou se děje s účinností značně přes 90 %. Naproti tomu se znatelně snižuje stupeň účinnosti přeměny energie, která je chemicky vázaná v použitém palivu, na energii mechanickou, jelikož sama účinnost parních turbín, a to u velkých turbín, činí nejvýše 37 %, přičemž je nutno vzít v úvahu ještě ztráty v parních kotlech.
V mnoha případech lze pro výrobu elektrické energie účinně využít energie uvolněné při spalování asi z 35 %, zatímco asi 65 % tepla se ztrácí nebo jej lze využít jenom k čistě vytápěcím účelům.
Podstatného zvýšení mechanického nebo elektrického stupně účinnosti se v novější době docílilo tím, že se použilo k přeměně tepelné energie na energii mechanickou kombinace plynové turbíny a parní turbíny, přičemž horké spaliny nejprve expandují v plynových turbínách a k výrobě páry pro parní turbíny se použije tepla výfukových plynů plynových turbín. Případné možnosti dalšího zlepšení spočívají v tom, že se expandovaná pára proudící z jedné turbíny vede zpět do spalovací
- 1 CZ 283380 B6 komory předřazené plynové turbíny a tím vyrábí větší objemový proud média pro pohon plynové turbíny. Tato opatření umožnila zvýšit stupeň účinnosti přeměny tepelné energie na energii mechanickou u většiny zařízení (přes 50 MW), řádově až na 48 % až 50 %.
Z EP 0 318 122 A2 je znám způsob a zařízení k výrobě mechanické energie ze zplynovatelných paliv, v němž mechanická energie, kterou je možno použít např. k vytváření proudu, není částečně odebrána parní turbínou, ale je odebrána samotnou plynovou turbínou. Tato plynová turbína, zamýšlená pro rozsah výkonu 50 až 3000 kW, dosáhne, vztaženo na použitou tepelnou energii (dolní výhřevná hodnota), stupně účinnosti asi 42 %. Pro dosažení tohoto cíle se nejprve stlačuje spalovací vzduch v kompresoru. Potom se stlačený spalovací vzduch zahřívá ve výměníku výfukových plynů, potom částečně expanduje v první plynové turbíně pohánějící pouze zmíněný kompresor a pak se vede do spalovací komory, ve které se palivo spaluje s tímto spalovacím vzduchem.
Horké zplodiny vzniklé při spalování pohánějí druhou plynovou turbínu, která dodává vlastní užitečnou mechanickou energii. Ještě horké spaliny proudící z druhé spalovací turbíny se použijí k provozu tepelného výměníku spalin, a sice k ohřevu stlačeného spalovacího vzduchu. V DE-P 40 03 210.8 byl navržen způsob výroby mechanické energie, kterou je možno přeměnit elektrickým generátorem na energii elektrickou. Tento způsob předpokládá, že výchozí palivo na bázi uhlovodíkových sloučenin se nejprve přemění v parním reformingu na plyn obohacený vodíkem H2, a to dříve než se tento plyn bohatý na H2 spálí v jedné nebo více spalovacích komorách. Spalování probíhá pomocí stlačeného plynu, obsahujícího kyslík O2, např. pomocí stlačeného vzduchu. Vytvořený horký spalovací plyn expanduje v plynové turbíně, která vyrábí mechanickou energii, kterou je možno odevzdat ven, přičemž se příslušně ochladí a v dalším se použije k nepřímému vytápění parního reformingu. Dále se ochlazený spalovací plyn v parním reformingu na to ještě použije k ohřevu stlačeného spalovacího vzduchu v dalším nepřímém výměníku tepla. Tím se získá stlačený spalovací plyn o takovém množství energie, že může expandovat před jeho použitím v plynové turbíně, a tím dodává potřebnou hnací energii pro výrobu stlačeného vzduchu. Podle obměny tohoto způsobu se stlačený a nepřímou výměnou tepla ohřátý spalovací vzduch vede nejprve do spalovací komory, v níž se spaluje s částí plynu bohatého vodíkem H2, takže je k dispozici pro expanzi v plynové turbíně ještě teplejší plyn.
Tento způsob umožňuje zvýšení stupně účinnosti přeměny energie obsažené v použitém palivu, např. v zemním plynu nebo bioplynu, o dolní výhřevné hodnotě na energii mechanickou u menších zařízení až do výkonu 3 MW nejméně na 50 % a u větších zařízení až na hodnotu 55 %.
U těchto způsobů se obvykle nakonec předpokládá přeměna mechanické energie na elektrický proud. V této formě je vlastně možno energii nejjednodušším způsobem dopravovat na místo její spotřeby a lze ji srovnatelně jednoduchým způsobem s vysokým stupněm účinnosti měnit zpětná jiné formy energie, např. mechanickou nebo tepelnou. Naopak je nutno zvážit nevýhodu, spočívající vtom, že se ve zvýšené míře požaduje snižování vzniku CO2 a jiných škodlivin, zvláště NOX, SOX, při přeměně paliv na elektrický proud nebo mechanickou energii. Pokud jde o složku CO2, může být tento požadavek, není-li snaha převzít náklady na odlučování CO2 z výfukových plynů, uskutečněn pouze tehdy, pokud se přeměna chemicky vázané energie v použitém palivu uskutečňuje účinněji než dosud. Existuje tedy potřeba zvýšení stupně účinnosti přeměny energie z důvodů hospodářských, ale zvláště z důvodů ochrany životního prostředí.
Podstata vynálezu
Úkolem předloženého vynálezu je navrhnout způsob a zařízení kjeho provádění, který by umožňoval provádět přeměnu energie chemicky vázané v palivu (dolní výhřevná hodnota) na
-2 CZ 283380 B6 elektrickou a mechanickou energii se stupněm účinnosti nejméně 60 %, a pokud možno přes
%.
Úkol je řešen způsobem kombinované výroby elektrické a mechanické energie oxidací paliva, při kterém se plyn obsahující vodík H2, vyrábí endotermickou reakcí sloučenin uhlohydrátu minimálně v jednom stupni za nepřímého vytápění endotermickou reakcí, přivádí část plynu obsahujícího vodík H2 alespoň v jednom spalovacím stupni k výrobě horkých spalin o zvýšeném tlaku, stlačuje plyn obsahující kyslík O2, zahřívá stlačený plyn obsahující kyslík O2 nepřímou výměnou tepla přiváděním stlačeného zahřátého plynu obsahujícího kyslík O2 do alespoň jednoho spalovacího stupně, vyrábí mechanická energie částečnou expanzí horkých spalin v alespoň jedné plynové turbíně, používá alespoň částečně expandovaných spalin nebo dílčího proudu těchto spalin pro nepřímé vytápění alespoň jednoho stupně endotermické reakce, používá alespoň jednoho stupně endotermické reakce částečně ochlazených spalin k ohřátí stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2, získává poháněči energie pro stlačování plynu obsahujícího kyslík O2 částečnou expanzí zahřátého plynu obsahujícího kyslík O2 v turbínové jednotce pohonu kompresoru nebo odběrem části mechanické energie. Podle vynálezu se alespoň část, zejména celé množství plynu obsahujícího vodík H2 a vyrobeného endotermickou reakcí nejprve vede při současné výrobě elektrické energie jako anodový plyn soustavou palivových článků a odtahový anodový plyn soustavy palivových článků, který obsahuje zbytkový podíl vodík H2 se používá k výrobě spalin o zvýšeném tlaku.
Výhodné provedení spočívá v tom, že se vyrábí spaliny s přebytkem kyslíku a o zvýšeném tlaku, přičemž se spaliny před a po odevzdání tepla stlačenému plynu, který obsahuje kyslík, přivádí soustavě palivových článků jako katodový plyn.
Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že výroba spalin o zvýšeném tlaku se provádí alespoň ve dvou stupních.
Další výhodné provedení spočívá v tom, že za každým spalovacím stupněm probíhá alespoň částečná expanze spalin v plynové turbíně.
Přednostní provedení způsobu podle vynálezu spočívá dále vtom, že nejméně částečně expandované spaliny se za plynovou turbínou používají pro nepřímý ohřev jednoho stupně několika endotermických reakcí, které probíhají v několika oddělených stupních.
Jiné přednostní provedení spočívá v tom, že v různých stupních endotermické reakce vyrobená dílčí množství plynu obsahujícího vodík se shromažďují a pak se přivádí anodovému prostoru soustavy palivových článků.
Další přednostní provedení spočívá v tom, že vyrobený plyn obsahující vodík se před přívodem do soustavy palivových článků podrobí konverzní reakci CO/H2.
Výhodné provedení způsobu dále spočívá vtom, že vyrobený plyn, obsahující vodík se před přívodem do soustavy palivových článků podrobuje čištění, v jehož průběhu se oddělují plynné složky, přičemž jejich spalitelné podíly se používají při výrobě spalného plynu.
Jiné výhodné provedení dále může spočívat vtom, že se při výrobě spalného plynu používá předehřátého primárního paliva, zejména zemního plynu.
Přednostní provedení může dále spočívat v tom, že se zbytkové teplo katodového odtahového plynu používá k vytápěcím účelům, které jsou nezávislé na výrobě mechanické nebo elektrické energie.
-3 CZ 283380 B6
Další přednostní provedení může spočívat například v tom, že se v soustavě palivových článků a/nebo při výrobě spalného plynu vytvořená voda nejméně částečně z odtahového plynu palivových článků, tj. katodového nebo anodového plynu, a/nebo ze spalin, odděluje, přičemž oddělování vody provádí ve formě vodní páry.
Zvláště výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že se soustava palivových článků při výrobě vodní páry chladí.
Výhodně je vodní pára využívána k pracovnímu výkonu v procesu parní turbíny, přičemž je po expanzi v procesu parní turbíny za účelem získání provozní vody kondenzována na nižší tlak než je okolní tlak.
Velice výhodně se část tepla obsažená ve spalinách používá k výrobě vodní páry nepřímou výměnou tepla.
Jiné velice výhodné řešení spočívá v tom, že se nejméně část vodní páry používá k ochlazení turbinových lopatek.
Další výhodné provedení vynálezu spočívá vtom, že nejméně část vodní páry se vede do spalovacího prostoru, ve kterém se vyrábí spaliny.
Přednostní provedení způsobu podle vynálezu dále může spočívat v tom, že část vodní páry se použije jako vstupní materiál endotermické reakce, která probíhá jako parní reforming.
Zařízení k provádění způsobu obsahuje kompresorovou soustavu pro stlačování plynu obsahujícího kyslík O2, tepelný výměník pro nepřímý ohřev stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2, alespoň jednu spalovací komorovou soustavu nebo spalovací komoru pro alespoň částečné spalování plynu obsahujícího vodík H2, nejméně jednu plynovou turbínu soustavy plynových turbín, pro dodávku mechanické energie mimo zařízení a hnací energie kompresorové soustavě, páté potrubí a šesté potrubí, kterými je možno přímo a/nebo nepřímo přivést ohřátý tlakový plyn obsahující kyslík O2 po průběhu spalovací komorovou soustavou nebo alespoň jednou ze spalovacích komor ve formě horkých spalin plynové turbíně nebo plynovým turbínám, alespoň jeden reaktor endotermické reakce pro výrobu plynu bohatého na vodík H2, který je možno ohřát nepřímo horkým odtahovým plynem plynové turbíny, soustavu patnáctého potrubí a patnáctých potrubních úseků pro přivedení plynu obsahujícího vodík H2 spalovací komorové soustavě, spalovací komoře nebo spalovacím komorám a desáté potrubí a desáté potrubní úseky pro přivedení odděleného turbínového plynu přímo nebo po odevzdání tepla v alespoň jednom reaktoru do tepelného výměníku pro ohřev plynu obsahujícího kyslík O2, přičemž podstata spočívá v tom, že je opatřeno čtrnáctým potrubím a čtrnáctými potrubními úseky pro přivedení plynu bohatého na vodík H2 do anodového prostoru soustavy palivových článků, přičemž výstup anodového prostoru pro plyn obsahující vodík H2, tzn. anodový odtahový plyn, je připojen na soustavu patnáctého potrubí a patnáctých potrubních úseků, které vedou ke spalovací komorové soustavě, komoře nebo spalovacím komorám.
Výhodné provedení zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že desátý potrubní úsek spojuje alespoň jeden reaktor s katodovým prostorem soustavy palivových článků pro přivedení turbinového odtahového plynu jako plynu obsahujícího kyslík.
Jiné výhodné provedení spočívá vtom, že zařízení obsahuje jedenácté potrubí a jedenáctý potrubní úsek pro přívod turbinového odtahového plynu z tepelného výměníku, jako plynu obsahujícího kyslík, katodovému prostoru soustavy palivových článků.
Další výhodné provedení spočívá v tom, že kompresorová soustava sestává alespoň ze dvou kompresních stupňů, mezi kterými je uspořádán mezichladič.
-4 CZ 283380 B6
Přednostně má zařízení upravenu jak oddělenou první plynovou turbínu pro pohon kompresorové soustavy, tak také nejméně jednu oddělenou druhou plynovou turbínu pro výrobu mechanické energie odváděné ven mimo zařízení.
Jiné přednostní provedení spočívá v tom, že zařízení má upravenu jedinou druhou plynovou turbínu pro pohon kompresorové soustavy a pro výrobu mechanické energie dodávané navenek.
Další přednostní provedení spočívá v tom, že páté potrubí spojuje tepelný výměník s hnací první plynovou turbínou pro přímé přivedení stlačeného plynu obsahujícího kyslík.
Výhodně je bezprostředně před každou plynovou turbínou uspořádána spalovací komora.
Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že plynové turbíny jsou z hlediska proudění spalin řazeny sériově.
Další výhodné provedení spočívá v tom, že do čtrnáctého potrubí a čtrnáctého potrubního úseku pro přívod plynu bohatého na vodík do anodového prostoru soustavy palivových článků je zařazen nejméně jeden CO/H2 konverzní reaktor.
Přednostní provedení zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že do čtrnáctého potrubí a čtrnáctého potrubního úseku pro přívod plynu bohatého na vodík do anodového prostoru soustavy palivových článků je zařazen nejméně jeden plynový čistič.
Jiné přednostní provedení spočívá v tom, že druhá plynová turbína je pro výrobu mechanické energie odváděné navenek spojena s prvním elektrickým generátorem.
Další přednostní provedení spočívá v tom, že soustava palivových článků je spojena s měničem pro výrobu elektrického střídavého proudu.
Soustava palivových článků může být dále výhodně spojena s prvním elektrickým generátorem.
Výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že do dvanáctého potrubí, dvanáctého potrubního úseku a patnáctého potrubí pro vedení katodového, resp. anodového odtahového plynu s vodou vytvořenou v soustavě palivových článků je zařazena oddělovací soustava nebo druhé oddělovací zařízení pro oddělení vody ve fázi páry od odtahového plynu.
Další výhodné provedení spočívá v tom, že do jedenáctého potrubí a dvanáctého potrubí pro vedení spalin je zařazeno první oddělovací zařízení pro oddělování vody obsažené ve spalinách ve fázi vodní páry.
Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že do jedenáctého potrubí, jedenáctého potrubního úseku, dvanáctého potrubí a dvanáctých potrubních úseků pro vedení spalin je zařazen alespoň jeden parní vyvíječ.
Dále může zařízení podle vynálezu obsahovat alespoň jednu parní turbínu pro expandování alespoň části vodní páry k výrobě mechanické energie.
Přednostně je soustava parní turbíny mechanicky spojena s elektrickým generátorem.
Jiné přednostní provedení spočívá v tom, že katodový prostor soustavy palivových článků je spojen se vzduchovým přívodním potrubím, v němž je zařazena předehřívací soustava nebo alespoň jeden předehřívák, jež je možno vytápět spalinami.
- 5 CZ 283380 B6
Další přednostní provedení spočívá v tom, že soustava parních turbín je spojena s kondenzátorem, který může pracovat s podtlakem.
Jiné přednostní provedení spočívá v tom, že reaktor nebo reaktory ednotermické reakce jsou vytvořeny jako parní reformingová soustava nebo parní reforming.
Poslední výhodné provedení zařízení obsahuje alespoň první výměník tepla pro nepřímý přenos tepla z plynu bohatého na vodík a vyrobeného v alespoň jednom reaktoru na plyn obsahující vodík, který má být přiveden spalovací komorové soustavě nebo alespoň jedné spalovací komoře.
Základem vynálezu je myšlenka převést použité palivo endotermickou reakcí, např. parním reformingem, nejprve za použití odpadního tepla na palivo obohacené vodíkem a pak jej nejméně částečně použít jako palivo v palivovém článku k přímé výrobě elektrické energie. Přitom se větší část obsahu vodíku spotřebuje oxidací. Zbytek vodíku a ostatní spalitelné podíly (CO a nepřeměněné sloučeniny uhlovodíku) plynu o původním obsahu vodíku se tak spálí. Spalovaný plyn může sestávat ze směsi různých, při provádění způsobu vytvořených plynových proudů, a dodatečně může být obohacen podíly primárně použitého paliva. Přitom vznikající spaliny expandují na soustavě plynových turbín a jsou použity pro výrobu mechanické energie nebo, ve spojení s elektrickým generátorem, přídavné elektrické energie. Podstatné při tom je, že při provádění způsobu se uvolněná tepelná energie mění systematickým použitím energie odpadního tepla, na pokud možno užitečné úrovni, na posledně zmíněné požadované formy energie. Toho se docílí zejména tím, že spalovací plyn expandovaný v soustavě plynových turbín nebo jeho podíl, se nejprve použije k vytápění parního reformingu a pak ještě k ohřevu potřebného stlačeného plynu, obsahujícího kyslík.
Před odvedením značně ochlazeného spalovacího plynu do životního prostředí je jej možno přes výrobu elektrické a mechanické energie ve smyslu silově/tepelného spojení ještě použít k přímému vytápění např. budov, skleníků a pod, a tím dále zvýšit využití energie. Vztaženo na dolní výhřevnou hodnotu použitého paliva, se může zvýšit stupeň elektrické účinnosti způsobem podle vynálezu v závislosti na formě provedení až na hodnotu 60 až 80 %, obvykle na hodnotu 65 až 75 %. Vynález je možno provést s jednou nebo několika plynovými turbínami, s jedním nebo několika parními reformingy as jedním nebo několika palivovými články pro výrobu potřebného spalovacího plynu. Přídavně je možno uspořádat jeden nebo několik vyvíječů páry a jednu nebo několik parních turbín. Stejné agregáty při tom mohou být uspořádány sériově nebo paralelně. Pod pojmem palivový článek se v této souvislosti rozumí každá kombinace spolu spojených členů palivového článku.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález dále bude podrobněji popsán pomocí příkladů konkrétních provedení, které jsou znázorněny na přiložených výkresech, na kterých představují obr. 1 až 5 schematická znázornění celkového uspořádání zařízení podle vynálezu nebo jeho částí.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení znázorněné na obr. 1 je opatřeno kompresorovou soustavou K, v níž se stlačuje plyn obsahující kyslík O2, výhodně vzduch, na vyšší tlak. Tento plyn je prvním potrubím 1 nasáván a je přiváděn druhým potrubím 2 z prvního kompresního stupně K1 ke druhému kompresnímu stupni K2.
-6CZ 283380 B6
Ve druhém potrubí 2 je zařazen tepelný výměník, který jako mezichladič ochlazuje částečně stlačený plyn obsahující kyslík a odebrané teplo odvádí přes chladicí obvod 3 ven. Dále odevzdané teplo je možné podle potřeby použít např. pro vytápění.
V zásadě je rovněž možné toto teplo použít např. k předehřívání vody pro výrobu pracovní páry pro způsob podle vynálezu. Rozumí se, že kompresorová soustava K může být jedno nebo vícestupňová.
Stlačený plyn obsahující kyslík opouští druhý kompresní stupeň K2 čtvrtým potrubím 4 aje přiváděn do nepřímo vytápěného tepelného výměníku W. Po následujícím zvýšení teploty je tlakový plyn obsahující kyslík veden pátým potrubím 5 do spalovací komorové soustavy B, v nížexotermicky reaguje za tvorby horkého stlačeného spalovacího plynu s plynem obsahujícím vodík, příp. další spalitelné podíly přiváděné patnáctým potrubím 15. Přídavně lze spalovat spolu s plynem obsahujícím vodík také, alespoň občas, primární palivo, např. zemní plyn. Horké spaliny opouštějí spalovací komorovou soustavu B šestým potrubím 6 a expandují v druhé plynové turbíně T až na provozní tlak palivového článku FC. Mechanická energie vzniklá ve druhé plynové turbíně T se použije jednak, např. přes mechanické spojení, k pohonu kompresorové soustavy K, jednak k výrobě střídavého elektrického proudu připojeným prvním elektrickým generátorem G.
Značně expandované, avšak stále horké spaliny jsou vedeny sedmým potrubím 7 jako topné médium do nepřímo vytápěné parní reformingové soustavy R. Do parní reformingové soustavy R lze třináctým potrubím 13 přivádět zplynovatelné uhlohydráty, tj. primární palivo, a páru, čímž v něm vznikne plyn bohatý na vodík, který je odváděn čtrnáctým potrubím 14. V parní reformingové soustavě R mají dále ochlazované spaliny ještě značný obsah tepla. Vedou se proto dále desátým potrubím 10 do tepelného výměníku W a tam ovlivní právě zmíněné zvýšení teploty plynu o zvýšeném tlaku, který obsahuje kyslík. Potom je možno spaliny odvést.
Je nasnadě, že zároveň je možno využít zbytkovou tepelnou energii např. pro ohřívání provozní vody nebo pro vytápění budov. To vyžaduje, aby spalování ve spalovací komorové soustavě B probíhalo s přebytkem kyslíku. Značně ochlazené spaliny lze přivádět jedenáctým potrubím 11 jako katodový plyn palivovému článku FC, a tím krýt potřebu kyslíku. Teprve potom následuje odvádění dvanáctým potrubím 12 . Palivovým článkem FC jako palivo vyžadovaný plyn bohatý na vodík se přivádí čtrnáctým potrubím 14 anodovému prostoru palivového článku FC. Elektrochemickým oxidačním procesem v palivovém článku FC vzniká stejnosměrný elektrický proud, který je možno šestnáctým vedením 16 odvádět, a v případě potřeby jej neznázoměným měničem měnit na střídavý proud. Stejnosměrný proud lze také přivádět přímo k prvnímu elektrickému generátoru G.
Jelikož se v palivovém článku FC stále přeměňuje pouze část objemu vodíku v plynu, který je na něj bohatý ave kterém mohou být obsaženy další spalitelné plynové podíly, např. CO a nepřeměněné uhlohydráty, přivádí se anodový odtahový plyn z palivového článku FC patnáctým potrubím 15 jako palivo do spalovací komorové soustavy B. Přídavně je možné spalovací komorové soustavě B přivádět pro krytí potřeby tepla ještě část primárního paliva bez předchozího měnění endotermickou reakcí. To je účelné zejména při spouštění způsobu podle vynálezu a může to zároveň zjednodušit regulaci způsobu. Pro přivedení anodového odtahového plynu na tlak vyžadovaný spalovací komorovou soustavou B může být v patnáctém potrubí 15 zabudován neznázoměný kompresor. Je však také možné zařadit a provozovat reforming ve formě parní reformingové soustavy R o vhodném přetlaku v rámci jeho reakčního rozsahu, takže je ve čtrnáctém potrubí 14 k dispozici anodový plyn s dostatečným tlakem. To vyžaduje stavební úpravy na palivovém článku FC, které připouštějí odpovídající rozdíl tlaků mezi anodovým a katodovým prostorem.
-7CZ 283380 B6
Provoz palivového článku FC probíhá tak, že zbývající topná hodnota anodového odtahového plynu, která stačí k zajištění vytápění parní reformingové soustavy R a pro krytí potřeby poháněči energie pro kompresorovou soustavu K, může vyrobit mechanickou energii na druhé plynové turbíně T. Uspořádání soustavy palivových článků FC na výstupním konci způsobu podle vynálezu je výhodné zejména tehdy, když pracuje použitý druh palivových článků FC s poměrně nízkou provozní teplotou. Zejména výhodné jsou palivové články FC pracující na bázi kyseliny fosforové (PAFC), alkalické (AFC) nebo pevných polymerů (SP (E) FC).
Na obr. 2 až 5 jsou znázorněna další schematická provedení, která odpovídají v podstatě provedení znázorněnému na obr. 1.
Stejné funkční části zařízení jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Dále tedy budou vysvětleny pouze rozdíly.
Na obr. 2 jsou znázorněny dvě plynové turbíny, z nichž první plynová turbína KT slouží výhradně pro pohon kompresorové soustavy K, zatímco druhá plynová turbína T vyrábí mechanickou energii, kterou lze odvádět. Podstatné je, že i při tomto rozdělení úkolů mezi plynovými turbínami KT, T na rozdíl od znázorněného provedení, jsou umístěny na společném hřídeli. Značný rozdíl vůči obr. 1 spočívá vtom, že spalovací komorová soustava B je uspořádaná za první plynovou turbínou KT pohonu kompresoru. První plynová turbína KT bude sama poháněna částečnou expanzí stlačeného spalovacího vzduchu, který byl ohřát ve výměníku, na dostatečný tlak. Další rozdíl je v tom, že palivový článek FC není upraven na výstupním konci způsobu podle vynálezu. Spaliny jsou desátým potrubním úsekem lOd vedeny bezprostředně pro opuštění topného prostoru parní reformingové soustavy R do katodového prostoru soustavy palivového článku FC. Teprve pak se dospěje dvanáctým potrubním úsekem 12a k nepřímému ohřevu stlačeného spalovacího vzduchu, v tepelném výměníku W. Toto uspořádání je pro palivové články FC s vyšší teplotou výhodnější, např. u palivových článků FC s roztaveným uhličitanem (MCFC) nebo pevným oxidem (SOFC).
Obměna způsobu podle vynálezu znázorněná na obr. 3 má jako provedení podle obr. 2 dvě oddělené plynové turbíny KT, T. Spalování hořlavých podílů anodových odtahových plynů soustavy palivových článků FC se provádí ve dvou spalovacích komorách Bl, B2, které jsou uspořádané bezprostředně před jednou z obou plynových turbín KT, T.
Protože první spalovací komorou Bl tlakový plyn, expandující v první plynové turbíně KT pohonu kompresoru, a kryjící úhrnnou spotřebu kyslíku ve způsobu podle vynálezu, může být přiveden na podstatně vyšší úroveň energie, jak je to jen prakticky možné, když následuje samotné zvýšení teploty nepřímou výměnou tepla v tepelném výměníku W, takže tato první plynová turbína KT může být použita k výrobě mechanické nebo elektrické energie. Ve znázornění na výkresu je proto zařazen přídavný elektrogenerátor GK, který je znázorněn čárkovaně aje spojen s poháněči první plynovou turbínou KT. Další možná obměna způsobu podle vynálezu spočívá nejen v použití většího počtu plynových turbín KT, T a spalovacích komor Bl, B2, nýbrž v použití několika parních reformingů Rl, R2, které mohou být řazeny paralelně. Zvláště výhodné je jejich zapojení v sérii, jak je na obr. 3 znázorněno čárkovaně. První parní reforming Rl je zapojen bezprostředně za poháněči první plynovou turbínou KT.
Spaliny proudící ochlazené z topného prostoru prvního parního reformingů Rl, které mají ještě značný obsah kyslíku, se vedou osmým potrubím 8 do druhé spalovací komory B2. Ve druhé spalovací komoře B2 se spaluje dílčí proud patnáctého potrubního úseku 15b, potrubím 15 přiváděného odtahového anodového plynu, zatímco druhý dílčí proud patnáctého potrubního úseku 15a se spaluje v první spalovací komoře Bl. Spalovacím procesem ve druhé spalovací komoře B2 vzniká horký proud spalin, představující vůči spalinám proudícím z první spalovací komory Bl co do množství odpovídajícím způsobem větší proud.
-8CZ 283380 B6
Tento proud se vede devátým potrubím 9 k druhé plynové turbíně T, kde expanduje nad provozní tlak palivového článku FC a je veden dále desátým potrubím 10. Spaliny jsou pak vedeny nejenom desátým potrubním úsekem 10a desátého potrubí 10, ale dorazí čárkovaně vyznačeným desátým potrubním úsekem 10c do topného prostoru druhého parního reformingu R2 a po odevzdání tepla proudí desátým potrubním úsekem lOd zpět do desátého potrubního úseku 10b. Desáté potrubí 10 vede jako u zařízení z obr. 1 bezprostředně k tepelnému výměníku W. Zásobování druhého parního reformingu R2 zplynovatelnými sloučeninami uhlohydrátů a páry se děje čárkovaně vyznačeným třináctým potrubním úsekem 13a. V druhém parním reformingu R2 vzniklý plyn bohatý na vodík je veden čtrnáctým potrubním úsekem 14a do čtrnáctého potrubí 14 a dospívá přes čtrnáctý potrubní úsek 14b spolu s plynem bohatým na vodík a vzniklým v prvním parním reformingu R1 do anodového prostoru soustavy palivových článků FC, který může sestávat z několika jednotlivých palivových článků FC.
Znázornění na obr. 3 obsahuje ještě dvě další varianty vynálezu, které mohou být v některých případech výhodné. Např. plyn bohatý na vodík je podroben před přívodem k palivovému článku FC za účelem zvýšení obsahu vodíku konverzní reakci CO/H2 v jednom nebo několika reaktorech. Jde o exotermickou redukci, přičemž přeměnou CO ve styku s vodní parou na CO2 a vodík je ovlivněno zvýšení podílu vodíku. Dále je účelné u palivových článků, citlivých na určité plynné složky, např. CO, upravit odpovídající plynový čistič P, např. membránami nebo adsorpcí za středního tlaku (PSR). Zmíněné čištění plynu je výhodné rovněž pro zvýšení stupně účinnosti palivových článků FC. Oddělený plyn se, což není na obr. 3 znázorněno, pokud obsahuje spalitelné složky, vede přímo do spalovacích komor Bl, B2.
Na obr. 4 je schematicky znázorněno provedení vynálezu, zahrnující přídavný proces parní turbíny k výrobě energie, čímž umožňuje podstatné zvýšení celkového stupně účinnosti přeměny energie vázané v použitém primárním palivu (dolní výhřevná hodnota) na mechanickou a elektrickou energii až na hodnotu řádově 70 až 80 %. Na rozdíl od obr. 3 se stlačování spalovacího vzduchu provádí v kompresorové soustavě K. bez mezichlazení, tedy jednostupňově. Aby přesto mohlo být dosaženo pokud možno vysokého stlačení, je výhodné nasávat prvním potrubím 1 předchlazený vzduch. Dále je ve čtrnáctém potrubním úseku 14b, do kterého jsou přiváděny proudy plynu bohatého na vodík a vyrobené v parním reformingu Rl, R2, zařazen tepelný výměník W, který ovlivní nepřímou výměnu tepla plynu bohatého na vodík a přiváděného patnáctým potrubím 15 a sedmnáctým potrubím 17, topeništím parních reformingů Rl, R2.
Obr. 4 se liší od obr. 3 kromě toho dvěma vyvíječi Dl, D2, ve kterých se vyrábí ostrá pára nepřímou výměnou tepla horkých spalin, kterou je možno použít výhodně pro výrobu směsi uhlohydrát/pára, tj. materiálu použitého v parním reformingu Rl, R2, což není znázorněno. Další použití vyrobené páry je pro ochlazení turbinových lopatek ajejí přivedení do spalovacích komor Bl, B2 pro zvýšení proudící hmoty.
Zatímco je první vyvíječ Dl zapojen do jedenáctého potrubí 11 a jedenáctého potrubního úseku 1 la, a ochlazuje spaliny přibližně na provozní teplotu palivového článku FC, je druhý vyvíječ D2 zabudován do dvanáctého potrubního úseku 12c, kterým je ale vedena jenom část katodového odtahového plynu. Druhá část katodového odtahového plynu dospěje jako vedlejší proud dvanáctým potrubním úsekem 12b jako topné médium do nepřímo vytápěného druhého předehříváku LW2 a pak je opět vedena do dvanáctého potrubního úseku 12c. U tohoto provedení vynálezu nestačí obsah kyslíku ve spalinách zpravidla zajistit zásobování soustavy palivových článků FC katodovým plynem. Proto se přivádí dodatečně proud čerstvého vzduchu osmým potrubím 8 do katodového prostoru soustavy palivových článků FC. Aby bylo možno tento přídavný proud vzduchu, který se v kompresoru V přivádí na provozní tlak, ohřát na provozní teplotu soustavy palivových článků FC, je kromě druhého předehříváku LW2 uspořádán ještě první předehřívák LW1, který je zapojen na topné straně do dvanáctého potrubí 12, kterým je odváděn ochlazený spalný plyn.
-9CZ 283380 B6
Tyto obměny vynálezu lze použít také v rozsahu provedení podle obr. 1 až 3. Podstatný pokrok s ohledem na co největší stupeň účinnosti přeměny energie se docílí dodatečným přiřazením parní turbíny TD. Na obr. 4 je potřebné, provozně technické zařízení ohraničeno a zdůrazněno čerchovaně.
Dříve než spalný plyn, expandovaný přibližně na tlak okolí pro průchod druhým vyvíječem D2, příp, druhým předehřívákem LW2, vstoupí do prvního předehříváku LW1, rozštěpí se v oddělovací soustavě MD (např. s membránovým sítem) do dvou různých dílčích proudů, 10 jednak na proud skutečného odtahového plynu, odváděný dvanáctým potrubím 12, jednak na proud páry odváděný z oddělovací soustavy MD zvláštním dvacátým třetím potrubím 23. Podstatné je, že tato oddělovací soustava MD odděluje podíl vody obsažený ve spalném plynu nikoliv v kapalné fázi, jako např. kondenzátor, ale ve formě páry. Tato pára je v důsledku jejího nízkého tlaku přivedena na příslušný nízkotlaký vstup parní turbíny TD a tam expanduje až na 15 protitlak. To je umožněno tím, že kondenzátor C připojený k parní turbíně TD devatenáctým potrubím 19 pracuje s vakuem. Bez oddělení plynného podílu proudu spalného plynu v oddělovací soustavě MD by nebylo udržování potřebného vakua v kondenzátorů technicky ani hospodárně účelné.
Parní turbína TD je kromě toho ostřikována parou s vyšším tlakem, přiváděnou dvacátým druhým potrubním úsekem 22b. Pára se vyrábí v rámci chlazení soustavy palivových článků FC. Jako chladicí kapaliny se použije část kondenzátu vyrobeného v kondenzátorů C, který se dvacátým potrubím 20 a dvacátým druhým potrubním úsekem 22a přivádí chladicí soustavě. Přebytečný kondenzát je možno odvádět dvacátým prvním potrubím 21 a použít jej např.
k výrobě páry ve vyvíječích Dl, D2, nebo použít pro další procesy jako cennou vodu zbavenou minerálií. Protože způsob podle vynálezu spočívá v plynulé oxidaci vodíku na vodu, produkuje se tak nucené, jako cenný vedlejší produkt, přebytek vody.
Mechanická energie vzniklá expanzí nízkotlaké páry a páry o vyšším tlaku se v předloženém 30 případě mění na střídavý proud druhým elektrickým generátorem GD, který je spojen s parní turbínou TD. Je zřejmé, že oba elektrické generátory G, GD mohu být tělesně vytvořeny jako jednotný agregát, nebo mohou být vně vzájemně spojeny.
Pára vyráběná ve vyvíječích Dl, D2 se použije účelně zvláště ke zmíněnému chlazení 35 turbinových lopatek a převádění do spalovacích komor Bl, B2, příp. také k regulaci teploty spalného plynu. Páru je možno použít i mimo rozsah způsobu podle vynálezu. V takovém případě se nucené sníží podíl chemické energie vázané v primárním palivu přeměnou v energii mechanickou nebo elektrickou.
U provedení podle obr. 1 až 4 se vycházelo z toho, že katodový odtahový plyn, např. u typu PAFC, obsahuje podíl vody vznikající v soustavě palivových článků FC. To však nemusí být vždy. Obr. 5 ukazuje v odpovídajícím výřezu celkové schéma obměněného uspořádání zařízení, u kterého pracuje soustava palivových článků FC na bázi alkalického elektrolitu. V tomto případě se bude opět přivádět plyn bohatý na vodík čtrnáctým potrubím 14 do anodového 45 prostoru. Podíl vodní páry vytvořený v palivovém článku FC jej opouští, avšak v anodovém odtahovém plynu patnáctým potrubím 15. K získání páry je proto připojeno na patnácté potrubí 15 druhé oddělovací zařízení MD2. Oddělená pára může expandovat dvacátým třetím potrubním úsekem 23b přivedena k expanzi v neznázoměné turbíně, zatímco plynný podíl se vede patnáctým potrubním úsekem 15c k využití jeho spalitelného hořlavého podílu v neznázoměných 50 spalovacích komorách.
Jelikož spalný plyn ze spalovacích komor obsahuje podíly, které značně ovlivňují životnost alkalických palivových článků, nepoužije se tento spalný plyn jako katodový plyn k zásobování palivového článku FC kyslíkem. K tomu je použit čerstvý vzduch, který je v kompresoru V
- 10CZ 283380 B6 přiveden na provozní tlak a v předehřívací soustavě LW nepřímo předehřátý teplem spalného plynu. Kompresor V a předehřívací soustava LW jsou zapojeny ve vzduchovém přívodním potrubí 18. Pro využití podílu vodní páry obsažené ve spalném plynu, lze uspořádat mezi dílčími větvemi jedenáctého potrubí 11 a dvanáctého potrubí 12 odpovídající první oddělovací zařízení MD1. Oddělená pára se odtahuje dvacátým třetím potrubním úsekem 23a a expanduje např. v parní turbíně.
Účinnost způsobu podle vynálezu bude předvedena na následujícím příkladu provedení, který se vztahuje na provedení podle obr. 4. Za zmínku stojí, že použitá směs uhlohydrátů/vodní páry, se zahřeje v tepelném výměníku W na teplotu parního reformingu Rl, R2. Toto účelné provedení vynálezu není na obr. 4 zvlášť znázorněno. Prvním potrubím 1 se přivádí předchlazený vzduch kompresorové soustavě K. Pára vyrobená v prvním vyvíječi Dl se použije částečně k chlazení lopatek první plynové turbíny KT pohonu kompresoru a částečně se přivede první spalovací komoře Bl. Obdobně se použije pára vyrobená ve druhém vyvíječi D2 částečně k chlazení lopatek druhé plynové turbíny T, příp, je vedena do druhé spalovací komory B2. Další část vyrobené páry se použije jako vstupní materiál pro oba parní reformingy Rl, R2. Průběh způsobu podle vynálezu je zřejmý z následujícího tabulkového sestavení hlavních provozních hodnot.
Použité palivo:
Kompresorová soustava K: vstupní teplota výstupní teplota výstupní tlak
Tepelný výměník W:
vzrůst teploty spalovacího vzduchu pokles teploty spalných plynů
První spalovací komora Bl : vzestup teploty spalováním zemní plyn (převážně CH4) °C
160 °C
4.105 Pa
405 K
305 K
685 K
Hnací první plynová turbina KT: vstupní teplota tlakový poměr v turbině výstupní teplota
První parní reforming Rl: vstupní teplota přehřáté směsi uhlohydrát/pára výstupní teplota spalin výstupní teplota plynu bohatého na vodík
1250 °C
1,45
1150 °C
550 °C
610 °C
720 °C
Druhá spalovací komora B2 :
vzestup teploty spalováním 595 K
Druhá plynová turbina T: vstupní teplota tlakový poměr výstupní teplota
1205 °C
2,47
980 °C
- 11 CZ 283380 B6
Druhý parní reforming R2:
vstupní teplota směsi uhlohydrát/pára výstupní teplota spalin výstupní teplota plynu bohatého na vodík 550 °C 610 °C 720 °C
První vyvíječ Dl:
teplota vstupní vody teplota výstupní páry tlak páry pokles teploty spalin 15 °C 290 °C 4,5.105 Pa 130 K
Palivový článek FC: typ PAFC
vstupní teplota katodového plynu výstupní teplota katodového plynu vstupní teplota anodového plynu výstupní teplota anodového plynu chlazení palivového článku výrobou vysokotlaké páry 175 °C 200 °C 175 °C 200 °C
Druhý předehřívák LW2:
vstupní teplota vzduchu vzrůst teploty vzduchu pokles teploty dílčího proudu spalin 15 °C 160 K 150 K
Druhý vyvíječ D2 :
vstupní teplota vody výstupní teplota páry tlak páry pokles teploty dílčího proudu spalin 15 °C 185 °C 3.105 Pa 100 K
Parní turbina TD:
vstupní teplota vysokotlaké páry vstupní tlak vysokotlaké páry vstupní teplota nízkotlaké páry vstupní tlak nízkotlaké páry tlak v kondenzátoru 165 °C 6,5.105 Pa 100 °C 105 Pa 1,5.104 Pa
Elektrické výkony:
první elektrický generátor G druhé plynové turbiny T druhý elektrický generátor GD parní turbiny TD palivový článek FC elektrický stupeň účinnosti na bázi dolní výhřevné hodnoty 1860KWei 1936 KWd 16 375 KWd 75,2 %
Ve srovnání se známými způsoby výroby elektrické nebo mechanické energie z fosilních paliv má způsob podle předloženého vynálezu nejen podstatně vyšší stupeň účinnosti, ale uvolňuje i podstatně menší množství CO2 vztaženo na elektrický výkon a navíc dodává výfukový plyn o minimálním množství oxidů dusíku. Kromě toho vytváří jako vedlejší produkt cennou provozní vodu, kterou lze použít k jiným účelům.
- 12CZ 283380 B6
Zvláštní výhodou přitom je, že kombinace agregátů spalovací turbina/turbina/pamí reforming, které jsou u zařízení znázorněných na obr. 3, 4 uspořádány zdvojeně v sériovém zapojení, je možno konstrukčně provést integrované v jednom celku, takže vzdor značně složitému celkovému zapojení je jako výsledek možné srovnatelně jednoduché a nákladově příznivé provedení zařízení podle vynálezu.

Claims (42)

  1. io PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob kombinované výroby elektrické a mechanické energie oxidací paliva, při kterém se plyn obsahující vodík H2, vyrábí endotermickou reakcí sloučenin uhlohydrátu minimálně
    15 v jednom stupni za nepřímého vytápění endotermickou reakcí, přivádí část plynu obsahujícího vodík H2 alespoň v jednom spalovacím stupni k výrobě horkých spalin o zvýšeném tlaku, stlačuje plyn obsahující kyslík O2, zahřívá stlačený plyn obsahující kyslík O2 nepřímou výměnou tepla, přivádí stlačený zahřátý plyn obsahující kyslík O2 do alespoň jednoho spalovacího stupně, vyrábí mechanická energie částečnou expanzí horkých spalin v alespoň jedné plynové turbíně, 20 používá alespoň částečně expandovaných spalin nebo dílčího proudu těchto spalin pro nepřímé vytápění alespoň jednoho stupně endotermické reakce, používá alespoň jednoho stupně endotermické reakce částečně ochlazených spalin k ohřátí stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2, získává poháněči energie pro stlačování plynu obsahujícího kyslík O2 částečnou expanzí zahřátého plynu obsahujícího kyslík O2 v turbínové jednotce pohonu kompresoru nebo odběrem 25 části mechanické energie, vyznačující se tím, že alespoň část, zejména celé množství plynu obsahujícího vodík H2 a vyrobeného endotermickou reakcí se nejprve vede při současné výrobě elektrické energie jako anodový plyn soustavou palivových článků a odtahový anodový plyn soustavy palivových článků, který obsahuje zbytkový podíl vodíku H2, se používá k výrobě spalin o zvýšeném tlaku.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vyrábí spaliny s přebytkem kyslíku a o zvýšeném tlaku, přičemž se spaliny před a po odevzdání tepla stlačenému plynu, který obsahuje kyslík, přivádí soustavě palivových článků jako katodový plyn.
    35
  3. 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výroba spalin o zvýšeném tlaku se provádí alespoň ve dvou stupních.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že za každým spalovacím stupněm probíhá alespoň částečná expanze spalin v plynové turbíně.
  5. 5. Způsob podle nároků 3 až 4, vyznačující se tím, že nejméně částečně expandované spaliny se za plynovou turbínou používají pro nepřímý ohřev jednoho stupně několika endotermických reakcí, které probíhají v několika oddělených stupních.
    45
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že v různých stupních endotermické reakce vyrobená dílčí množství plynu obsahujícího vodík se shromažďují a pak se přivádí anodovému prostoru soustavy palivových článků.
  7. 7. Způsob podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že vyrobený plyn 50 obsahující vodík se před přívodem do soustavy palivových článků podrobí konverzní reakci CO/H2.
    - 13 CZ 283380 B6
  8. 8. Způsob podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že vyrobený plyn, obsahující vodík se před přívodem do soustavy palivových článků podrobuje čištění, v jehož průběhu se oddělují plynné složky, přičemž jejich spalitelné podíly se používají při výrobě spalného plynu.
  9. 9. Způsob podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že se při výrobě spalného plynu používá předehřátého primárního paliva, zejména zemního plynu.
  10. 10. Způsob podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že zbytkové teplo katodového odtahového plynu se používá k vytápěcím účelům, které jsou nezávislé na výrobě mechanické nebo elektrické energie.
  11. 11. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se v soustavě palivových článků a/nebo při výrobě spalného plynu vytvořená voda nejméně částečně z odtahového plynu palivových článků, tj. katodového nebo anodového plynu, a/nebo ze spalin, odděluje.
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že oddělování vody se provádí ve formě vodní páry.
  13. 13. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že se soustava palivových článků při výrobě vodní páry chladí.
  14. 14. Způsob podle nároků 12 nebo 13, vyznačující se tím, že vodní pára se využívá k pracovnímu výkonu v procesu parní turbíny.
  15. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že vodní pára se po expanzi v procesu parní turbíny za účelem získání provozní vody kondenzuje na nižší tlak než je okolní tlak.
  16. 16. Způsob podle jednoho z nároků lažl5, vyznačující se tím, že část tepla obsažená ve spalinách se používá k výrobě vodní páry nepřímou výměnou tepla.
  17. 17. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že nejméně část vodní páry se používá k ochlazení turbinových lopatek.
  18. 18. Způsob podle jednoho z nároků 12ažl7, vyznačující se tím, že nejméně část vodní páry se vede do spalovacího prostoru, ve kterém se vyrábí spaliny.
  19. 19. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 18, vyznačující se tím, že část vodní páry se používá jako vstupní materiál endotermické reakce, která probíhá jako parní reforming.
  20. 20. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, které obsahuje kompresorovou soustavu (K) pro stlačováni plynu obsahujícího kyslík O2, tepelný výměník (W) pro nepřímý ohřev stlačeného plynu obsahujícího kyslík O2, alespoň jednu spalovací komorovou soustavu (B) nebo spalovací komoru (Bl, B2) pro alespoň částečné spalování plynu obsahujícího vodík H2, nejméně jednu plynovou turbínu (KT, T) soustavy plynových turbín, pro dodávku mechanické energie mimo zařízení a hnací energie kompresorové soustavě (K), páté potrubí (5) a šesté potrubí (6), kterými je možno přímo a/nebo nepřímo přivést ohřátý tlakový plyn obsahující kyslík O2 po průběhu spalovací komorovou soustavou (B) nebo alespoň jednou ze spalovacích komor (Bl, B2) ve formě horkých spalin plynové turbíně nebo plynovým turbínám (KT, T), alespoň jeden reaktor endotermické reakce pro výrobu plynu bohatého na vodík H2, který je možno ohřát nepřímo horkým odtahovým plynem plynové turbíny (KT, T), soustavu patnáctého potrubí (15)
    - 14CZ 283380 B6 a patnáctých potrubních úseků (15a, 15b, 15c) pro přivedení plynu obsahujícího vodík H2 spalovací komorové soustavě (B), spalovací komoře nebo spalovacím komorám (Bl, B2) a desáté potrubí (10) a desáté potrubní úseky (10a, 10b, 10c, lOd) pro přivedení odděleného turbínového plynu přímo nebo po odevzdání tepla v alespoň jednom reaktoru do tepelného výměníku (W) pro ohřev plynu obsahujícího kyslík O2, vyznačující se tím, že je opatřeno čtrnáctým potrubím (14) a čtrnáctými potrubními úseky (14a, 14b) pro přivedení plynu bohatého na vodík H2 do anodového prostoru soustavy palivových článků (FC), přičemž výstup anodového prostoru pro plyn obsahující vodík H2, tzn. anodový odtahový plyn, je připojen na soustavu patnáctého potrubí (15) a patnáctých potrubních úseků (15a, 15b), které vedou ke spalovací komorové soustavě (B), spalovací komoře nebo spalovacím komorám (Β 1, B2).
  21. 21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že desátý potrubní úsek (lOd) spojuje alespoň jeden reaktor s katodovým prostorem soustavy palivových článků (FC) pro přivedení turbinového odtahového plynu jako plynu obsahujícího kyslík.
  22. 22. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že obsahuje jedenácté potrubí (11) a jedenáctý potrubní úsek (11a) pro přívod turbinového odtahového plynu z tepelného výměníku (W), jako plynu obsahujícího kyslík, katodovému prostoru soustavy palivových článků (FC).
  23. 23. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 22, vyznačující se tím, že kompresorová soustava (K) sestává alespoň ze dvou kompresních stupňů (ΚΙ, K2), mezi kterými je uspořádán mezichladič.
  24. 24. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 23, vyznačující se tím, že má upravenu jak oddělenou první plynovou turbínu (KT) pro pohon kompresorové soustavy (K), tak také nejméně jednu oddělenou druhou plynovou turbínu (T) pro výrobu mechanické energie odváděné ven mimo zařízení.
  25. 25. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 23, vyznačující se tím, že má upravenu jedinou druhou plynovou turbínu (T) pro pohon kompresorové soustavy (K) a pro výrobu mechanické energie dodávané navenek.
  26. 26. Zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že páté potrubí (5) spojuje tepelný výměník (W) s hnací první plynovou turbínou (KT) pro přímé přivedení stlačeného plynu obsahujícího kyslík.
  27. 27. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 25, vyznačující se tím, že bezprostředně před každou plynovou turbínou (KT, T) je uspořádána spalovací komora (Bl, B2).
  28. 28. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 27, vyznačující se tím, že plynové turbíny (KT, T) jsou z hlediska proudění spalin řazeny sériově.
  29. 29. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 28, vyznačující se t í m , že do čtrnáctého potrubí (14) a čtrnáctého potrubního úseku (14b) pro přívod plynu bohatého na vodík do anodového prostoru soustavy palivových článků (FC) je zařazen nejméně jeden CO/H2 konverzní reaktor (S).
  30. 30. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 29, vyznačující se tím, že do čtrnáctého potrubí (14) a čtrnáctého potrubního úseku (14b) pro přívod plynu bohatého na vodík do anodového prostoru soustavy palivových článků (FC) je zařazen nejméně jeden plynový čistič (P).
    - 15 CZ 283380 B6
  31. 31. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 30, vyznačující se tím, že druhá plynová turbína (T) je pro výrobu mechanické energie odváděné navenek spojena s prvním elektrickým generátorem (G).
  32. 32. Zařízení podle jednoho z nároků 20až31, vyznačující se tím, že soustava palivových článků (FC) je spojena s měničem pro výrobu elektrického střídavého proudu.
  33. 33. Zařízení podle nároku 31, vyznačující se tím, že soustava palivových článků (FC) je elektricky spojena s prvním elektrickým generátorem (G).
  34. 34. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 33, vyznačující se tím, že do dvanáctého potrubí (12), dvanáctého potrubního úseku (12c) a patnáctého potrubí (15) pro vedení katodového, resp. anodového odtahového plynu s vodou vytvořenou v soustavě palivových článků (FC) je zařazena oddělovací soustava (MD) nebo druhé oddělovací zařízení (MD2) pro oddělení vody ve fázi páry od odtahového plynu.
  35. 35. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 34, vyznačující se tím, že do jedenáctého potrubí (11) a dvanáctého potrubí (12) pro vedení spalin je zařazeno první oddělovací zařízení (MD1) pro oddělování vody obsažené ve spalinách ve fázi vodní páry.
  36. 36. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 35, vyznačující se tím, že do jedenáctého potrubí (11), jedenáctého potrubního úseku (11a), dvanáctého potrubí (12) a dvanáctých potrubních úseků (12a, 12c) pro vedení spalin je zařazen alespoň jeden parní vyvíječ (Dl, D2).
  37. 37. Zařízení podle jednoho z nároků 34 až 36, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu parní turbínu (TD) pro expandování alespoň části vodní páry k výrobě mechanické energie.
  38. 38. Zařízení podle nároku 37, vyznačující se tím, že soustava parní turbíny (TD) je mechanicky spojena s elektrickým generátorem (GD, G).
  39. 39. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 38, vyznačující se tím, že katodový prostor soustavy palivových článků (FC) je spojen se vzduchovým přívodním potrubím (18), v němž je zařazena předehřívací soustava (LW) nebo alespoň jeden předehřívák (LW1, LW2), jež je možno vytápět spalinami.
  40. 40. Zařízení podle jednoho z nároků 37 až 39, vyznačující se tím, že soustava parních turbín (TD) je spojena s kondenzátorem (C), který může pracovat s podtlakem.
  41. 41. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 40, vyznačující se tím, že reaktor nebo reaktory endotermické reakce jsou vytvořeny jako parní reformingová soustava (R) nebo parní reforming (Rl, R2).
  42. 42. Zařízení podle jednoho z nároků 20až41, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň první výměník (Wl) tepla pro nepřímý přenos tepla z plynu bohatého na vodík a vyrobeného v alespoň jednom reaktoru na plyn obsahující vodík, který má být přiveden spalovací komorové soustavě (B) nebo alespoň jedné spalovací komoře (Bl, B2).
CS913100A 1990-10-15 1991-10-11 Způsob a zařízení ke kombinované výrobě elektrické a mechanické energie CZ283380B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4032993A DE4032993C1 (cs) 1990-10-15 1990-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS310091A3 CS310091A3 (en) 1992-08-12
CZ283380B6 true CZ283380B6 (cs) 1998-04-15

Family

ID=6416493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS913100A CZ283380B6 (cs) 1990-10-15 1991-10-11 Způsob a zařízení ke kombinované výrobě elektrické a mechanické energie

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5417051A (cs)
EP (1) EP0553125B1 (cs)
JP (1) JPH06504873A (cs)
KR (1) KR920704368A (cs)
CN (1) CN1043390C (cs)
AT (1) ATE110888T1 (cs)
CA (1) CA2094129A1 (cs)
CZ (1) CZ283380B6 (cs)
DE (2) DE4032993C1 (cs)
DK (1) DK0553125T3 (cs)
ES (1) ES2059152T3 (cs)
HU (1) HUT63712A (cs)
NO (1) NO931354L (cs)
PL (1) PL168321B1 (cs)
RU (1) RU2119700C1 (cs)
SK (1) SK279757B6 (cs)
WO (1) WO1992007392A1 (cs)

Families Citing this family (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4318818C2 (de) * 1993-06-07 1995-05-04 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von konditionierter Prozessluft für luftatmende Brennstoffzellensysteme
US5449568A (en) * 1993-10-28 1995-09-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Indirect-fired gas turbine bottomed with fuel cell
US5693201A (en) * 1994-08-08 1997-12-02 Ztek Corporation Ultra-high efficiency turbine and fuel cell combination
JP2680782B2 (ja) * 1994-05-24 1997-11-19 三菱重工業株式会社 燃料改質器を組み合せた石炭焚きコンバインド発電プラント
AU704873B2 (en) * 1994-08-08 1999-05-06 Ztek Corporation Electrochemical converter
US5871625A (en) * 1994-08-25 1999-02-16 University Of Iowa Research Foundation Magnetic composites for improved electrolysis
US5900329A (en) * 1994-10-19 1999-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Fuel-cell system and method for operating a fuel-cell system
AU751125B2 (en) * 1995-06-07 2002-08-08 University Of Iowa Research Foundation, The Gradient interface composites and methods therefor
DE19605404C1 (de) * 1996-02-14 1997-04-17 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
DE19608738C1 (de) * 1996-03-06 1997-06-26 Siemens Ag Verfahren zur Nutzung der in den Abgasen einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle enthaltenen Enthalpie und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
US6124050A (en) * 1996-05-07 2000-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Process for operating a high temperature fuel cell installation, and high temperature fuel cell installation
US7195663B2 (en) 1996-10-30 2007-03-27 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6783741B2 (en) * 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6537352B2 (en) * 1996-10-30 2003-03-25 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6221117B1 (en) 1996-10-30 2001-04-24 Idatech, Llc Hydrogen producing fuel processing system
US6376113B1 (en) 1998-11-12 2002-04-23 Idatech, Llc Integrated fuel cell system
AT406808B (de) * 1997-11-18 2000-09-25 Vaillant Gmbh Kraft-wärme-kopplungsanlage mit brennstoffzellen
DE19755116C1 (de) * 1997-12-11 1999-03-04 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh PEM-Brennstoffzellensystem sowie Verfahren zum Betreiben eines PEM-Brennstoffzellensystems
WO1999035702A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Southern California Edison Company Power generation system utilizing turbine gas generator and fuel cell
JPH11307111A (ja) * 1998-04-15 1999-11-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池用空気供給装置
DE19822691A1 (de) 1998-05-20 1999-11-25 Volkswagen Ag Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems
DE19822689A1 (de) * 1998-05-20 1999-11-25 Volkswagen Ag Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems
US6348278B1 (en) * 1998-06-09 2002-02-19 Mobil Oil Corporation Method and system for supplying hydrogen for use in fuel cells
US6630109B2 (en) * 1998-07-16 2003-10-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for reformer and method of controlling reformer using control apparatus
DE19983564T1 (de) * 1998-09-30 2001-07-26 Hitachi Ltd Brennstoffzellen-System und Fahrzeug, das dieses verwendet
JP3544309B2 (ja) * 1998-11-09 2004-07-21 株式会社豊田自動織機 燃料電池装置
DE19856499C1 (de) * 1998-12-08 2000-10-26 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur zweistufigen Aufladung von Prozeßluft für eine Brennstoffzelle
JP2000182647A (ja) * 1998-12-18 2000-06-30 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
DE19911018C1 (de) * 1999-03-12 2000-08-31 Daimler Chrysler Ag Hilfstriebwerk für ein Luftfahrzeug
DE19930875B4 (de) * 1999-07-05 2004-03-25 Siemens Ag Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran (HTM)-Brennstoffzellenanlage
US6979507B2 (en) * 2000-07-26 2005-12-27 Idatech, Llc Fuel cell system controller
MXPA02000712A (es) 1999-07-27 2002-07-22 Idatech Llc Controlador de sistema de celda de combustible.
US6375906B1 (en) * 1999-08-12 2002-04-23 Idatech, Llc Steam reforming method and apparatus incorporating a hydrocarbon feedstock
US7135048B1 (en) 1999-08-12 2006-11-14 Idatech, Llc Volatile feedstock delivery system and fuel processing system incorporating the same
DE19943059B4 (de) * 1999-09-09 2006-11-23 Daimlerchrysler Ag System zur Auskondensation einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom
US6383670B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Idatech, Llc System and method for controlling the operation of a fuel processing system
US6242120B1 (en) * 1999-10-06 2001-06-05 Idatech, Llc System and method for optimizing fuel cell purge cycles
US6451464B1 (en) * 2000-01-03 2002-09-17 Idatech, Llc System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system
US6465118B1 (en) * 2000-01-03 2002-10-15 Idatech, Llc System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system
DE10008823B4 (de) * 2000-02-25 2006-08-17 Nucellsys Gmbh Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems
DE10024570A1 (de) 2000-05-19 2002-04-18 Xcellsis Gmbh Brennstoffzellensystem sowie Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems
US7118606B2 (en) * 2001-03-21 2006-10-10 Ut-Battelle, Llc Fossil fuel combined cycle power system
DE10119721A1 (de) * 2001-04-21 2002-10-31 Bayer Cropscience Gmbh Herbizide Mittel enthaltend Benzoylcyclohexandione und Safener
DE10120947A1 (de) * 2001-04-22 2002-10-24 Daimler Chrysler Ag Brennstoffzellen-Luftversorgung
US6628006B2 (en) * 2001-05-03 2003-09-30 Ford Motor Company System and method for recovering potential energy of a hydrogen gas fuel supply for use in a vehicle
DE10154637B4 (de) * 2001-11-07 2009-08-20 Robert Bosch Gmbh Brennstoffbereitstellungseinheit und deren Verwendung zur Bereitstellung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs
JP2005508482A (ja) 2001-11-08 2005-03-31 ボーグワーナー・インコーポレーテッド ２段電動コンプレッサ
US6981994B2 (en) * 2001-12-17 2006-01-03 Praxair Technology, Inc. Production enhancement for a reactor
DE10203030A1 (de) * 2002-01-26 2003-07-31 Ballard Power Systems Brennstoffzellensystem mit einer Druckwechseladsorptionseinheit
GB2388160A (en) * 2002-05-03 2003-11-05 Rolls Royce Plc A gas turbine engine and fuel cell stack combination
US7037610B2 (en) * 2002-09-18 2006-05-02 Modine Manufacturing Company Humidification of reactant streams in fuel cells
KR100481599B1 (ko) * 2002-11-06 2005-04-08 (주)앤틀 연료전지 시스템
US6896988B2 (en) * 2003-09-11 2005-05-24 Fuelcell Energy, Inc. Enhanced high efficiency fuel cell/turbine power plant
FR2864351A1 (fr) * 2003-12-23 2005-06-24 Renault Sas Dispositif de traitement de gaz d'echappement pour un ensemble de generation d'electricite du type pile a combustible et procede de traitement associe
US7306871B2 (en) * 2004-03-04 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Hybrid power generating system combining a fuel cell and a gas turbine
US7752848B2 (en) * 2004-03-29 2010-07-13 General Electric Company System and method for co-production of hydrogen and electrical energy
US7842428B2 (en) 2004-05-28 2010-11-30 Idatech, Llc Consumption-based fuel cell monitoring and control
US8277997B2 (en) * 2004-07-29 2012-10-02 Idatech, Llc Shared variable-based fuel cell system control
JP5143427B2 (ja) * 2004-10-19 2013-02-13 一般財団法人電力中央研究所 複合発電設備
US7470293B2 (en) * 2004-10-29 2008-12-30 Idatech, Llc Feedstock delivery systems, fuel processing systems, and hydrogen generation assemblies including the same
US8691462B2 (en) * 2005-05-09 2014-04-08 Modine Manufacturing Company High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
CN1305161C (zh) * 2005-07-08 2007-03-14 清华大学 车用燃料电池燃气轮机混合动力系统
US7659019B2 (en) * 2005-09-16 2010-02-09 Idatech, Llc Thermally primed hydrogen-producing fuel cell system
TWI328898B (en) 2005-09-16 2010-08-11 Idatech L L C Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US7601302B2 (en) 2005-09-16 2009-10-13 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
US7887958B2 (en) * 2006-05-15 2011-02-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel cell systems with load-responsive feedstock delivery systems
US7972420B2 (en) 2006-05-22 2011-07-05 Idatech, Llc Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US20070275275A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Mesa Scharf Fuel cell anode purge systems and methods
US7939051B2 (en) 2006-05-23 2011-05-10 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US20100242453A1 (en) * 2006-05-31 2010-09-30 Johnston Darrin A Fuel cell/engine hybrid power system
US20080210088A1 (en) * 2006-10-23 2008-09-04 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US7802434B2 (en) * 2006-12-18 2010-09-28 General Electric Company Systems and processes for reducing NOx emissions
CN1987067B (zh) * 2006-12-28 2010-05-19 上海交通大学 熔融碳酸盐燃料电池燃气轮机底层循环热电冷联供系统
WO2008104195A1 (de) * 2007-02-28 2008-09-04 Daimler Ag Gasversorgungssystem für eine brennstoff zeilenanordnung und verfahren zum betrieb eines brennstoff zellensystems mit dem gas versorgungssystem
US8262752B2 (en) 2007-12-17 2012-09-11 Idatech, Llc Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates
CN102159497B (zh) * 2008-08-21 2014-05-14 Gtl汽油有限公司 产生超纯高压氢气的系统和方法
EP2326523A4 (en) * 2008-08-21 2012-08-08 Emil Dimitrov HYBRID DRIVE DEVICE FOR MOTOR VEHICLES
CH701210A1 (de) * 2009-06-02 2010-12-15 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinenkraftwerkes mit Brennstoffzelle.
US7818969B1 (en) 2009-12-18 2010-10-26 Energyield, Llc Enhanced efficiency turbine
DE102010010272A1 (de) * 2010-03-05 2011-09-08 Daimler Ag Vorrichtung zur Bereitstellung von heißen Abgasen
US8252251B2 (en) * 2010-03-30 2012-08-28 General Electric Company Fluid cooled reformer and method for cooling a reformer
US8727821B2 (en) 2010-05-07 2014-05-20 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Apparatus and method for generating electricity in liquefied natural gas carrier
RU2444637C2 (ru) * 2010-05-13 2012-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ генерации энергии
CH704367A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-31 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage sowie Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens.
JP5896885B2 (ja) * 2012-11-13 2016-03-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電システム及び発電システムの運転方法
JP5968234B2 (ja) * 2013-01-18 2016-08-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電システム
KR20150129790A (ko) * 2013-03-15 2015-11-20 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니 통합형 발전에서 NOx의 경감
US9077008B2 (en) 2013-03-15 2015-07-07 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated power generation and chemical production using fuel cells
US9774053B2 (en) 2013-03-15 2017-09-26 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated power generation and carbon capture using fuel cells
JP6203947B2 (ja) * 2013-09-27 2017-09-27 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ガスタービンおよび水素冷却発電機を備えた発電プラント
US9556753B2 (en) 2013-09-30 2017-01-31 Exxonmobil Research And Engineering Company Power generation and CO2 capture with turbines in series
US9755258B2 (en) 2013-09-30 2017-09-05 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated power generation and chemical production using solid oxide fuel cells
CN104481617B (zh) * 2014-11-03 2015-12-02 东南大学 基于氧化还原反应的储能装置及其储能方法和发电方法
CN104819054A (zh) * 2015-05-17 2015-08-05 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种分布式能源的余热利用系统
US10774741B2 (en) 2016-01-26 2020-09-15 General Electric Company Hybrid propulsion system for a gas turbine engine including a fuel cell
US10476093B2 (en) 2016-04-15 2019-11-12 Chung-Hsin Electric & Machinery Mfg. Corp. Membrane modules for hydrogen separation and fuel processors and fuel cell systems including the same
CN108386344B (zh) * 2018-03-09 2019-10-08 重庆大学 燃料电池和压缩空气储能耦合的发电储能系统及控制方法
RU2710326C1 (ru) * 2018-07-19 2019-12-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой
CN109167087B (zh) * 2018-09-17 2022-05-13 新乡市特美特热控技术股份有限公司 一种燃料电池空气管理系统
US11211621B2 (en) 2018-11-30 2021-12-28 Exxonmobil Research And Engineering Company Regeneration of molten carbonate fuel cells for deep CO2 capture
KR102610184B1 (ko) 2018-11-30 2023-12-04 퓨얼셀 에너지, 인크 용융 탄산염 연료 전지를 위한 연료 전지 스테이징
WO2020112895A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Reforming catalyst pattern for fuel cell operated with enhanced co2 utilization
WO2020112806A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Layered cathode for molten carbonate fuel cell
US11424469B2 (en) 2018-11-30 2022-08-23 ExxonMobil Technology and Engineering Company Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization
WO2020112812A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced co 2 utilization
JP6591112B1 (ja) * 2019-05-31 2019-10-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 加圧空気供給システム及びこの加圧空気供給システムを備える燃料電池システム並びにこの加圧空気供給システムの起動方法
CA3162231A1 (en) 2019-11-26 2021-06-03 Exxonmobile Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level
WO2021107933A1 (en) 2019-11-26 2021-06-03 Exxonmobil Research And Engineering Company Fuel cell module assembly and systems using same
US11316180B2 (en) 2020-05-21 2022-04-26 H2 Powertech, Llc Hydrogen-producing fuel cell systems and methods of operating hydrogen-producing fuel cell systems for backup power operations
US11712655B2 (en) 2020-11-30 2023-08-01 H2 Powertech, Llc Membrane-based hydrogen purifiers
CN112796886B (zh) * 2021-01-29 2023-03-31 哈尔滨工业大学 燃料电池化学回热燃气轮机再热式联合循环系统
US11978931B2 (en) 2021-02-11 2024-05-07 ExxonMobil Technology and Engineering Company Flow baffle for molten carbonate fuel cell
CN116771505A (zh) * 2021-12-23 2023-09-19 中印恒盛(北京)贸易有限公司 一种木质生物质微型燃气轮机及其运行的控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219732B (de) * 1958-07-12 1966-06-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, beispielsweise einer Gasturbine
GB971776A (en) * 1961-08-02 1964-10-07 Exxon Research Engineering Co Improvements in prime movers
NL302138A (cs) * 1963-02-19
DE2604981C2 (de) * 1975-02-12 1985-01-03 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Unter Druck betriebene Brennstoffzellenstromversorgungsanlagen und Verfahren zu ihrem Betrieb
US3976507A (en) * 1975-02-12 1976-08-24 United Technologies Corporation Pressurized fuel cell power plant with single reactant gas stream
US3982962A (en) * 1975-02-12 1976-09-28 United Technologies Corporation Pressurized fuel cell power plant with steam powered compressor
US4522894A (en) * 1982-09-30 1985-06-11 Engelhard Corporation Fuel cell electric power production
JPH0622148B2 (ja) * 1984-07-31 1994-03-23 株式会社日立製作所 溶融炭酸塩型燃料電池発電プラント
JPH0665061B2 (ja) * 1985-06-18 1994-08-22 株式会社日立製作所 燃料電池複合発電装置
JPS6264067A (ja) * 1985-09-13 1987-03-20 Babcock Hitachi Kk 燃料電池システム
JPH0789494B2 (ja) * 1986-05-23 1995-09-27 株式会社日立製作所 複合発電プラント
US4678723A (en) * 1986-11-03 1987-07-07 International Fuel Cells Corporation High pressure low heat rate phosphoric acid fuel cell stack
NL8702834A (nl) * 1987-11-26 1989-06-16 Turbo Consult Bv Installatie voor het opwekken van mechanische energie alsmede werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke installatie.
US4865926A (en) * 1988-08-24 1989-09-12 International Fuel Cells Corporation Hydrogen fuel reforming in a fog cooled fuel cell power plant assembly
DE4003210A1 (de) * 1990-02-01 1991-08-14 Mannesmann Ag Verfahren und anlage zur erzeugung mechanischer energie
US4973528A (en) * 1990-05-10 1990-11-27 International Fuel Cells Corporation Fuel cell generating plant

Also Published As

Publication number Publication date
US5417051A (en) 1995-05-23
SK279757B6 (sk) 1999-03-12
ES2059152T3 (es) 1994-11-01
ATE110888T1 (de) 1994-09-15
CA2094129A1 (en) 1992-04-16
CN1043390C (zh) 1999-05-12
EP0553125A1 (de) 1993-08-04
JPH06504873A (ja) 1994-06-02
PL168321B1 (pl) 1996-02-29
CN1060741A (zh) 1992-04-29
RU2119700C1 (ru) 1998-09-27
KR920704368A (ko) 1992-12-19
DK0553125T3 (da) 1994-10-03
DE59102772D1 (de) 1994-10-06
HU9300443D0 (en) 1993-05-28
NO931354D0 (no) 1993-04-13
WO1992007392A1 (de) 1992-04-30
EP0553125B1 (de) 1994-08-31
NO931354L (no) 1993-04-13
HUT63712A (en) 1993-09-28
CS310091A3 (en) 1992-08-12
DE4032993C1 (cs) 1992-05-07
PL292029A1 (en) 1992-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ283380B6 (cs) Způsob a zařízení ke kombinované výrobě elektrické a mechanické energie
US7862938B2 (en) Integrated fuel cell and heat engine hybrid system for high efficiency power generation
US4041210A (en) Pressurized high temperature fuel cell power plant with bottoming cycle
US20050123810A1 (en) System and method for co-production of hydrogen and electrical energy
KR100907690B1 (ko) 복합 발전설비
PL164615B1 (pl) Sposób i urzadzenie do wytwarzania energii elektrycznej1 . Sposób wytwarzania energii elektrycznej, w PL PL PL PL PL PL
JP2017511956A (ja) 水素製造のための改質装置・電解装置・精製装置（ｒｅｐ）組立体、同組立体を組み込むシステムおよび水素製造方法
ITGE960096A1 (it) Ciclo di potenza della duplice colla a combustibile di turbina a gas ad accensione indiretta.
GB2283284A (en) Indirect-fired gas turbine bottomed with fuel cell
JPH11297336A (ja) 複合発電システム
US9825319B2 (en) Fossil fuel power plant with integrated carbon separation facility
JP6526194B2 (ja) 高圧蒸気の生成のために廃熱回収を用いる燃料電池システム
JP2018500726A5 (cs)
WO2002065564A2 (en) Fuel cell power generation system with gasifier
JPS6044590A (ja) 石炭ガス化設備を備えた火力発電所
CN117108367A (zh) 一种耦合sofc和co2富集的循环发电系统及方法
Marra et al. Study of a basic MCFC unit for modular Multi-MW systems
Ji et al. Influence of thermal management and integration with turbomachinery on the performance of polymer electrolyte membrane fuel cell systems
Kivisaari Studies of natural gas and biomass fuelled MCFC systems
JP2003036876A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
GB2087867A (en) Process for production of methanol
JPS6271172A (ja) リン酸型燃料電池発電プラント

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19991011