DE102009014728A1 - Method of operating a fossil fuel power plant and fossil fuel power plant with reduced carbon dioxide emissions - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten. Hier wird erstmals über die Einleitung des Kraftwerkabgases in einen Hochspannungsreformer Kohlendioxid abgebaut.The invention relates to the utilization of carbon dioxide from power plants that work with fossil fuels. Here, for the first time, carbon dioxide is decomposed via the introduction of the power plant exhaust gas into a high-voltage reformer.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten.The Invention relates to the utilization of carbon dioxide from power plants, who work with fossil fuels.

Es wurde erkannt, dass der ungebremste Kohlendioxidausstoß für die Umwelt zu erheblichen Schäden führt. Deshalb wird zwar vermehrt in kohlendioxidneutrale Energieerzeugung investiert, jedoch ist mittelfristig die komplette Ablösung der Kraftwerke, die fossile Brennstoffe nutzen, nicht absehbar.It was recognized that the unchecked carbon dioxide emissions for the environment leads to significant damage. Therefore is increasingly being invested in carbon dioxide-neutral energy production, However, in the medium term, the complete replacement of the power plants, use the fossil fuels, not foreseeable.

Derzeit betriebene, auf fossilen Brennstoffen basierende, Kraftwerke jeglicher Bauart besitzen keinen Mechanismus zur Kohlendioxidvermeidung, da die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger unweigerlich Kohlendioxidgas als Oxidationsprodukt generiert (I). Nach der in Europa gesetzlich vorgeschriebenen Rauchgasentschwefelung wird das heiße Abgas nach dem Stromerzeugungsprozess in die Umgebungsluft geleitet. C + O2 → CO2 (I) Currently powered fossil fuel-based power plants of all types have no mechanism to avoid carbon dioxide emissions, as the combustion of carbonaceous energy sources inevitably generates carbon dioxide gas as an oxidation product (I). According to the legally prescribed flue gas desulphurisation in Europe, the hot exhaust gas is led into the ambient air after the power generation process. C + O 2 → CO 2 (I)

Zur Vermeidung einer weiteren Akkumulation von Kohlendioxid in der Atmosphäre durch fossilbetriebene Kraftwerke existieren grundsätzlich zwei Methodiken, die derzeit jedoch nur Gegenstand der Forschung sind. Im sog. Oxyfuel-Prozess wird fossiler Brennstoff mit Reinsauerstoff einer vorgeschalteten Luftzerlegung unter Energiegewinn verbrannt und das Abgas nach erfolgter Rauchgasentschwefelung mittels Kompressor in eine flüssig-ähnliche („überkritische”) Form konvertiert und verwahrt. Im sog. IGCC(„Integrated Gasification Combined Cycle”)-Prozess wird fossiles Brenngut unterstöchiometrisch mit Reinsauerstoff aus einem vorherigem Luftzerlegungsschritt zu volatilem, brennbaren Synthesegas umgewandelt und mit Hil fe von Wasser schlussendlich zu Kohlendioxid und Wasserstoff weiterreagiert („Wassergas-Shift”) (Gl. 2-4). 2C + O2 → 2CO (II) C + H2O → CO + H2 (III) CO + H2O → CO2 + H2 (IV) To avoid further accumulation of carbon dioxide in the atmosphere by fossil-fueled power plants, there are basically two methodologies that are currently only the subject of research. In the so-called oxyfuel process fossil fuel is burned with pure oxygen of an upstream air separation with energy gain and the flue gas after flue gas desulfurization by compressor in a liquid-like ("supercritical") form converted and stored. In the so-called IGCC ("Integrated Gasification Combined Cycle") process, fossil fuel is substoichiometrically converted with pure oxygen from a previous air separation step to volatile, combustible synthesis gas and finally reacted with water to form carbon dioxide and hydrogen ("water gas shift") ( Eqs 2-4). 2C + O 2 → 2CO (II) C + H 2 O → CO + H 2 (III) CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (IV)

Nach der Abtrennung von Kohlendioxid dient Wasserstoff als verbrennbarer Energieträger, wohingegen Kohlendioxid, wie im Falle des Oxyfuel-Prozesses, komprimiert und zur späteren Verwendung aufbewahrt werden kann. Zusammenfassend soll die Vermeidung des Kohlendioxidausstoßes und der damit erhofften Klimaschonung bei gleichzeitiger effektiver Energiegewinnung durch vor- oder nachgeschaltete Kohlendioxid-Separierungsverfahren („Pre- und Post-Combustion Carbon Capture”) realisiert werden.To The separation of carbon dioxide serves as a combustible hydrogen Energy sources, whereas carbon dioxide, as in the case of Oxyfuel process, compressed and for later use can be stored. In summary, the avoidance of Carbon dioxide emissions and thus hoped for climate with simultaneous effective energy production by upstream or downstream Carbon Dioxide Separation Process ("Pre- and Post-Combustion Carbon Capture ").

Nachteil aller dieser Methoden ist der hohe Energieaufwand zur Bereitstellung reinen Sauerstoffs aus der kryogenen Luftzerlegung, der Kohlendioxidseparation und Speicherung mittels Kompression und schlussendlich der Frage nach Verbleib und Verwendung des auf diese Weise akkumulierten Kohlendioxids, wobei mittelfristig der unterirdischen oder untermeerischen Sequestrierung besonderes Interesse beigemessen wird[5].Disadvantage of all these methods is the high energy consumption for providing pure oxygen from the cryogenic air separation, the carbon dioxide separation and storage by means of compression and, finally, the question of the fate and using the accumulated in this way the carbon dioxide, wherein the medium is allotted special interest of underground or undersea sequestration [ 5] .

Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Methode zur Modifikation sämtlicher auf fossilen Brennstoffen beruhenden Kraftwerkskonzepte zur Verminderung des generierten Kohlendioxidgases zu schaffen.Therefore It is the object of the present invention to provide a method for modification all power plant concepts based on fossil fuels to reduce the generated carbon dioxide gas.

Lösung der Aufgabe und Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerkes, bei dem das aus der Verbrennung kommende und mit Kohlendioxid angereicherte Gas in einen Reformer eingeleitet wird, in dem es einem Hochspannungsfeld ausgesetzt ist. Zudem ist Gegenstand der Erfindung ein Kraftwerk, einen Verbrennungsofen, einen Gas/Dampferzeuger sowie eine daran angeschlossene Turbine um fassend, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen vorgesehen sind, durch die ein Teil des in der Turbine erzeugten Stroms in einen Hochspannungstransformator geleitet wird und weitere Leitungen vorgesehen sind, durch die das mit Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas aus dem Kraftwerksprozess in einen Reformer geführt wird, wobei die erzeugte Hochspannung in dem Reformer ein Hochspannungsfeld erzeugt, durch das Kohlendioxid und ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Gas, in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt wird.solution The object and subject of the invention is therefore a method to run a power plant that burns out coming and enriched with carbon dioxide gas in a reformer is initiated, in which it is exposed to a high voltage field. In addition, the subject of the invention is a power plant, a combustion furnace, a gas / steam generator and a connected turbine To summarize, characterized in that lines are provided, through which part of the electricity generated in the turbine into one High-voltage transformer is passed and provided additional lines by which are enriched with carbon dioxide and hydrocarbon Exhaust from the power plant process led to a reformer wherein the generated high voltage in the reformer is a high voltage field produced by the carbon dioxide and a hydrocarbon-containing Gas, converted into carbon monoxide and hydrogen.

Grundsätzliche Erkenntnis der Erfindung ist, dass während etablierte und zukünftige Kraftwerkstechniken Kohlendioxidgas separieren oder in flüssiger Form speichern bzw. der Sequestrierung zugänglich machen, eine wertschöpferischen Umwandlung des gebildeten Kohlendioxids vorteilhaft ist. Die Umwandlung geschieht mittels Hochspannungsfeld auch bei Normaldruck und unter moderaten Temperaturen. Es entstehen chemische Stoffe, die den fossilen Kohlenstoff nach dem Energiegewinnungsschritt immobilisiert in Chemikalien hoher Wertigkeit enthalten. So besteht im Sinne der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit einer Nutzung durch Weiterverarbeitung und/oder Umwandlung in sich anschließenden chemischen Prozessen statt der Speicherung oder Ableitung in die Atmosphäre.Fundamental realization of the invention is that while established and future Kraftwerkstech In order to separate carbon dioxide gas or to store it in liquid form or to make it accessible to sequestration, a value-creating conversion of the carbon dioxide formed is advantageous. The conversion is done by means of high voltage field even at atmospheric pressure and at moderate temperatures. The result is chemical substances that contain the fossil carbon after the energy recovery step immobilized in high quality chemicals. Thus, for the purposes of the present invention, the possibility of use by further processing and / or conversion in subsequent chemical processes instead of storage or discharge into the atmosphere.

Das bei der wertschöpferischen Prozessierung gebildeten Kohlenmonoxidgas erfolgt über etablierte und neue Verfahren/Techniken und erlaubt so zugleich eine Einsparung bzw. Vermeidung von 50–100% des während des Verbrennungsprozesses gebildeten Kohlendioxids. Die im wertschöpferischen Prozess gebildeten Chemikalien können einerseits selbst zur Energieerzeugung oder in anderweitigen chemischen und/oder physikalischen Arbeitsschritten genutzt werden. Der dazu nötige Energieeintrag für die Umwandlung von Kohlendioxid in die gewünschten Produkte verbraucht sich in diesem Maße für einen wertschöpferischen Prozess statt im Falle der oben genannten Speicherung oder Sequestrierung für eine defizitäre Nichtnutzung der fossilen Verbrennungsprodukte.The carbon monoxide gas formed in value-added processing takes place via established and new procedures / techniques and allows at the same time a saving or avoidance of 50-100% of the carbon dioxide formed during the combustion process. The chemicals formed in the value-creating process On the one hand, they can be used for power generation or other purposes chemical and / or physical work steps are used. The necessary energy input for the transformation of carbon dioxide consumed in the desired products in this measure for a value-creating one Process instead of in the case of the above storage or sequestration for a deficient use of the fossil Combustion products.

Das während der Verbrennung fossiler, kohlenstoffbasierter Energieträger gebildete Kohlendioxidgas (I) wird gemäß der vorliegenden Erfindung in einem sog. Reformierungsprozess („Reforming”) mit Erdgas, am vorteilhaftesten mit Methangas CH4, unter Energieeintrag zu Synthesegas umgewandelt (V). CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 (V) The carbon dioxide gas (I) formed during the combustion of fossil carbon-based energy carriers is converted according to the present invention in a so-called reforming process ("reforming") with natural gas, most advantageously with methane CH 4 , with the introduction of energy to synthesis gas (V). CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 (V)

Bislang werden für diese Umwandlung hohe Temperaturen sowie große Prozessdrücke zum Erreichen von ausreichendem Umsatz vorgeschlagen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jedoch unter Zuhilfenahme gepulster, elektrochemischer Methoden im Strömungsreaktor auch bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise von 5°C bis 300°C, insbesondere von 15°C bis 200°C und insbesondere bevorzugt von 25°C bis 150°C, beispielsweise sogar unter Normaldruck ein stofflicher Umsatzgrad von 85% oder mehr in die Hauptkomponenten bei einer gleichzeitigen Energieeffizienz von über 80%, bezogen auf die eingebrachte elektrische Leistung, feststellbar. Dazu gibt es in der Literatur Beispiele wie bei S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K. Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415–416 (2001) ; Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18(2), 455–459, (2004) ; und Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693–694 (2008) beschrieben.So far, high temperatures and high process pressures to achieve sufficient conversion are proposed for this transformation. According to an advantageous embodiment of the invention, however, with the aid of pulsed electrochemical methods in the flow reactor even at low temperatures, for example from 5 ° C to 300 ° C, in particular from 15 ° C to 200 ° C and particularly preferably from 25 ° C to 150 ° C, for example, even under normal pressure, a material conversion of 85% or more in the main components with a simultaneous energy efficiency of over 80%, based on the introduced electrical power detectable. There are examples in the literature such as S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K.Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415-416 (2001) ; Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18 (2), 455-459, (2004) ; and Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693-694 (2008) described.

Die nötige Elektrizität ist am Kraftwerkstandort ohne Übertragungsverluste für die Umsetzung nach V verfügbar.The necessary electricity is at the power plant site without transmission losses available for implementation according to V.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Zusammensetzung des Abgases für die Umsetzung im Reformer durch die Zugabe weiterer Gase optimiert. Beispielsweise wird die Restsauerstoffkonzentration des Abgases aus der fossilen Verbrennung (Gleichung I) noch durch weiteres Zuführen und Verbrennen von Brenngas, z. B. Methan CH4, vermindert oder der Anteil an Brennstoffen im Vorhinein dementsprechend angepasst, dass die wertschöpferische Umwandlung des Kohlendioxids nach V anschließt, in Ausbeute und Geschwindigkeit verbessert wird.According to an advantageous embodiment of the invention, the composition of the exhaust gas for the reaction in the reformer is optimized by the addition of further gases. For example, the residual oxygen concentration of the exhaust gas from fossil combustion (Equation I) is further increased by further supplying and burning fuel gas, e.g. As methane CH 4 , or the proportion of fuels in advance adjusted accordingly that the value-creative conversion of carbon dioxide to V is followed, is improved in yield and speed.

Auch kann ein Abtrennen des Luftstickstoffs für höhere Umsätze vorteilhaft sein.Also can be a separation of the atmospheric nitrogen for higher Turnover be advantageous.

Nach einer Ausführungsform entfällt jegliche Entschwefelung oder Trocknung des Verbrennungsabgases vor dem wertschöpferischen Umwandlungsprozess gemäß V.To In one embodiment, any desulfurization is eliminated or drying the combustion gas before the value-creating Transformation process according to V.

Das gebildete Synthesegas, welches in seiner Stöchiometrie durch Variation der Eduktkonzentrationen und Wassergehaltes verändert werden kann, ermöglicht die Umwandlung in sich anschließenden wert-schöpferischen Reaktionsschritten gemäß etablierten technischen Prozessen zu Nutzchemikalien (Gl. VI und VII). CO + 2H2 → CH3OH (VI) 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O (VII) The synthesis gas formed, which can be varied in its stoichiometry by varying the Eduktkonzentrationen and water content, allows the conversion in subsequent value-creative reaction steps according to established technical processes to useful chemicals (Eq VI and VII). CO + 2H 2 → CH 3 OH (VI) 2CO + 4H 2 → CH 3 OCH 3 + H 2 O (VII)

Nach dem gepulst-elektrochemischen, Prozess nach V ist eine Abtrennung und Rückführung gebildeten Wasserstoffs zur Energiegewinnung denkbar (VIII). 2H2 + O2 → 2H2O (VIII) According to the pulsed-electrochemical process according to V, a separation and recycling of hydrogen formed to produce energy is conceivable (VIII). 2H 2 + O 2 → 2H 2 O (VIII)

Gebildetes Kohlenmonoxid nach V kann ebenfalls technisch einfach separiert und weiteren chemischen Prozessen, z. B. Fischer-Tropsch-Reaktionen oder der Kunststoff produzierenden Industrie zugeführt werden. In dieser Weise ermöglicht der Energieinhalt zugeführter Kohlenwasserstoffe, wie z. B. CH4, eine bei sehr niedrigen Temperaturen und Normaldruck reali sierbaren, elektrochemischen Umwandlung von Kohlendioxid in industrielle Precursorsubstanzen gemäß V, die für weitere wertschöpferische Reaktionsschritte zur Verfügung stehen. Gemäß VI und VII besteht weiterhin die Möglichkeit, hochenergetische Energieträger oder Industriechemikalien zu bereiten, die gegensätzlich zur konventionellen Akkumulation in den sog. „Pre- oder Post-Combustion Carbon Capture”-Verfahren und sich anschließender Sequestrierung, einen Mehrwert besitzen oder als chemische Bausteine zur Verfügung stehen. Auf diese Weise besteht weiterhin die Möglichkeit, kohlendioxidarme (50%ige Vermeidung) oder kohlendioxidfreie (100%ige Vermeidung) Energieerzeugung zu betreiben.Formed carbon monoxide to V can also technically easily separated and other chemical processes, eg. B. Fischer-Tropsch reactions or the plastic-producing industry. In this way, the energy content of supplied hydrocarbons, such as. B. CH 4 , a reali sible at very low temperatures and atmospheric pressure, electrochemical conversion of carbon dioxide into industrial precursor substances according to V, which are available for further value-creating reaction steps. According to VI and VII, it is still possible to prepare high-energy energy carriers or industrial chemicals which, in contrast to conventional accumulation in the so-called "pre- or post-combustion carbon capture" process and subsequent sequestration, have added value or as chemical building blocks for To be available. In this way, it is still possible to operate low-carbon (50% avoidance) or carbon dioxide-free (100% avoidance) energy production.

Zusätzlich ergeben sich wirtschaftliche Vorteile bei der Umwandlung von Kohlendioxid, wie sich aus den folgenden Preisabschätzungen ausgewählter Edukte und Produkte ergibt:

  • Methan flüssig: ~2300 EURO/t
  • Wasserstoff flüssig: ~13000 EURO/t (Hinweis: 1 t Wasserstoff entspricht 11891 m3)
  • CO gasförmig: ~6000 EURO/t (Hinweis: Versorgung mittels CO-Trailer im Wechsel)
  • CO2 fest (Trockeneis): 700 EURO/t
In addition, there are economic benefits in the conversion of carbon dioxide, as shown by the following price estimates of selected educts and products:
  • Methane liquid: ~ 2300 EURO / t
  • Hydrogen liquid: ~ 13000 EURO / t (Note: 1 t hydrogen corresponds to 11891 m 3 )
  • CO gaseous: ~ 6000 EURO / t (Note: supply via CO trailer in alternation)
  • CO 2 solid (dry ice): 700 EURO / t

Grundsätzlich ist jeglicher Verbrennungsprozess fossiler Energieträger durch das Verfahren zur Kohlendioxidvermeidung nach V geeignet.in principle is any combustion process of fossil fuels by the method for carbon dioxide prevention according to V.

Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand von Figuren näher erläutert:in the The invention will become more apparent from the following figures explains:

1 gibt schematisch den zu entwickelnden Prozess wider. 1 schematically represents the process to be developed.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Hochspannungs-Reformers nach der Erfindung 2 shows a schematic representation of an exemplary high voltage reformer according to the invention

3 zeigt mögliche Umsetzungen des Reaktats 3 shows possible reactions of the reactant

1 zeigt einen Reformer, der als Gasdurchflussreaktor ausgebildet ist, bei dem das Verbrennungsgas aus der Turbine und das Reformierungsgas zugeführt werden. Gleichzeitig erfolgt dabei die Vermischung zum reformierbaren Gasgemisch, welches anschließend im Hochspannungsfeld unter Normdruck und moderater Temperatur die Umwandlung gemäß II zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff durchläuft. 1 shows a reformer formed as a gas flow reactor in which the combustion gas from the turbine and the reforming gas are supplied. At the same time, the mixing takes place to the reformable gas mixture, which then undergoes the conversion according to II in the high voltage field under standard pressure and moderate temperature to carbon monoxide and hydrogen.

2 zeigt die Umwandlung gemäß V in einem gepulsten, elektrischen Hochspannungsfeld. 2 shows the conversion according to V in a high-voltage pulsed electric field.

3 zeigt die Möglichkeiten Route A und Route B, wie das Produkt aus dem Reformer weiter genutzt werden kann. 3 shows the options Route A and Route B, how the product from the reformer can be used.

Nach der elektrochemischen Reformierung gemäß V kann das Reaktatgemisch in weiteren Schritten (Routen A, B; 3) in wertschöpferischer Art und Weise behandelt werden. Route A beschreibt die Synthese von Methanol („MeOH”) bzw. Dimethylether („DME”) an geeigneten Katalysatoren. Zweckmäßig werden für die Methanolsynthese Hauptgruppenmetalloxide, Übergangsmetalloxide oder deren Gemische verwendet, wohingegen für die Dimethylethersynthese u. a. übergangsmetalldotierte, saure Zeolithvarianten Verwendung finden.After the electrochemical reforming according to V, the reactant mixture can be used in further steps (routes A, B; 3 ) are treated in a value-creating manner. Route A describes the synthesis of methanol ("MeOH") or dimethyl ether ("DME") on suitable catalysts. For the methanol synthesis, main group metal oxides, transition metal oxides or mixtures thereof are expediently used, whereas, inter alia, transition metal-doped, acidic zeolite variants are used for the dimethyl ether synthesis.

Als Grundlage für die Energieausbeutebetrachtung seien die Standard-reaktionsenthalpien der Reaktionen nach Gln. 1–8 erläutert (Tab. 1) . Tab. 1: Standardreaktionsenthalpien

Figure 00070001
Figure 00080001
As a basis for the energy yield consideration, the standard reaction enthalpies of the reactions according to Eqs. 1-8 (Table 1). Tab. 1: Standard reaction enthalpies
Figure 00070001
Figure 00080001

Für die Ermittlung der Energiebilanzen des resultierenden Umsatzes nach V ist die Verbrennungsenthalpie ΔH°R des verwendeten Reformierungsreaktanden, z. B. Methan CH4, entscheidend IX. Unter Einbezug der Effizienz der gepulsten, elektrochemischen Umsetzung nach V (η = 85%) ergibt sich für die Reformierung nötige Energie zu 1,15·247 kJmol–1 = 284 kJmol–1(X)For determining the energy balance of the resulting conversion to V, the enthalpy of combustion AH ° R the reforming reactants used, for. Methane CH 4 , critical IX. Taking into account the efficiency of the pulsed, electrochemical conversion to V (η = 85%), the energy required for the reforming is 1.15 · 247 kJmol -1 = 284 kJmol -1 (X)

Beispiel 1: Berechnung einer Energiebilanz nach dem Verfahren einer Kohlekraftwerksbetreibung gemäß der Erfindung: Route A Methanol, Dimethylethersynthese:Example 1: Calculation of an energy balance according to the method of a coal power plant operation according to the invention: Route A methanol, dimethyl ether synthesis:

Kohlekraftwerke sind in Deutschland immer noch weit verbreitet. Zur Kohlendioxidvermeidung mit anschließender Fixierung in Nutzchemikalien gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die separate Versorgung mit Erdgas („Abmagern des Kraftwerksabgases”) vorteilhaft. Die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. I, V, VI bzw. VII: C + O2 → CO2 –393,8 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ Energieausbeute (Methanol) –238,0 kJ Energieausbeute (Dimethylether) –317,2 kJ Coal-fired power plants are still widespread in Germany. For carbon dioxide avoidance with subsequent fixation in Nutzchemikalien according to an embodiment of the invention, the separate supply of natural gas ("lean of the power plant exhaust gas") is advantageous. The energy balance results after combination of Gln. I, V, VI and VII, respectively: C + O 2 → CO 2 -393.8 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ CO + 2H 2 → CH 3 OH -128.2 kJ 2CO + 4H 2 → CH 3 OCH 3 + H 2 O -207.4 kJ Energy yield (methanol) -238.0 kJ Energy yield (dimethyl ether) -317.2 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 19% (MeOH) bzw. 25% (DME), sowie der Möglichkeit, abgetrenntes Kohlenmonoxid zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.Based to the theoretically maximum exploitable reaction enthalpy I and IX result in energy efficiency of 19% (MeOH) and 25% respectively (DME), as well as the possibility of separated carbon monoxide for further processing.

Beispiel 2: Route BExample 2: Route B

Aus dem Reformerabgas, also dem im Reformationsprozess gebildeten Gas kann auch nach einer Kohlenmonoxidabtrennung gebildeter Wasserstoff rückgeführt und als Energiequelle nutzbar gemacht werden. Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. I, IV und VIII: C + O2 → CO2 –393,8 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ Energieausbeute –681,8 kJ From the reformer exhaust gas, ie the gas formed in the reformation process, hydrogen formed after carbon monoxide separation can be recycled and utilized as an energy source. For the energy balance results after combination of Gln. I, IV and VIII: C + O 2 → CO 2 -393.8 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ H 2 + ½O 2 → H 2 O -286.0 kJ energy output -681.8 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach Gln. I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 53% bei 100% CO2-Einsparung, sowie erneut der Möglichkeit, abgetrenntes Kohlenmonoxid zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.Based on the theoretically maximum exploitable reaction enthalpy according to Eq. I and IX results in an energy efficiency of 53% with 100% CO 2 savings, and again the possibility of separated coals to provide monoxide for further processing.

Beispiel 3: Route A in Kombination mit Wassergas-Shift (IV)Example 3: Route A in combination with Water gas shift (IV)

Weiterhin ist denkbar, das in Route A abgetrennte Kohlenmonoxid dem Wassergas-Shift gemäß IV zu unterwerfen und so die Exothermie dieser Reaktion zusätzlich auszubeuten. C + O2 → CO2 –393,8 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ CO + H2O → CO2 + H2 –41,2 kJ H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ Energieausbeute (Methanol) –565,2 kJ Energieausbeute (Dimethylether) –644,4 kJ Furthermore, it is conceivable to subject the carbon monoxide separated in route A to the water gas shift according to IV and thus additionally exploit the exothermic nature of this reaction. C + O 2 → CO 2 -393.8 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ CO + 2H 2 → CH 3 OH -128.2 kJ or 2CO + 4H 2 → CH 3 OCH 3 + H 2 O -207.4 kJ CO + H 2 O → CO 2 + H 2 -41.2 kJ H 2 + ½O 2 → H 2 O -286.0 kJ Energy yield (methanol) -565.2 kJ Energy yield (dimethyl ether) -644.4 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal. ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach Gln. I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 44% (Methanol)-50% (Dimethylether). Entgegen der Bereitstellung von Kohlenmonoxid produziert der Wassergas- Shift nach Gl. IV Kohlendioxid. Der Reformierungsschritt dient in diesem Falle der wertschöpferischen Bereitung von Methanol bzw. Dimethylether, jedoch nicht der Nettoeinsparung von CO2 bezogen auf I.Relative to the theoretical maximum. exploitable reaction enthalpy according to Eq. I and IX results in an energy efficiency of 44% (methanol) -50% (dimethyl ether). Contrary to the provision of carbon monoxide, the water gas shift according to Eq. IV carbon dioxide. The reforming step serves in this case the value creation of methanol or dimethyl ether, but not the net saving of CO 2 based on I.

Beispiel 4 Berechnung am Beispiel eines GasturbinenkraftwerksExample 4 Calculation using the example of a Gas turbine power plant

(Erd-)Gasbetriebene Kraftwerke stellen die vorteilhafteste Variante für die Umsetzung dar, da z. B. Methan vor Ort für den Reformationsprozess nach Gl. 5 zur Verfügung steht.(Natural) gas-powered Power plants represent the most advantageous variant for the Implementation is because z. B. Methane on site for the Reformation process according to Eq. 5 is available.

Route ARoute A

Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. IX bis VII und IX: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ Energieausbeute (Methanol) –734,7 kJ Energieausbeute (Dimethylether) –813,9 kJ For the energy balance results after combination of Gln. IX to VII and IX: CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O -890.5 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ CO + 2H 2 → CH 3 OH -128.2 kJ or 2CO + 4H 2 → CH 3 OCH 3 + H 2 O -207.4 kJ Energy yield (methanol) -734.7 kJ Energy yield (dimethyl ether) -813.9 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 41% (Methanol) – 46% (Dimethylether). Zusätzlich stehen wertvolle Industriechemikalien ((Methanol/Dimethylether/CO) zur Verfügung, die weiteren wertschöpferischen Prozessen zur Verfügung stehen.Based to the theoretically maximum exploitable reaction enthalpy IX results in energy efficiency of 41% (methanol) - 46% (Dimethyl ether). In addition, there are valuable industrial chemicals ((methanol / dimethyl ether / CO) available, the other value-creating Processes are available.

Berechnung nach Route BCalculation according to route B

Es kann nach dem Reformationsprozess nach einer Kohlenmonoxidabtrennung gebildeter Wasserstoff rückgeführt und als Energiequelle dienen. Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. V, VIII und IX: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ H2 + ½O2 → H2O –28,0 kJ Energieausbeute –1178,5 kJ It can be recycled after the reformation process after carbon monoxide separation hydrogen formed and used as an energy source. For the energy balance results after combination of Gln. V, VIII and IX: CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O -890.5 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ H 2 + ½O 2 → H 2 O -28.0 kJ energy output -1178.5 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 66%.Based on the theoretically maximum exploitable reaction enthalpy according to IX results in an energy efficiency of 66%.

Zusätzlich steht Kohlenmonoxid als Nutzchemikalien für weiterverarbeitende Prozesse zur Verfügung.additionally stands carbon monoxide as useful chemicals for processing Processes available.

2.3 Route A in Kombination mit Wassergas-Shift (IV) Weiterhin ist denkbar, das in Route A abgetrennte Kohlenmonoxid dem Wassergas-Shift gemäß IV zu unterwerfen und so die Exothermie dieser Reaktion zusätzlich auszubeuten. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ CO + H2O → CO2 + H2 –41,2 kJ H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ Energieausbeute (Methanol) –1061,9 kJ Energieausbeute (Dimethylether) –1141,1 kJ 2.3 Route A in combination with water gas shift (IV) It is also conceivable to subject the carbon monoxide separated in route A to the water gas shift according to IV and thus additionally exploit the exothermic nature of this reaction. CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O -890.5 kJ CO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 +284.0 kJ CO + 2H 2 → CH 3 OH -128.2 kJ or 2CO + 4H 2 → CH 3 OCH 3 + H 2 O -207.4 kJ CO + H 2 O → CO 2 + H 2 -41.2 kJ H 2 + ½O 2 → H 2 O -286.0 kJ Energy yield (methanol) -1061.9 kJ Energy yield (dimethyl ether) -1141.1 kJ

Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 60% (Methanol) – 64% (Dimethylether). Entgegen der Bereitstellung von Kohlenmonoxid produziert der Wassergas-Skift nach IV Kohlendioxid. Der Reformierungsschritt dient in diesem Falle der wertschöpferischen Bereitung von Methanol bzw. Dimethylether, jedoch nicht der Nettoeinsparung von CO2 bezogen auf IX.Based on the theoretically maximum exploitable reaction enthalpy according to IX, the energy efficiency is 60% (methanol) - 64% (dimethyl ether). Contrary to the provision of carbon monoxide, the water gas Skift IV produces carbon dioxide. The reforming step serves in this case the value-creating preparation of methanol or dimethyl ether, but not the net saving of CO 2 based on IX.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Reformierung von Kohlendioxid und Abgas aus einem Kraftwerk mittels Hochspannungsfeld. Durch die energetisch hocheffiziente, elektrochemisch-getriebene und bevorzugt hochspannungsgepulst durchgeführte Reformierung von CO2, besteht erstmals die Mög lichkeit, bei Raumtemperatur und Normaldruck die Umwandlung von CO2 in energetisch angehobene Precursorchemikalien (Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H2) zu betreiben. Diese Stoffe können selbst zu wertvollen Energieträgern wie flüssiges Methanol oder gasförmigen Dimethylether umgewandelt werden. Gleichzeitig fällt Kohlenmonoxid an, welches nach einer Abtrennung etwa der chemischen Industrie für die Kunststoffsynthese, Fischer-Tropsch-Umwandlungen oder anderweitiger Prozesse angeboten werden kann. Da Kraftwerke, erdgasbetriebene GuD-Anlagen im besonderen, naturgemäß große Mengen Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugen, bietet sich die Kombination mit der angedachten Reformierung an, um unter moderaten Nettoenergieeinbußen wertschöpferisch Nutzchemikalien aus Kohlendioxid zu bereiten. Weiterhin besteht die Möglichkeit der vollständigen CO2-Vermeidung und bietet damit die Möglichkeit einer kohlendioxidneutralen Energieerzeugung. Im Gegensatz zu Konzepten des „Pre- und Post-Combustion Carbon Capture” mit sich anschließender Sequestrierung ermöglicht die geplante. Umsetzung die ökologische und ökonomische Nutzung des anfallenden Kohlendioxids. Dies stellt somit auch einen Beitrag zur Vermeidung des Treibhausgaseffektes dar.The present invention provides a process for reforming carbon dioxide and off-gas from a power plant by means of a high voltage field. The energetically highly efficient, electrochemically-driven and preferably high-voltage pulsed reforming of CO 2 , there is the possi bility for the first time to operate at room temperature and atmospheric pressure, the conversion of CO 2 in energetically raised precursor chemicals (carbon monoxide CO and hydrogen H 2 ). These substances can themselves be converted into valuable energy sources such as liquid methanol or gaseous dimethyl ether. At the same time carbon monoxide accumulates, which can be offered after a separation of about the chemical industry for plastic synthesis, Fischer-Tropsch conversions or other processes. Since power plants, in particular natural gas-fired combined cycle plants, naturally generate large amounts of carbon dioxide by burning fossil fuels, the combination with the planned reforming offers itself in order to prepare useful chemical carbon dioxide under moderate net energy losses. Furthermore, there is the possibility of complete CO 2 avoidance and thus offers the possibility of carbon dioxide-neutral energy production. In contrast to concepts of "Pre- and Post-Combustion Carbon Capture" with subsequent sequestration allows the planned. Implementation of the ecological and economic use of the resulting carbon dioxide. This therefore also contributes to avoiding the greenhouse gas effect.

Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten. Hier wird erstmals über die Einleitung des Kraftwerkabgases in einen Hochspannungsreformer Kohlendioxid abgebaut.The Invention relates to the utilization of carbon dioxide from power plants, who work with fossil fuels. This is the first time over the introduction of the power plant exhaust into a high voltage reformer Degraded carbon dioxide.

11
Kohle, Gas, ErdölCoal, Gas, petroleum
22
Verbrennungcombustion
33
Gas/Dampf-ErzeugungGas / vapor-generating
44
Stromerzeugung in Turbine/Generatorpower generation in turbine / generator
55
Reformerreformer
66
Erdgasnatural gas
77
HV-TransformatorHV transformer
88th
Netzeinspeisungpower supply
99
MeOH/DME-SyntheseMeOH / DME synthesis
1010
CO-WäscherCO scrubber
1111
CO-SpeicherungCO storage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K. Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415–416 (2001) [0012] - S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K.Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415-416 (2001) [0012]
  • - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18(2), 455–459, (2004) [0012] - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18 (2), 455-459, (2004 [0012]
  • - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693–694 (2008) [0012] - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693-694 (2008) [ 0012]

Claims (7)

Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerkes mit fossilen Brennstoffen, bei dem das aus der Verbrennung kommende und mit Kohlendioxid sowie Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas in einen Reformer eingeleitet wird, in dem durch Anlegen eines Hochspannungsfelds die Gase des Abgases zumindest teilweise in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt werden.Method of operating a power plant with fossil fuels, where the coming from the combustion and with carbon dioxide and hydrocarbon-enriched exhaust is initiated in a reformer in which by applying a high voltage field the gases of the exhaust gas at least partially in carbon monoxide and hydrogen being transformed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hochspannungsfeld in dem Reformer gepulst betrieben wird.The method of claim 1, wherein the high voltage field in the reformer is operated pulsed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Reformer unter Normaldruck betrieben wird.Method according to one of claims 1 or 2, in which the reformer is operated under normal pressure. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Reformer mit Temperaturen im Bereich von 15°C bis 200°C betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, in which the reformer with temperatures in the range of 15 ° C. operated up to 200 ° C. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung des Abgases durch Zugabe weiterer Gase für die Umsetzung im Reformer optimiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the composition of the exhaust gas by adding more gases is optimized for implementation in the reformer. Kraftwerk, einen Verbrennungsofen, einen Gas/Dampferzeuger sowie eine daran angeschlossene Turbine umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen vorgesehen sind, durch die ein Teil des in der Turbine erzeugten Stroms in einen Hochspannungstransformator geleitet wird und weitere Leitungen vorgesehen sind, durch die das mit Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas aus dem Kraftwerksprozess in einen Reformer geführt wird, wobei die erzeugte Hochspannung in dem Reformer ein Hochspannungsfeld erzeugt, durch das Kohlendioxid und ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Gas, in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt wird.Power plant, a combustion furnace, a gas / steam generator and comprising a turbine connected thereto, characterized that lines are provided through which part of the turbine generated current is passed into a high voltage transformer and further lines are provided, through which the carbon dioxide and hydrocarbon enriched exhaust gas from the power plant process in a reformer is performed, the generated high voltage in the reformer generates a high voltage field, by the carbon dioxide and a hydrocarbon-containing gas, in carbon monoxide and Hydrogen is converted. Kraftwerk nach Anspruch 6, bei dem weitere Leitungen vorgesehen sind, die zumindest einen Teil des Reformerabgases einem Prozess zur Methanol/Dimethylethersynthese zuführt (A) und/oder einen Teil des Reformerabgases einem Kohlenmonoxid-Wäscher (B) zuführt.Power plant according to claim 6, in which further lines are provided, the at least a portion of the reformer exhaust gas Process for methanol / dimethyl ether synthesis feeds (A) and / or a portion of the reformer offgas a carbon monoxide scrubber (B) feeds.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032748A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for the reuse of CO2-containing waste gases
DE102015003680A1 (en) * 2015-03-24 2016-09-29 Peter Paul Smolka Fuel production plant for power plants
WO2018054445A1 (en) 2016-09-25 2018-03-29 Smolka Peter P Fuel production system for power plants
EP3427821A1 (en) 2017-07-14 2019-01-16 AZAD Pharmaceutical Ingredients AG Catalytic composition for co2 conversion

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011002617A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Siemens Aktiengesellschaft Process for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997029833A1 (en) * 1996-02-15 1997-08-21 Abb Research Ltd. Process and device for the conversion of a greenhouse gas
DE19757936A1 (en) * 1997-12-27 1999-07-08 Abb Research Ltd Production of synthesis gas with given hydrogen to carbon monoxide ratio in silent discharge
EP1038856A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-27 Abb Research Ltd. Fuel synthesis by electric barrier discharge process
US6375832B1 (en) * 1999-03-24 2002-04-23 Abb Research Ltd. Fuel synthesis
DE10163474A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-10 Siemens Ag Method and device for treating and / or reforming gaseous fuels and associated application
DE10162244A1 (en) * 2001-12-18 2003-07-10 Siemens Ag Process for the selective generation of reactive particles
DE10162245A1 (en) * 2001-12-18 2003-07-10 Siemens Ag Process for the selective generation of reactive particles
US7285189B2 (en) * 2000-05-24 2007-10-23 Yasushi Sekine Method for steam reforming of chain hydrocarbon
DE102007022723A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Basf Se Process for the production of synthesis gas

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1106788A1 (en) * 1999-12-09 2001-06-13 Abb Research Ltd. Co-generation of electricity and hydrocarbons

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997029833A1 (en) * 1996-02-15 1997-08-21 Abb Research Ltd. Process and device for the conversion of a greenhouse gas
DE19757936A1 (en) * 1997-12-27 1999-07-08 Abb Research Ltd Production of synthesis gas with given hydrogen to carbon monoxide ratio in silent discharge
EP1038856A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-27 Abb Research Ltd. Fuel synthesis by electric barrier discharge process
US6375832B1 (en) * 1999-03-24 2002-04-23 Abb Research Ltd. Fuel synthesis
US7285189B2 (en) * 2000-05-24 2007-10-23 Yasushi Sekine Method for steam reforming of chain hydrocarbon
DE10162244A1 (en) * 2001-12-18 2003-07-10 Siemens Ag Process for the selective generation of reactive particles
DE10162245A1 (en) * 2001-12-18 2003-07-10 Siemens Ag Process for the selective generation of reactive particles
DE10163474A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-10 Siemens Ag Method and device for treating and / or reforming gaseous fuels and associated application
DE102007022723A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Basf Se Process for the production of synthesis gas

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K. Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415-416 (2001)
Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693-694 (2008)
Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18(2), 455-459, (2004)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032748A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for the reuse of CO2-containing waste gases
DE102015003680A1 (en) * 2015-03-24 2016-09-29 Peter Paul Smolka Fuel production plant for power plants
WO2018054445A1 (en) 2016-09-25 2018-03-29 Smolka Peter P Fuel production system for power plants
EP3427821A1 (en) 2017-07-14 2019-01-16 AZAD Pharmaceutical Ingredients AG Catalytic composition for co2 conversion
WO2019012160A1 (en) 2017-07-14 2019-01-17 Azad Pharmaceutical Ingredients Ag Catalytic composition for co2 conversion

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