HU222969B1 - Eljárás villamos energia, gőz és szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból - Google Patents

Eljárás villamos energia, gőz és szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból Download PDF

Info

Publication number
HU222969B1
HU222969B1 HU0102620A HUP0102620A HU222969B1 HU 222969 B1 HU222969 B1 HU 222969B1 HU 0102620 A HU0102620 A HU 0102620A HU P0102620 A HUP0102620 A HU P0102620A HU 222969 B1 HU222969 B1 HU 222969B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
gas
unit
steam
atr
combined cycle
Prior art date
Application number
HU0102620A
Other languages
English (en)
Inventor
Henrik O. Fjellhaug
Henning Reier Nilsen
Michel Saigne
Werner Soyez
Original Assignee
Norsk Hydro Asa
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 Norsk Hydro Asa filed Critical Norsk Hydro Asa
Publication of HUP0102620A2 publication Critical patent/HUP0102620A2/hu
Publication of HUP0102620A3 publication Critical patent/HUP0102620A3/hu
Publication of HU222969B1 publication Critical patent/HU222969B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/501Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production 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
    • C01B3/34Production 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
    • C01B3/48Production 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 followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • F01K23/06Plants 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
    • F01K23/064Plants 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 in combination with an industrial process, e.g. chemical, metallurgical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/26Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C01B2203/0288Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step containing two CO-shift steps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405Purification by membrane separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415Purification by absorption in liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435Catalytic purification
    • C01B2203/0445Selective methanation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0475Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0495Composition of the impurity the impurity being water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061Methanol production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066Integration with other chemical processes with fuel cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068Ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872Methods of cooling
    • C01B2203/0883Methods of cooling by indirect heat exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • C01B2203/1211Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235Hydrocarbons
    • C01B2203/1241Natural gas or methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258Pre-treatment of the feed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1288Evaporation of one or more of the different feed components
    • C01B2203/1294Evaporation by heat exchange with hot process stream
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/141At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/142At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/142At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C01B2203/143Three or more reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/146At least two purification steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/146At least two purification steps in series
    • C01B2203/147Three or more purification steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/148Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84Energy production
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

A találmány tárgya eljárás villamos energia, gőz és koncentráltalakban lévő szén-dioxid termeléséhez egy szénhid- rogén nyersanyagból(1), amelynek során szintézisgázt (8) állítanak elő egy levegővelüzemeltetett ATR-egységben (6), a képződött szintézisgázzal (8)hőcserét hajtanak végre, és ezáltal gőzt (10) állítanak elő, és azeljárást úgy hajtják végre, hogy a szintézisgáznak (8) legalább egyrészét egy CO-átalakító egységben (12) és szén-dioxid-ab- szorbeálóegységben (16) és szén-dioxid-deszorbeáló egységben (19) kezelik, éskoncentrált CO2-ot (21) és elszegényedett hidrogéntartalmú gázt (17)állítanak elő, amelyet legalább részben egy kombinált ciklusúgázturbinában (24) égetnek el, és villamos energiát termelnek, akombinált ciklusú gázturbinából (24) levegőt (29) táplálnak az ATR-egységbe (6), és a kombinált ciklusú gázturbinából (24) távozófüstgázzal (26) hőcserével gőzt (31) termelnek, amelyet az áramlásirányát tekintve a CO-átalakító egységet (12) megelőzően termeltgőzzel együtt egy gőzturbinás áramfejlesztő generátorban (32)hasznosítva, lényegében CO2-mentes villamos energiát termelnek. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás villamos energia, gőz és koncentrált alakban lévő szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból. A találmány kiterjed továbbá szintézisgáz-alapú termékek esetleges termelésére az említett eljárással kombinálva.
A villamos energia termelése számos esetben egy reformálóberendezéssel integrált, kombinált ciklusú erőműben történik, ahol a gázturbina hidrogéntartalmú gázzal van üzemeltetve [Integrated Reforming Combined Cycle: integrált reformáló kombinált ciklus: (IRCC)]. Egy ilyen eljárásban az egyik legnagyobb probléma a gázturbina olyan feltételek melletti működtetése, amely feltételek minimális nitrogén-oxid-kibocsátást eredményeznek, ugyanakkor optimális villamosenergia-termelést és gőztermelést biztosítanak.
A villamos energia, gőz és koncentrált szén-dioxid termelésére szolgáló egyik eljárás az interneten a http: /www.hydro.com/konsem/news/eng/1998/980423e.html honlapon lett publikálva. Ebben a publikációban egy olyan eljárás van ismertetve, amelyben a földgáz gőzzel lép reakcióba, egy hidrogéntartalmú gázt eredményezve, amelyet egy villamos energiát termelő, kombinált ciklusú gázturbinában égetnek el.
A JP 608041 számú szabadalmi leírásból megismerhető továbbá egy hidrogéntüzelésű turbina alkalmazása villamos energia termeléséhez. E szerint a szabadalmi leírás szerint a földgázt és az oxigént 1:0,5-1:0,7 mólarányban léptetik reakcióba, az említett tüzelőanyag részleges oxidációjával hidrogént és szén-monoxidot termelve. Ezen eljárás során egy nyomáslengés-elnyelő oxigénleválasztó berendezésbe (Pressure Swing Absorption oxygen separator: PSA) levegőt táplálnak, és az oxigént ezután egy önhevítő termikus reaktorba (Autothermal Thermal Reactor: ATR) juttatják, ahol a földgáz hidrogénné és szén-monoxiddá alakul át. A reformált gáz innen egy CO-átalakító reaktoregységbe lép be, amely a szén-monoxidot szén-dioxiddá alakítja át. A gázkeverék ezután egy membrános gázleválasztó egységbe van bevezetve, amely a hidrogént elválasztja a szén-dioxidtól. A leválasztott CO2-gázt később mossák és deszorbeáltatják. A szénvegyületektől lényegében mentes hidrogént egy gázturbinában használják fel villamosenergia-termeléséhez. Ebben az eljárásban oxigénre van szükség, ami egy energiatakarékos PSA-egységet követel meg. Az alkalmazási folyamatábra szerint a földgáz nyomását a környezeti nyomáshoz közelire kell csökkenteni, lehetővé téve az oxigén hozzáadagolását. A PSA-egységben történő leválasztás után az oxigén nyomását újra meg kell növelni. Ezek a rendkívüli nyomásnövelések csökkentik az eljárás hatásfokát.
A találmány fő célja egy javított eljárás biztosítása villamos energia termeléséhez szénhidrogén nyersanyag vízgőzös reformálásának az alkalmazásával, amelynek során a termelt szén-dioxidnak egy lényeges része nagy koncentrációjú CO2-gázáramként van leválasztva, és ahol a nitrogén-oxidok kibocsátása a hagyományos gázturbinákhoz viszonyítva elfogadható szinteken belül van.
A találmány egy másik célja az említett energiatermelő eljárás során létrehozott szintézisgáz legalább egy részének a hasznosítása szintézisgáztermékek, különösen ammónia, metanol és/vagy dimetil-éter előállítására.
Ami a villamosenergia-termelést illeti, a jelen eljárás felveszi a versenyt a hagyományos erőművekkel, amelyek szénhidrogén nyersanyag, például földgáz elégetésén alapulnak. A szénhidrogének egyszerű elégetésének azonban egyik nagy hátránya a szén-dioxid kibocsátása, mivel az égésből származó füstgáz csak kisebb mennyiségű szén-dioxidot tartalmaz, amely jelenleg nem nyerhető vissza gazdaságosan. A nitrogén-oxidok (NOX) kibocsátása, amelyek az üzemeltetési állapotoktól függően változik, ugyancsak emissziós problémát képezhet.
Alapvető problémát jelent a szén-dioxid és a nitrogén-oxidok kibocsátásának csökkentésénél a kibocsátás megkívánt csökkentésének az elérése az energiatermelésre irányuló eljárás hatásfokának elfogadhatatlan csökkenése nélkül. Az első lépés az alapeljárásnak a fenti követelmények fényében elvégzett kiértékelésében a szintézisgáz-termelő lépés volt. A figyelemre méltó változatos eljárások ismeretében a feltalálók úgy találták, hogy egy ATR számos előnyt biztosítana, és ezért elhatározták, hogy tovább kutatják az ATR üzemeltetésének legjobb módját. Ellentétben a fentebb említett japán szabadalmi leírás által adott kitanítással, azt lehetett megállapítani, hogy az ATR-nek egy levegővel üzemeltetett reaktornak kell lennie, azaz nem oxigénnel üzemeltetett reaktornak. Feltételezni lehetett, hogy az ATR alkalmazása számos szabadságfokban kifejeződő előnyt kínál. így a működési nyomást a koncepció teljes gazdaságosságára való tekintettel lehet megválasztani. A metánszint csökkentését az áramlási irányt tekintve utóbb elhelyezkedő egységek működésének a függvényében lehet változtatni, és végül az ATR-ben előállított szintézisgáz egy viszonylag elszegényedett gáz lenne, amely alkalmas a gázzal üzemeltetett turbinához, és összevethető a kipróbált, nagyméretű kombinált ciklusú erőművekben (IRCC) alkalmazott tüzelőanyagkeverékekkel.
Az ilyen eljárásoknál jól használható szénhidrogén nyersanyag például a földgáz, a kőolaj, a különböző kőolajszármazékok stb. Egy, az ATR előtt elrendezett elő-reformáló egység alkalmazásával a felhasználható nyersanyagot illetően a flexibilitás jelentősen megnő. Leginkább előnyös nyersanyagnak a földgáz tekinthető.
A NOx-problémát illetően azt lehetett megállapítani, hogy az szorosan összefügg a gázturbina működési feltételeivel. A NOx-képződés összefüggésben van a turbinában uralkodó lánghőmérséklettel. Ennek megfelelően gondoskodni kell az említett lánghőmérséklet szabályozásáról. Az említett turbinában elégetendő gázkeverék tartományát az eljárás kivitelezésén keresztül lehet megválasztani a láng hőmérsékletének megkívánt szinten tartásához és még inkább egy elfogadható energiatermelés fenntartásához. A turbinában uralkodó lánghőmérsékletet nagymértékben a futőgáz összetétele határozza meg. Azt lehetett megállapítani, hogy egy levegővel üzemeltetett ATR egy olyan elszegényedett hidrogénbázisú gázkeveréket biztosítana, amely kompatibilis az IRCC-erőművekben használt gázokkal. Azt is meg lehetett állapítani, hogy előnyös az ATR-hez szük2
HU 222 969 Bl séges technológiai levegőt a gázturbina légkompresszorának a kimeneténél elvenni és a nyomását a megkívánt ATR-beinjektálási nyomásra növelni. Ezenkívül a légáramot úgy lehet beállítani, hogy megfeleljen a metánszintcsökkenés elfogadható mértékének, és a futógázkeverék összetétele kompatibilis legyen a gázturbina égési rendszerében képződő NOX elfogadható szintjével. A gázturbinából a levegővel elvett nitrogén a futőgázkeverék egy összetevőjeként vissza van térítve a turbinarészbe, így nagymértékben fenntartva a turbina-tömegáramot.
Ha szükség van rá, egy mérsékelt gőzbeinjektálás alkalmazható a turbinában képződő NOX csökkentéséhez. Az égő optimális kialakításával szintén csökkenteni lehet a NOx-kibocsátást.
A találmány szerinti koncepción belüli egyik változat az ATR kombinálása egy reformáló hőcserélővel. Azt lehetett megállapítani, hogy ezzel a változattal növelni lehetne a CO2 koncentrált formában történő visszanyerését.
A maximális flexibilitás érdekében az alapvető energiatermelő koncepciót különböző termékeknek a meglévő technológiai áramlásokon alapuló termelésével lehet kombinálni. így egy metanoltermelő berendezéssel fel lehet használni valamennyit az ATR-ből származó szintézisgázból, és egy ammóniatermelő berendezéssel hasznosítani lehet valamennyi hidrogén/nitrogén gázt, amely a szintézisgáz átalakulási reakcióját követően van a szén-dioxidból leválasztva. Az egyetlen különleges egység, amelyre az ammóniatermelő berendezéshez szükség lenne, egy hagyományos membrános gázleválasztó egység és egy metanizálóreaktor, az ammóniaszintézis reaktorához képest az áramlással ellenkező irányban.
A találmány körébe tartozik a szintézisgáz előállítása egy levegővel üzemeltetett ATR-egységben, a létrejött szintézisgáz hőcseréje, és ezáltal gőz termelése. A hűtött szintézisgáznak legalább egy részét ezután egy CO-átalakító egységben kezeljük, amely állhat egyetlen CO-átalakító reaktorból is, vagy adott esetben két CO-átalakító reaktor, egy alacsony hőmérsékletű reaktor és egy magas hőmérsékletű reaktor is képezheti. Az említett gázáramot tovább kezeljük egy szén-dioxid-leválasztó egységet képező szén-dioxid-abszorbeáló és -deszorbeáló egységekben szén-dioxid koncentrált áramlásának és egy elszegényedett hidrogéntartalmú gáz áramlásának a létrehozása céljából, amely utóbbit legalább részben egy kombinált ciklusú gázturbinában égetjük el villamos energia termelése céljából. Az említett turbinából levegőt táplálunk be az ATR-egységbe. A gázturbinából kilépő füstgáz hőcseréjével gőz termelhető, amelyet az áramlás irányát tekintve a CO-átalakító egységet megelőzően fejlesztett gőzzel együtt egy gőzturbinában hasznosítjuk villamos energia termeléséhez.
Az ATR-egységet egy reformáló hőcserélővel kombinálhatjuk, ahol a nyersanyagot meg lehet osztani ezen két egység között úgy, hogy a nyersanyagnak előnyösen 50-80%-át tápláljuk be az ATR-be.
Egy elő-reformáló berendezést is el lehet rendezni az áramlási irányt tekintve az ATR-egység előtt.
Az eljárásban termelt gőz egy kis részét a gázturbinába táplálhatjuk, hígítva a hidrogéntartalmú gázt, és ezáltal csökkentve a lánghőmérsékletet a gázturbinában.
A gázturbinából távozó füstgáznak legalább egy részét vissza lehet keringtetni oxigénforrásként az ATRbe, vagy a betáplált levegővel kombinálva a gázturbinába.
A szintézisgáz egy részét metanol-előállításhoz lehet hasznosítani, és ezt különböző módon lehet végrehajtani, ahogy azt az alábbiakban az 1. ábrával összefüggésben ismertetjük.
A szén-dioxid-abszorbeáló egységből származó gáz egy részét ammóniatermeléshez lehet hasznosítani. Ebben az esetben egy részáramot táplálunk be egy membrános gázleválasztó egységbe hidrogén leválasztása céljából, amelyet egy másik hidrogéntartalmú gázárammal keverünk, miáltal a kevert áramlásban a nitrogén:hidrogén arány 1:3 lesz. A nitrogént a membrános gázleválasztó egységből visszatérítjük a fő hidrogéntartalmú gázáramhoz, lényegében a gázturbinába táplálva.
A találmányt részletesebben kiviteli példák és a mellékelt ábrák alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti energiatermelő alapkoncepció egyszerűsített folyamatábráját, míg a 2. ábra egy metanoltermelő berendezéssel és/vagy egy ammóniatermelő berendezéssel kombinált alapkoncepció egyszerűsített folyamatábráját mutatja.
Az 1. ábra a találmány egy lehetséges megvalósítási módjára mutat egy példát. Áramló gáznemű 1 szénhidrogén nyersanyagot, például földgázt táplálunk be, felmelegítjük és megnöveljük a nyomását, mielőtt egy 2 vezetéken keresztül egy 3 telítőberendezéshez vezetjük, ahol 4 technológiai vízzel és egy 4b vezetéken keresztül betáplált lágyított utántöltő vízzel keverjük össze. Az 1 szénhidrogén nyersanyagot, amely legalább részben vízzel van telítve, ezután 5 áramlásként egy önhevítő termikus reaktoregységbe, 6 ATR-egységbe adagoljuk. Egy 7 vezetéken keresztül sűrített levegőt táplálunk a 6 ATR-egységbe. Tetszés szerint egy elő-reformáló berendezést lehet elrendezni az áramlással ellentétes irányban a 6 ATR-egység elé. Ez megnöveli a felhasználható szénhidrogén nyersanyaggal kapcsolatos flexibilitást. Ezáltal lehetővé válik a nehezebb szénhidrogéneket nagyobb arányban tartalmazó szénhidrogén nyersanyagok felhasználása is. A 29 betáplált levegőnek legalább egy részét a gázturbina légkompresszorából lehet betáplálni, és a nyomását a szükséges beinjektálási nyomásra lehet megnövelni. A 6 ATRegység egy kombinált egység is lehet, amely egy önhevítő termikus reaktorból (ATR) és egy reformáló hőcserélőből van összeállítva. A megfelelő egységekbe betáplált szénhidrogén nyersanyag mennyiségét széles határokon belül lehet változtatni. Egy praktikus megoszlás szerint az 1 szénhidrogén nyersanyag 50-80%-a az ATR-be jut, és a fennmaradó rész a reformáló hőcserélőbe. A 6 ATR-egységből távozó 8 szintézisgázt egy 9 vízforraló berendezésben (gőzgenerátorban) lehűtjük, mielőtt 11 áramlásként egy 12 CO-átalakító egységbe
HU 222 969 ΒΙ tápláljuk. Ez a 12 CO-átalakító egység adott esetben két hagyományos CO-átalakító reaktorból, egy alacsony hőmérsékletű (LT) reaktorból és egy magas hőmérsékletű (HT) reaktorból állhat, vagy képezheti egyetlen CO-átalakító reaktor is. Az eredményül kapott 13 gázkeveréket lehűtjük, a kondenzált vizet egy 14 vízleválasztó egységben eltávolítjuk, és az így kezelt 13 gázkeveréket ezután 15 áramlásként egy 16 CO2-abszorbeáló egységbe tápláljuk, amelyből a CO2-gázt és az abszorbenst egy 18 vezetéken keresztül egy 19 CO2deszorbeáló egységbe tápláljuk. A 19 CO2-deszorbeáló egységbe 20b áramlásként járulékos abszorbenst lehet betáplálni. A regenerált abszorbenst, például egy aminoldatot egy 20 vezetéken keresztül visszakeringtetjük a 16 CO2-abszorbeáló egységbe. A koncentrált 21 CO2áramból a vizet egy 22 vízleválasztó egységben távolítjuk el. A technológiai vizet a 22 és 14 vízleválasztó egységből visszakeringtetjük a 3 telítőberendezésbe. A nagy koncentrációjú 21 CO2-áramnak ezután megnövelhetjük a nyomását és kiadagolhatjuk egy 23 vezetéken további felhasználáshoz, például injektálógázként egy olaj- vagy gázmezőben. A 16 CO2-abszorbeáló egységből távozó 17 gáz főként hidrogént és nitrogént tartalmaz és kis mennyiségű CO-ot, CO2-ot és metánt. Ezt a 17 gázt használjuk fel azután tüzelőanyagként egy 24 kombinált ciklusú gázturbinában, amelybe 25 levegőt táplálunk. A 24 kombinált ciklusú gázturbinába a NOX csökkentése céljából adott esetben 10 gőzt lehet táplálni. A 17 gáznak legalább egy részét tüzelőanyagcellában lehet hasznosítani villamos energia közvetlen előállításához. Ha a villamos energiát elektrolízishez használjuk fel, ennél a villamosenergia-előállitási módnál nincs szükség gáztisztitóra. A 24 kombinált ciklusú gázturbinából távozó 26 füstgázt egy 27 gőzgenerátorban vízzel hűtjük, és az innen kilépő gőzt a 30 hőcserélő berendezésben túlhevített állapotba hozhatjuk, mielőtt a 31 áramlást egy 32 gőzturbinás áramfejlesztő generátorba táplálnánk, amelybe 10 gőzt is lehet táplálni. A 28 füstgázt visszakeringtetjük a 6 ATR-egységbe vagy kombinálhatjuk a 24 kombinált ciklusú gázturbinába betáplált 25 levegővel.
A 2. ábrán egy ammóniatermelő berendezés és egy metanoltermelő berendezés van az 1. ábra szerinti alapeljárásba illesztve. A kombinált eljárás akár az egyik, akár mindkét berendezést felhasználhatja. All áramlásból 34 szintézisgázt lehet elvonni, amelyet egy metanolszintézisbe lehet betáplálni. Az átalakítás után fennmaradt 37 szintézisgázt vissza lehet keringtetni a 11 áramlásba, míg az előállított metanolt egy 36 vezetéken keresztül lehet eltávolítani. A 34 szintézisgázt alternatív módon egy membrános gázleválasztó egységben lehet kezelni, kivonva a hidrogént és a szén-dioxidot nyersanyagként a 35 metanolszintézishez. Ehhez a nyersanyaghoz a 23 áramlásból pótlólagos szén-dioxidot lehet adagolni. Az említett membrános gázleválasztó egységből a többi frakciót ezután visszakeringtetjük all áramlásba.
Az ammóniaszintézishez szükséges nyersanyagot a 17 gázt szállító vezetékből lehet elvonni. Először egy leágaztatott áramlást táplálunk egy 40 membrános gázleválasztó egységbe, hogy 42 hidrogént tápláljunk a vezetékbe, és ezzel beállítsuk a H2:N2 arányt 3:1re, mielőtt ezt a gázkeveréket egy 43 metanizálóreaktorban kezelnénk a 45 ammóniát termelő 44 ammóniaszintézist megelőzően. A 40 membrános gázleválasztó egységből a nitrogént a 41 vezetéken keresztül visszakeringtetjük a 24 kombinált ciklusú gázturbinához vezetett 17 gázba.
1. példa
Ez a példa a jelen találmány eredményeit mutatja, tekintettel a villamos energia előállítására, a hatásfokra és a szén-dioxidnak, mint egy, az 1. ábra szerinti eljárásban nyert koncentrált áramlásnak a kinyerésére. A példa továbbá az eljárás hatásfokát, a koncentrált szén-dioxidvisszanyerést és a teljes energiatermelést mutatja egy olyan hasonló eljárással összehasonlítva, amelynek során egy elsődleges-másodlagos reformálóegységet alkalmaznak a szintézisgáz gyártásához. Ez a szemléltető példa a 6 ATR-egységhez történő füstgáz-visszakeringtetés hatását mutatja be, és bemutatja az önhevítő termikus reaktor (ATR) és egy reformáló hőcserélő kombinálásának a hatását is. A következő táblázatban az említett kombináció jelölése: ATR-RE (önhevítő termikus reaktoregység - reformáló hőcserélő). A találmány szerinti eljárást összehasonlítjuk egy másodlagos-elsődleges reformálóegység kombinációjának alkalmazásával is, amellyel szintézisgázt lehet előállítani, ennek a jelölése a táblázatban: SR/PR (secondary reformer/primary reformer). A reformálóegységbe betáplált nyersanyag moláris gőz: szén aránya is ki van mutatva a táblázatban, jelölése: Gőz:C.
1. táblázat
ATR alap, két CO- átalakítás ATR alap, egyCOátalakítás ATR Füstgázvisszakeringtetés hűtés nélkül ATR Füstgázvisszakeringtetés- hűtés 30 °C-ra ATR Füstgázvisszakeringtetés, hűtés nélkül csökkentett technológiai gőz ATR-RE SP/PR két CO- átalakítás
Földgáz LVH (MW) 823,2 823,2 823,2 823,2 823,2 823,2 882,71
Gőz:C 2,0:1 2,0:1 2,0:1 2,0:1 2,0:1 3,2:1 2,8:1
HU 222 969 Bl
1. táblázat (folytatás)
ATR alap, két CO- átalakítás ATR alap, egy COátalakítás ATR Füstgázvisszakcringtetes hűtés nélkül ATR Füstgázvisszakeringtetéshűtés 30 °C-ra ATR Füstgázvisszakeringtetés, hűtés nélkül csökkentett technológiai gőz ATR-RE SP/PR két CO- átalakítás
Gáz. összet. turbina üzema. ch4 0,0175 0,0173 0,0095 0,017 0,0109 0,0023 0,0328
1 CO 0,0052 0,0118 0,0024 0,0028 0,0039 0,0034 0,0038
I CO2 0,0006 0,0006 0,0005 0,0005 0,0005 0,0007 0,0001
h2 0,5611 0,5476 0,4216 0,4015 0,4282 0,6272 0,7697
n2 0,4106 0,4055 0,5592 0,5713 0,5757 0,3621 0,1846
Ar 0,0049 0,0048 0,0067 0,0069 0,0069 0,0043 0,0021
Gázáram (kmol/óra) 17,176 17,390 23,648 23,148 22,971 17,641 15,520
I Energia (MW) gázturbina 287,42 287,87 298,82 295,25 298,39 302,03 289,77
Energia (MW) gőz 139,54 137,9 143,64 135,28 154,38 113,10 149,11
Energia (MW) exp. kompr. 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,46
Energia (MW) légkompr. 33,82 33,82 80,66 61,12 80,64 30,61 12,55
Teljes energia (MW) 397,48 396,29 366,14 373,75 376,47 388,86 430,79
Hatásfok (%) 48,3 48,1 44,5 45,4 45,7 46,9 48,8
CO2-kinyerés (%) 88,8 85,7 91,7 87,3 90,3 95,8 84,5
A fenti eredményekből látni lehet, hogy a találmány szerinti eljárással a termelt CO2-nak mintegy 95,8%-át lehet visszanyerni. Az eredmények azt is megmutatják, hogy a találmányi koncepción belül a hatásfok, az energiatermelés és a CO2 mennyisége a működési feltételektől függően változik, és hogy az eljárásnak nagy flexibilitása van. A NOx-képződés lényegében a 24 kombinált ciklusú gázturbinába betáplált gáz hidrogénhányadának a függvénye.
A jelen találmány olyan eljárást biztosít tiszta széndioxid előállításához, amely például olajfekübe injektálható hajtógázként is alkalmazható. Az IRCC-üzem így minimális szén-dioxid-kibocsátással működik. Ezenkívül az eljárás egy hidrogénbázisú elszegényedett égési fütőgázkeveréket biztosít, amely alkalmas a tüzeléshez a jelenleg használatos gázturbina-technológiánál. A gázturbinába betáplált gázkeverék gőzzel történő mérsékelt hígítása az egyetlen, amelyet a szükséges NOx-csillapításhoz alkalmazni lehet.

Claims (11)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás villamos energia, gőz és koncentrált alakban lévő szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból (1), amelynek során szintézisgázt (8) állítunk elő egy levegővel üzemeltetett önhevítő termikus reaktoregységben (ATR) (6), a képződött szintézisgázzal (8) hőcserét hajtunk végre, és ezáltal gőzt (10) állítunk elő, azzal jellemezve, hogy a szintézisgáznak (8) legalább egy részét egy CO-átalakító egységben (12), valamint szén-dioxid-abszorbeáló és -deszorbeáló egységekben (16, 19) kezeljük, és koncentrált CO2-ot (21) és elszegényedett hidrogéntartalmú gázt (17) állítunk elő, amelyet legalább részben egy kombinált ciklusú gázturbinában (24) égetünk el, és villamos energiát termelünk, ugyanakkor a kombinált ciklusú gázturbinából (24) levegőt (29) táplálunk az ATR-egységbe (6), emellett a kombinált ciklusú gázturbinából (24) távozó füstgázzal (26) hőcserével gőzt (31) termelünk, amelyet az
    HU 222 969 Bl áramlás irányát tekintve a CO-átalakitó egységet (12) megelőzően termelt gőzzel (10) együtt egy gőzturbinás áramfejlesztő generátorban (32) hasznosítva, lényegében CO2-mentes villamos energiát termelünk.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy ATR-egységgel (6) kombinált reformáló hőcserélőt tartalmazó reformálóegységet alkalmazunk.
  3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén nyersanyagnak (1) az 50-80%-át az ATR-egységbe (6), a fennmaradó nyersanyagot pedig a reformáló hőcserélőbe tápláljuk.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ATR-egységet (6) megelőzve egy elő-reformáló egységet alkalmazunk.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egyetlen CO-átalakító egységet (12) alkalmazunk.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kombinált ciklusú gázturbinába (24) gőzt táplálva hígítjuk az elszegényedett hidrogéntartalmú gázt (17).
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a füstgázt (28) a kombinált ciklusú gázturbinából (24) visszakeringtetjük az ATR-egységbe (6).
  8. 8. Az 1 -7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kombinált ciklusú gázturbinából (24) származó füstgáznak (28) legalább egy részét a kombinált ciklusú gázturbinába (24) betáplált levegővel (25) kombináljuk.
  9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szintézisgáz (8) egy részét metanol termeléséhez használjuk, és a fennmaradó szintézisgázt (8) tovább kezeljük az áramlás irányába eső egységekben (12, 16, 19), mielőtt a villamosenergia-termelésben hasznosítjuk.
  10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szén-dioxid-abszorbeáló egységből (16) az elszegényedett hidrogéntartalmú gáz (17) egy részét ammónia (45) előállításához használjuk, ennek során egy membrános gázleválasztó egységben (40) leválasztjuk a gázt (17), beállítjuk az ammóniafeltételekhez tartozó nitrogén . hidrogén arányt, a leválasztott nitrogént visszatérítjük az elszegényedett hidrogéntartalmú gáz (17) főáramába, és a nitrogént és hidrogént 1:3 arányban tartalmazó áramlást az ammóniaszintézist megelőzően egy metanizálóreaktorban (43) kezeljük.
  11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szén-dioxid-abszorbeáló egységből (16) származó elszegényedett hidrogéntartalmú gáz (17) egy részét tüzelőanyagként alkalmazva egy tüzelőanyag-cellába tápláljuk, és villamos energiát termelünk.
HU0102620A 1998-07-13 1998-07-13 Eljárás villamos energia, gőz és szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból HU222969B1 (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/NO1998/000213 WO2000003126A1 (en) 1998-07-13 1998-07-13 Process for generating electric energy, steam and carbon dioxide from hydrocarbon feedstock

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0102620A2 HUP0102620A2 (hu) 2001-11-28
HUP0102620A3 HUP0102620A3 (en) 2002-04-29
HU222969B1 true HU222969B1 (hu) 2004-01-28

Family

ID=19907882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0102620A HU222969B1 (hu) 1998-07-13 1998-07-13 Eljárás villamos energia, gőz és szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból

Country Status (23)

Country Link
US (1) US6505467B1 (hu)
EP (1) EP1105625B1 (hu)
JP (1) JP4190151B2 (hu)
CN (1) CN1116501C (hu)
AT (1) ATE249572T1 (hu)
AU (1) AU744197B2 (hu)
BR (1) BR9815946A (hu)
CA (1) CA2337394C (hu)
CZ (1) CZ294769B6 (hu)
DE (1) DE69818111T2 (hu)
DK (1) DK1105625T3 (hu)
EE (1) EE04622B1 (hu)
ES (1) ES2206972T3 (hu)
HU (1) HU222969B1 (hu)
ID (1) ID28247A (hu)
IL (1) IL140627A (hu)
NO (1) NO319178B1 (hu)
NZ (1) NZ509572A (hu)
PL (1) PL195221B1 (hu)
RU (1) RU2213051C2 (hu)
SK (1) SK286791B6 (hu)
TR (1) TR200100067T2 (hu)
WO (1) WO2000003126A1 (hu)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6669744B2 (en) 1998-04-14 2003-12-30 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the production of synthesis gas
GB0025150D0 (en) 2000-10-13 2000-11-29 Air Prod & Chem A process and apparatus for the production of synthesis gas
BR9914560A (pt) * 1998-10-14 2001-06-26 Ida Tech Llc Reformador de vapor, e, processo para produzir hidrogênio que contenha concentrações de monóxido de carbono e de dióxido de carbono abaixo de um nìvel mìnimo definido
CA2352626A1 (fr) 2001-07-12 2003-01-12 Co2 Solution Inc. Couplage d'une pile a hydrogene a un bioreacteur enzymatique de transformation et sequestration du co2
MY128179A (en) * 2001-10-05 2007-01-31 Shell Int Research System for power generation in a process producing hydrocarbons
US20030162846A1 (en) 2002-02-25 2003-08-28 Wang Shoou-L Process and apparatus for the production of synthesis gas
NO20023050L (no) 2002-06-21 2003-12-22 Fleischer & Co Fremgangsmåte samt anlegg for utf degree relse av fremgangsmåten
GB0314813D0 (en) * 2003-06-25 2003-07-30 Johnson Matthey Plc Reforming process
US20040265651A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Meyer Steinberg Combined-Cycle Energy, Carbon and Hydrogen Production Process
US7163758B2 (en) * 2003-06-27 2007-01-16 Hce, Llc Integrated plasma fuel cell process
DE10355494B4 (de) * 2003-11-27 2009-12-03 Enerday Gmbh System und Verfahren zum Umsetzen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat
US7024800B2 (en) * 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7685737B2 (en) 2004-07-19 2010-03-30 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7694523B2 (en) * 2004-07-19 2010-04-13 Earthrenew, Inc. Control system for gas turbine in material treatment unit
US20070084077A1 (en) * 2004-07-19 2007-04-19 Gorbell Brian N Control system for gas turbine in material treatment unit
US7024796B2 (en) * 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage
US20060149423A1 (en) * 2004-11-10 2006-07-06 Barnicki Scott D Method for satisfying variable power demand
FR2877939B1 (fr) * 2004-11-16 2007-02-02 Air Liquide Procede et installation pour la production combinee d'hydrogene et de dioxyde de carbone
FR2881417B1 (fr) * 2005-02-01 2007-04-27 Air Liquide Procede de production de gaz de synthese a faible emission de dioxyde de carbone
DE102005012902A1 (de) * 2005-03-21 2006-09-28 Steag Saar Energie Ag Kraftwerksanlage
DE102005021981B3 (de) * 2005-05-12 2006-10-26 Mtu Cfc Solutions Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzellenanordnung und Brennstoffzellenanordnung
CN100389251C (zh) * 2005-05-27 2008-05-21 北京化工大学 一种燃气动力循环系统及循环方法
JP4855730B2 (ja) * 2005-07-29 2012-01-18 株式会社東芝 水素製造システム
US20070130831A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 General Electric Company System and method for co-production of hydrogen and electrical energy
US7610692B2 (en) * 2006-01-18 2009-11-03 Earthrenew, Inc. Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes
US20070163316A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-19 Earthrenew Organics Ltd. High organic matter products and related systems for restoring organic matter and nutrients in soil
US7632476B2 (en) * 2006-03-09 2009-12-15 Praxair Technology, Inc. Method of recovering carbon dioxide from a synthesis gas stream
NZ571184A (en) 2006-03-24 2011-06-30 Wisconsin Alumni Res Found Method for producing bio-fuel that integrates heat from carbon-carbon bond-forming reactions to drive biomass gasification reactions
US9605522B2 (en) * 2006-03-29 2017-03-28 Pioneer Energy, Inc. Apparatus and method for extracting petroleum from underground sites using reformed gases
US7506685B2 (en) * 2006-03-29 2009-03-24 Pioneer Energy, Inc. Apparatus and method for extracting petroleum from underground sites using reformed gases
EP2126355A2 (en) * 2006-12-16 2009-12-02 Christopher J. Papile Methods and/or systems for removing carbon dioxide and/or generating power
EP1944268A1 (en) 2006-12-18 2008-07-16 BP Alternative Energy Holdings Limited Process
US7650939B2 (en) * 2007-05-20 2010-01-26 Pioneer Energy, Inc. Portable and modular system for extracting petroleum and generating power
US8616294B2 (en) 2007-05-20 2013-12-31 Pioneer Energy, Inc. Systems and methods for generating in-situ carbon dioxide driver gas for use in enhanced oil recovery
US20090173080A1 (en) * 2008-01-07 2009-07-09 Paul Steven Wallace Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production
US8528343B2 (en) 2008-01-07 2013-09-10 General Electric Company Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production
US20090173081A1 (en) * 2008-01-07 2009-07-09 Paul Steven Wallace Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production
US8272216B2 (en) * 2008-02-22 2012-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for converting solar thermal energy
US8375725B2 (en) * 2008-03-14 2013-02-19 Phillips 66 Company Integrated pressurized steam hydrocarbon reformer and combined cycle process
JP5365037B2 (ja) * 2008-03-18 2013-12-11 トヨタ自動車株式会社 水素生成装置、アンモニア燃焼内燃機関、及び燃料電池
US8450536B2 (en) 2008-07-17 2013-05-28 Pioneer Energy, Inc. Methods of higher alcohol synthesis
DE102008048062B3 (de) * 2008-09-19 2010-04-08 Forschungszentrum Jülich GmbH IGCC-Kraftwerk mit Rauchgasrückführung und Spülgas
FR2941937B1 (fr) * 2009-02-09 2011-08-19 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'hydrogene avec captation totale du co2, et reduction du methane non converti
EP2226881B1 (en) * 2009-02-12 2011-10-19 Electro Power Systems S.p.A. A method for detecting the flooding of a fuel cell in a back-up electric fuel cell generator and for accordingly recovering the flooded fuel cell
EP2233430A1 (en) 2009-03-24 2010-09-29 Hydrogen Energy International Limited Process for generating hydrogen and carbon dioxide
EP2233433A1 (en) 2009-03-24 2010-09-29 Hydrogen Energy International Limited Process for generating electricity and for sequestering carbon dioxide
EP2233432A1 (en) 2009-03-24 2010-09-29 Hydrogen Energy International Limited Plant for generating electricity and for sequestrating carbon dioxide
CN101880046A (zh) * 2009-05-05 2010-11-10 中村德彦 复合设备
EA201171469A1 (ru) 2009-05-26 2012-05-30 Университи Оф Дзе Витватерсранд, Йоханнесбург Система, поглощающая углерод, используемая при производстве синтез-газа
US7937948B2 (en) * 2009-09-23 2011-05-10 Pioneer Energy, Inc. Systems and methods for generating electricity from carbonaceous material with substantially no carbon dioxide emissions
JP5495749B2 (ja) * 2009-12-10 2014-05-21 三菱重工業株式会社 水素製造設備および発電プラント
US8590490B2 (en) * 2010-02-18 2013-11-26 King Fahd Univ. Of Petroleum & Minerals Carbon-free fire tube boiler
WO2011118031A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼制御装置
IT1399300B1 (it) * 2010-04-19 2013-04-16 Luminari Impianto integrato a scarico zero per la produzione di elettricita' e idrogeno, con cattura della co2, recupero di calore e con disponibilita' di acqua da destinare al riscaldamento di edifici.
US8268023B2 (en) * 2010-04-26 2012-09-18 General Electric Company Water gas shift reactor system for integrated gasification combined cycle power generation systems
US9062525B2 (en) * 2011-07-07 2015-06-23 Single Buoy Moorings, Inc. Offshore heavy oil production
US20130127163A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Air Products And Chemicals, Inc. Decarbonized Fuel Generation
ES2439620B1 (es) * 2012-01-23 2015-01-05 Fundación Centro De Innovación Y Desarrollo Tecnológico Proceso para la obtención de energía eléctrica a partir de combustión de carbón, horno de reducción de co2, dos turbinas y un motor de gas
US9377202B2 (en) 2013-03-15 2016-06-28 General Electric Company System and method for fuel blending and control in gas turbines
US9382850B2 (en) 2013-03-21 2016-07-05 General Electric Company System and method for controlled fuel blending in gas turbines
RU2524317C1 (ru) * 2013-03-27 2014-07-27 Геннадий Павлович Барчан Способ преобразования энергии с регенерацией энергоносителей в циклическом процессе теплового двигателя
US10113448B2 (en) * 2015-08-24 2018-10-30 Saudi Arabian Oil Company Organic Rankine cycle based conversion of gas processing plant waste heat into power
RU2725983C2 (ru) * 2017-01-17 2020-07-08 Андрей Владиславович Курочкин Автотермический реактор
CN108331625B (zh) * 2017-12-29 2019-10-25 华中科技大学 一种利用天然气电厂排烟汽化潜热的发电系统
IT202100010631A1 (it) 2021-04-27 2022-10-27 Energean Italy S P A Processo per produrre idrogeno da una materia prima idrocarburica.
AU2023237524A1 (en) * 2022-03-21 2024-08-08 Topsoe A/S Process for co-producing ammonia and methanol with reduced carbon
WO2023217804A1 (en) * 2022-05-12 2023-11-16 Topsoe A/S Process and plant for producing synthesis gas

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193259A (en) * 1979-05-24 1980-03-18 Texaco Inc. Process for the generation of power from carbonaceous fuels with minimal atmospheric pollution
AU638543B2 (en) * 1990-02-09 1993-07-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Process for purifying high-temperature reducing gases and integrated coal gasification combined cycle power generation plant
GB9105095D0 (en) * 1991-03-11 1991-04-24 H & G Process Contracting Improved clean power generation
PE17599A1 (es) * 1996-07-09 1999-02-22 Syntroleum Corp Procedimiento para convertir gases a liquidos
US6106110A (en) 1996-10-09 2000-08-22 Nocopi Technologies, Inc. Secure thermal ink jet printing composition and substrate and method and apparatus utilizing same
JP2002536276A (ja) * 1999-02-03 2002-10-29 テキサコ デベロプメント コーポレーション アンモニア合成からのパージガスの利用
US6314715B1 (en) * 1999-06-03 2001-11-13 General Electric Co. Modified fuel gas turbo-expander for oxygen blown gasifiers and related method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4190151B2 (ja) 2008-12-03
NZ509572A (en) 2003-10-31
US6505467B1 (en) 2003-01-14
PL195221B1 (pl) 2007-08-31
CA2337394C (en) 2006-07-04
EP1105625A1 (en) 2001-06-13
SK286791B6 (sk) 2009-05-07
NO20006618L (no) 2000-12-22
NO20006618D0 (no) 2000-12-22
AU8753898A (en) 2000-02-01
CA2337394A1 (en) 2000-01-20
AU744197B2 (en) 2002-02-21
ID28247A (id) 2001-05-10
BR9815946A (pt) 2001-02-28
PL345658A1 (en) 2002-01-02
DE69818111D1 (de) 2003-10-16
EP1105625B1 (en) 2003-09-10
DE69818111T2 (de) 2004-06-03
JP2002520533A (ja) 2002-07-09
DK1105625T3 (da) 2004-01-26
RU2213051C2 (ru) 2003-09-27
WO2000003126A1 (en) 2000-01-20
SK392001A3 (en) 2001-08-06
CN1301327A (zh) 2001-06-27
IL140627A0 (en) 2002-02-10
IL140627A (en) 2004-06-01
HUP0102620A2 (hu) 2001-11-28
HUP0102620A3 (en) 2002-04-29
CZ294769B6 (cs) 2005-03-16
ES2206972T3 (es) 2004-05-16
TR200100067T2 (tr) 2001-05-21
NO319178B1 (no) 2005-06-27
CN1116501C (zh) 2003-07-30
EE200100019A (et) 2002-06-17
EE04622B1 (et) 2006-04-17
CZ20004883A3 (en) 2001-06-13
ATE249572T1 (de) 2003-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU222969B1 (hu) Eljárás villamos energia, gőz és szén-dioxid termelésére szénhidrogén nyersanyagból
EP3583067B1 (en) Process for the synthesis of ammonia with low emissions of co2 in atmosphere
RU2011110497A (ru) Системы и способы производства сверхчистого водорода при высоком давлении
CA3217663A1 (en) Method for production of blue ammonia
US8268896B2 (en) Co-production of fuels, chemicals and electric power using gas turbines
TW202319334A (zh) 氫製造結合co2捕捉的方法
JP4030846B2 (ja) メタノールの製造方法および装置
AU778771B2 (en) Cogeneration of methanol and electrical power
WO2023180114A1 (en) Process for co-producing ammonia and methanol with reduced carbon
WO1999041188A1 (en) Process for producing electrical power and steam
CN116761774A (zh) 用于制备合成气的方法
DK202100461A1 (en) Co-producing ammonia, optionally methanol, and hydrogen and/or carbon monoxide
EP4375235A2 (en) Integration of hydrogen fueled gas turbine with a hydrocarbon reforming process
MXPA01000346A (en) Process for generating electric energy, steam and carbon dioxide from hydrocarbon feedstock
Kvamsdal et al. Natural gas fired power plants with CO2-capture-process integration for high fuel-to-electricity conversion efficiency
GB2619949A (en) Process
WO2024110379A1 (en) Conversion of h2 and off-gas containing co2 to synfuels
RO114590B1 (ro) Procedeu de obținere a amoniacului

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20031204

GB9A Succession in title

Owner name: STATOIL ASA, NO

Free format text: FORMER OWNER(S): NORSK HYDRO ASA, NO

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees