NL2014701A - Werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process. - Google Patents

Abstract

Werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, waarbij een eerste scheidingsinrichting (10) is verschaft voor het volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces) scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel, een eerste omzettingsinrichting (17, 20, 30, 25) is verschaft voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel, waarbij voor het spoelen van de eerste scheidingsinrichting (10) gebruik wordt gemaakt van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET ONTZWAVELEN VAN EEN GASMENGSEL VOLGENS EEN PRESSURE SWING ADSORPTION PROCESS

De uitvinding betreft een werkwijze voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van het zwavelhoudende eerste gasmengsel,(ii) het in een eerste scheidingsinrichting scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), waarbij het eerste gasmengsel wordt ingelaten in ten minste een met een zwavelvrij spoelgas gespoeld vat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, waarbij althans een deel van het in de tweede stap (ii) afgescheiden ontzwavelde tweede gasmengsel wordt geleid naar een eerste omzettingsinrichting, waarin in een derde stap (iii) het tweede gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel.

Afhankelijk van het type omzettingsinrichting is het vierde gasmengsel een omgezet gasmengsel dat bedoeld is voor verder gebruik, of is het een nevenproduct dat wordt verkregen in de derde stap (iii) bij het omzetten van het tweede gasmengsel in een omgezet product.

Het begrip "omzetten" dient aldus ruim te worden begrepen, en omvat bijvoorbeeld als het zwavelhoudende gasmengsel zwavelhoudend aardgas is, het opwekken van mechanisch vermogen in een gasmotor, het genereren van waterstof in een waterstofgenerator, of het opwekken van elektriciteit met behulp van een combinatie van een reformer en een brandstofcel. In deze voorbeelden is het "omgezet product" respectievelijk mechanisch vermogen, waterstofgas en elektriciteit, en omvat het zwavelhoudend gasmengsel kooldioxide.

Een dergelijke werkwijze is op zich bekend.

Volgens de bekende werkwijze wordt een deel van het in de tweede stap (ii) ontzwavelde gasmengsel terug geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

Het wordt als een inherent nadeel van de bekende werkwijze beschouwd dat aldus een deel van het ontzwavelde gasmengsel niet wordt gebruikt voor het in de omzettingsinrichting omzetten van dat gasmengsel in een omgezet product.

Het is een doel van de uitvinding het rendement van de bekende werkwijze te verbeteren door het gebruik van het in de tweede stap (ii) ontzwavelde gasmengsel voor het spoelen van het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat te voorkomen, althans te beperken.

Dit doel wordt gerealiseerd, en andere voordelen worden behaald, met een werkwijze van het in de aanhef genoemde type, waarbij overeenkomstig de uitvinding voor het spoelen van het ten minste ene vat gebruik wordt gemaakt van althans een deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel.

De uitvinding berust op het inzicht dat het voor het spoelen van een vat van een PSA-scheidingsinrichting, anders dan volgens een werkwijze volgens de stand der techniek niet noodzakelijk is dit spoelen met een in die PSA-inrichting afgescheiden schoon productgas (het ontzwavelde tweede gasmengsel) uit te voeren, maar dat ieder gasmengsel dat door omzetting uit dat tweede gasmengsel is verkregen, in beginsel geschikt is om te worden gebruikt als spoelgas.

In een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel direct geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

Wanneer bij deze werkwijze het eerste gasmengsel aardgas bevat, is de omzettingsinrichting bijvoorbeeld een gasmotor of een gasturbine, en bevat het zwavelvrije vierde gasmengsel kooldioxide (C02) , of is de eerste omzettingsinrichting een brandstofcel, en bevat het zwavelvrije vierde gasmengsel kooldioxide (C02) .

In deze uitvoeringsvormen wordt zwavelhoudend aardgas in een PSA-scheidingsinrichting gescheiden in zwavelvrij aardgas en zwavelhoudende restgassen. Anders dan bij een werkwijze volgens de stand der techniek hoeft geen gezuiverd zwavelvrij aardgas te worden terug geleid naar de PSA-inrichting voor het spoelen van die inrichting, maar wordt voor het spoelen gebruik gemaakt van de (zwavelvrije) verbrandingsgassen van de gasmotor, hetgeen een kostenbesparing ten opzichte bekende werkwijzen oplevert.

In een volgende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding waarbij het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede scheidingsinrichting voor het scheiden van dat deel in een vijfde en een zesde gasmengsel, wordt althans een deel van het vijfde of zesde gasmengsel geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

Wanneer bij deze werkwijze het eerste gasmengsel aardgas bevat, de omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, het vijfde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat en het zesde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat, wordt althans een deel van het zesde gasmengsel geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

In deze uitvoeringsvorm wordt zwavelhoudend aardgas in een PSA-scheidingsinrichting gescheiden in zwavelvrij aardgas en zwavelhoudende restgassen, en wordt het zwavelvrije aardgas in de waterstofgenerator onder toevoeging van zuurstof e# lucht of warmte grotendeels omgezet in waterstofgas, kooldioxide, koolmonoxide en water. Anders dan bij een werkwijze volgens de stand der techniek, hoeft geen gezuiverd zwavelvrij aardgas te worden terug geleid naar de PSA-inrichting voor het spoelen van die inrichting, maar wordt voor het spoelen gebruik gemaakt van de (zwavelvrije) omgezette restgassen van de reformer (in hoofdzaak kooldioxide, koolmonoxide), hetgeen een kostenbesparing ten opzichte bekende werkwijzen oplevert.

In een volgende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, en het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede scheidingsinrichting voor het scheiden van dat deel in een vijfde gasmengsel dat waterstofgas (H2) en een zesde gasmengsel dat kooldioxide (C02) bevat, waarbij althans een deel van het vijfde gasmengsel wordt geleid naar een tweede omzettingsinrichting, waarin het vijfde gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij zevende gasmengsel, wordt althans een deel van het zevende gasmengsel geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

De tweede scheidingsinrichting is hierbij bijvoorbeeld een voor waterstofgas (H2) permeabel membraan, waarbij de restgassen tenminste kooldioxide (C02) bevat, of de scheidingsinrichting is bijvoorbeeld een inrichting voor het scheiden volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), waarbij de restgassen tenminste kooldioxide (C02) bevatten.

In nog een volgende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, het vijfde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat, waarbij althans een deel van het vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede omzettingsinrichting waarin het vierde gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij vijfde gasmengsel, wordt althans een deel van het vijfde gasmengsel geleid naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

De tweede omzettingsinrichting hierbij is bijvoorbeeld een brandstofcel, en de restgassen bevatten hierbij tenminste kooldioxide (C02) .

De waterstofgenerator in de genoemde uitvoeringsvormen is bijvoorbeeld een steam reformer, een autotherme reformer of een partiële-oxidatiereactor.

De uitvinding betreft voorts een inrichting voor het volgens de hierboven beschreven werkwijze ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, welke inrichting omvat: een eerste scheidingsinrichting voor het volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces) scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een tweede gasmengsel met een relatief laag gehalte zwavelhoudend materiaal en een derde gasmengsel met een relatief minder laag gehalte zwavelhoudend materiaal, welke eerste scheidingsinrichting ten minste een vat omvat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, en een eerste omzettingsinrichting voor het omzetten van het tweede gasmengsel in een omgezet product en ten minste een zwavelvrij vierde gasmengsel, waarbij retourleidingmiddelen zijn verschaft voor het leiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

In een uitvoeringsvorm van deze inrichting, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, is de eerste omzettingsinrichting een gasmotor of een gasturbine. Hierbij bevat het zwavelvrije vierde gasmengsel kooldioxide (C02) .

In nog een uitvoeringsvorm van deze inrichting, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, is de eerste omzettingsinrichting een brandstofcel, bijvoorbeeld een vast-oxide brandstofcel (solid oxide fuel cell (SOFC)). Hierbij bevat het zwavelvrije vierde gasmengsel in hoofdzaak kooldioxide, koolmonoxide, en niet verbruikt methaan.

In een volgende uitvoeringsvorm van een een inrichting voor het volgens de hierboven beschreven werkwijze ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvat deze inrichting: een eerste scheidingsinrichting voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting ten minste een vat omvat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel, en een tweede scheidingsinrichting (voor het scheiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel in een vijfde en een zesde gasmengsel, waarbij retourleidingmiddelen zijn verschaft voor het leiden van althans een deel van het vijfde of zesde gasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

In een uitvoeringsvorm van deze inrichting, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat en de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator omvat, het vijfde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat en het zesde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat, is deze inrichting voorzien van retourleidingmiddelen voor het leiden van althans een deel het zesde gasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

In een volgende uitvoeringsvorm van een inrichting voor het volgens de hierboven beschreven werkwijze ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvat deze inrichting: een eerste scheidingsinrichting voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel, volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting ten minste een vat omvat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een waterstofgas (H2) en kooldioxide (C02) bevattend vierde gasmengsel, welke eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator omvat, een tweede scheidingsinrichting voor het scheiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel in een vijfde en een zesde gasmengsel, en een tweede omzettingsinrichting voor het omzetten van het vierde of vijfde gasmengsel in tenminste een zwavelvrij zevende gasmengsel, waarbij retourleidingmiddelen zijn verschaft voor het leiden van althans een deel van het zevende gasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

De tweede scheidingsinrichting is hierbij bijvoorbeeld een voor waterstofgas (H2) permeabel membraan of een inrichting voor het scheiden volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces).

In een volgende uitvoeringsvorm van een inrichting voor het volgens de hierboven beschreven werkwijze ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvat deze inrichting: een eerste scheidingsinrichting voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting ten minste een vat omvat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een waterstofgas (H2) en kooldioxide (C02) bevattend vierde gasmengsel, welke eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator omvat, en een tweede omzettingsinrichting voor het omzetten van het vierde gasmengsel in tenminste een zwavelvrij restgasmengsel, waarbij retourleidingmiddelen zijn verschaft voor het leiden van althans een deel van restgasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

De tweede scheidingsinrichting omvat bijvoorbeeld een voor waterstofgas (H2) permeabel membraan of een inrichting voor het scheiden volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces).

In nog een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het volgens de hierboven beschreven werkwijze ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvat deze inrichting: een eerste scheidingsinrichting voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting ten minste een vat omvat waarin een adsorptiemassa voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting (30) voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een waterstofgas (H2) en kooldioxide (C02) bevattend vierde gasmengsel, welke eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator omvat, en een tweede omzettingsinrichting voor het omzetten van het vierde gasmengsel in tenminste een zwavelvrij restgasmengsel, waarbij retourleidingmiddelen zijn verschaft voor het leiden van althans een deel van restgasmengsel naar het ten minste ene vat voor het spoelen van dat vat.

De tweede omzettingsinrichting in deze laatste uitvoeringsvormen is bijvoorbeeld een brandstofcel. De restgassen bevatten hierbij tenminste kooldioxide (C02) .

De waterstofgenerator is bijvoorbeeld een steam reformer, een autotherme reformer of een partiële-oxidatiereactor.

De uitvinding zal in het volgende worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeelden, onder verwijzing naar de tekeningen.

In de tekeningen tonen

Fig. 1 in schematische weergave een eerste uitvoeringsvorm van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend gasmengsel,

Fig. 2 in schematische weergave een tweede uitvoeringsvorm van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend gasmengsel,

Fig. 3 in schematische weergave een derde uitvoeringsvorm van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend gasmengsel,

Fig. 4 in schematische weergave een vierde uitvoeringsvorm van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend gasmengsel, en

Fig. 5 in schematische weergave een vijfde uitvoeringsvorm van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend gasmengsel.

In de figuren zijn overeenkomstige onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingsgetallen.

Fig. 1 is een schematische weergave van een werkwijze en inrichting 60 voor het ontzwavelen van zwavelhoudend aardgasmengsel met een PSA-apparaat 10, waarvan het productgas wordt gevoed aan een gasmotor 17.

Het PSA-apparaat 10 omvat vier vaten 1, 2, 3, 4, die elk een adsorptie-bed met een adsorptiemassa 5 van zwavel-adsorberend materiaal, bijvoorbeeld een zeoliet, actieve koolstof, gepilaarde kleien (pillard clays), metal-organic frameworks (MOF's) of CMS (carbon molecular sieve)-materiaal, en een inlaat 6 en een uitlaat 7 hebben. De vaten 1, 2, 3, 4 zijn verbonden met vier parallelle leidingen, te weten een verdeelleiding 8 voor het te scheiden zwavelhoudende gasmengsel (bijvoorbeeld aardgas waaraan een zwavelhoudend geurstof is toegevoegd), een verzamelleiding 9 voor het afgescheiden productgas (methaan), een verzamelleiding 11 voor het afgescheiden afgas (zwavelhoudend methaan), en een verdeelleiding 12 voor equalisatie- en reinigingsgas. In elk van de leidingen 8, 9, 11, 12 is voor elk van de vaten 1, 2, 3, 4 respectievelijk een aanvoerklep 13, een productklep 14, een afgasklep 15 en een equalisatie- en reinigingsklep 16 aanwezig.

De gasmotor 17 is voorzien van een inlaatleiding 18 voor lucht, en van een uitlaatleiding 19 voor verbrandingsgassen, die is gekoppeld met de verdeelleiding 12. De koppeling van de uitlaatleiding 19 met de verdeelleiding 12 maakt het mogelijk de vaten 1, 2, 3, 4 van het PSA-apparaat 10 te spoelen met de zwavelvrije verbrandingsgassen van de gasmotor 17, waarna deze verbrandingsgassen gemengd met de van de adsorptiemassa's 5 gedesorbeerde (licht) zwavelhoudende gassen als afgas via de verzamelleiding 11 worden geleid naar een brander 28, die is voorzien van een inlaatleiding 33 voor lucht en een uitlaatleiding 32 voor verbrandingsgassen.

Fig. 2 is een schematische weergave van een tweede werkwijze en inrichting 65 voor het ontzwavelen van zwavelhoudend aardgasmengsel met een PSA-apparaat 10, waarvan het productgas, ontzwaveld aardgas, wordt gevoed aan een vast-oxide brandstofcel (SOFC) 35, waarin het aardgas met zuurstof uit lucht die via een lucht-aanvoerleiding 26 wordt aangevoerd, omgezet in een product elektriciteit, symbolisch weergegeven door pijl 25, katodegas (zuurstofarme lucht), afgevoerd via een afvoerleiding 27 en zwavelvrije restgassen (anode-gas). De SOFC 35 is voorzien een uitlaatleiding 34 voor de restgassen, die is gekoppeld met de verdeelleiding 12. De koppeling van de uitlaatleiding 34 met de verdeelleiding 12 maakt het mogelijk de vaten 1, 2, 3, 4 van het PSA-apparaat 10 te spoelen met de zwavelvrije restgassen van de SOFC 35, waarna deze restgassen gemengd met de van de adsorptiemassa's 5 gedesorbeerde (licht) zwavelhoudende gassen als afgas via de verzamelleiding 11 worden geleid naar een brander 28.

Fig. 3 is een schematische weergave van een derde werkwijze en inrichting 70 voor het ontzwavelen van zwavelhoudend aardgasmengsel met een PSA-apparaat 10, waarvan het productgas, ontzwaveld aardgas, wordt gevoed aan een steam reformer 30, waarin het aardgas onder toevoeging van stoom wordt omgezet in een gasmengsel van waterstof, koolmonoxide, kooldioxide. Dit gasmengsel wordt via een leiding 21 geleid naar een membraanscheider 22, waar het wordt gescheiden in zuiver waterstof en restgassen. De membraanscheider is voorzien van een uitlaatleiding 23 voor zuiver waterstof, en een uitlaatleiding 24 voor de restgassen, die is gekoppeld met de verdeelleiding 12. De koppeling van de uitlaatleiding 24 met de verdeelleiding 12 maakt het mogelijk de vaten 1, 2, 3, 4 van het PSA-apparaat 10 te spoelen met de zwavelvrije restgassen van de membraanscheider 22, waarna deze restgassen gemengd met de van de adsorptiemassa's 5 gedesorbeerde (licht) zwavelhoudende gassen als afgas via de verzamelleiding 11 worden geleid naar een brander 28.

Fig. 4 is een schematische weergave van een vierde werkwijze en inrichting 80 voor het ontzwavelen van zwavelhoudend aardgasmengsel met een PSA-apparaat 10, waarvan het productgas, ontzwaveld aardgas, wordt gevoed aan een steam reformer 30, waarin het aardgas onder toevoeging van stoom wordt omgezet in een gasmengsel van waterstof, koolmonoxide, kooldioxide. Dit gasmengsel wordt via een leiding 21 geleid naar een membraanscheider 22, waar het wordt gescheiden in zuiver waterstof en restgassen. De membraanscheider is voorzien van een uitlaatleiding 36 voor de restgassen, en een uitlaatleiding 23 voor zuiver waterstof, die is gekoppeld met een PEM (Proton Exchange Membrane)-brandstofcel 29, waarin het zuivere waterstof met zuurstof uit lucht die via een lucht-aanvoerleiding 26 wordt aangevoerd, wordt omgezet in een product elektriciteit, symbolisch weergegeven door pijl 25, katodegas (zuurstofarme lucht), afgevoerd via een afvoerleiding 27, en zwavelvrije restgassen (anode-gas). De PEM-brandstofcel 29 is voorzien een uitlaatleiding 31 voor de restgassen, die is gekoppeld met de verdeelleiding 12. De koppeling van de uitlaatleiding 31 met de verdeelleiding 12 maakt het mogelijk de vaten 1, 2, 3, 4 van het PSA-apparaat 10 te spoelen met de zwavelvrije restgassen van de PEM-brandstofcel 29, waarna deze restgassen gemengd met de van de adsorptiemassa's 5 gedesorbeerde (licht) zwavelhoudende gassen als afgas via de verzamelleiding 11 worden geleid naar een brander 28.

Fig. 5 is een schematische weergave van een vijfde werkwijze en inrichting 90 voor het ontzwavelen van zwavelhoudend aardgasmengsel met een PSA-apparaat 10, waarvan het productgas, ontzwaveld aardgas, wordt gevoed aan een autotherme reformer 2-Θ- 30, waarin het aardgas onder toevoeging van zuurstof wordt omgezet in een gasmengsel van waterstof, koolmonoxide, kooldioxide. Dit gasmengsel wordt via een leiding 21 geleid naar een PEM (Proton Exchange Membrane)-brandstofcel A4- 29, waarin het waterstof uit het aangevoerde gasmengsel met zuurstof uit lucht die via een lucht-aanvoerleiding 26 wordt aangevoerd, omgezet in een product elektriciteit, symbolisch weergegeven door pijl 25, kathodegas (zuurstofarme lucht), afgevoerd via een afvoerleiding 27, en zwavelvrije restgassen (anode-gas). De PEM-brandstofcel 29 is voorzien een uitlaatleiding 31 voor de restgassen, die is gekoppeld met de verdeelleiding 12. De koppeling van de uitlaatleiding 31 met de verdeelleiding 12 maakt het mogelijk de vaten 1, 2, 3, 4 van het PSA-apparaat 10 te spoelen met de zwavelvrije restgassen van de PEM-brandstofcel 29, waarna deze restgassen gemengd met de van de adsorptiemassa's 5 gedesorbeerde (licht) zwavelhoudende gassen als afgas via de verzamelleiding 11 worden geleid naar een brander 28.

Claims (20)

1. Werkwijze voor het ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, welke werkwijze de stappen omvat van (i) het verschaffen van het zwavelhoudende eerste gasmengsel, (ii) het in een eerste scheidingsinrichting scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), waarbij het eerste gasmengsel wordt ingelaten in ten minste een met een zwavelvrij spoelgas gespoeld vat (1, 2, 3, 4) waarin een adsorptiemassa (5) voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, waarbij althans een deel van het in de tweede stap (ii) afgescheiden ontzwavelde tweede gasmengsel wordt geleid naar een eerste omzettingsinrichting, waarin in een derde stap (iii) het tweede gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel, met het kenmerk, dat voor het spoelen van het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) gebruik wordt gemaakt van althans een deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel direct wordt geleid naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting één van een gasmotor en een gasturbine is, en het zwavelvrije vierde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een brandstofcel is, en het zwavelvrije vierde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede scheidingsinrichting voor het scheiden van dat deel in een vijfde en een zesde gasmengsel, met het kenmerk, dat althans een deel van het vijfde of zesde gasmengsel wordt geleid naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, het vijfde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat en het zesde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat, met het kenmerk, dat althans een deel van het zesde gasmengsel wordt geleid naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, waarbij het deel van het in de derde stap (iii) verkregen zwavelvrije vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede scheidingsinrichting voor het scheiden van dat deel in een vijfde gasmengsel dat waterstofgas (H2) bevat en een zesde gasmengsel dat kooldioxide (C02) bevat, waarbij althans een deel van het vijfde gasmengsel wordt geleid naar een tweede omzettingsinrichting, waarin het vijfde gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij zevende gasmengsel, met het kenmerk, dat althans een deel van het zevende gasmengsel wordt geleid naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 6-7, waarbij de tweede scheidingsinrichting één van een voor waterstofgas (H2) permeabel membraan en een inrichting voor het scheiding volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces) is .

9. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator is, het vierde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat, waarbij althans een deel van het vierde gasmengsel wordt geleid naar een tweede omzettingsinrichting waarin het vierde gasmengsel wordt omgezet in tenminste een zwavelvrij vijfde gasmengsel, met het kenmerk, dat althans een deel van het vijfde gasmengsel wordt geleid naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

10. Werkwijze volgens conclusie 7 of 9, waarbij de tweede omzettingsinrichting een brandstofcel is.

11. Werkwijze volgens een der conclusies 6-10, waarbij de waterstofgenerator één van een steam reformer, een autotherme reformer en een partiële-oxidatiereactor is.

12. Inrichting (60, 65, 70, 80, 90) voor het volgens een werkwijze volgens conclusie 1 ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvattend een eerste scheidingsinrichting (10) voor het volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces) scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel, welke eerste scheidingsinrichting (10) ten minste een vat (1, 2, 3, 4) omvat waarin een adsorptiemassa (5) voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, en een eerste omzettingsinrichting (17, 20, 30, 25) voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel, gekenmerkt door retourleidingmiddelen (19, 24, 31, 34) voor het leiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

13. Inrichting (60) volgens conclusie 12, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, met het kenmerk, dat de eerste omzettingsinrichting één van een gasmotor (17) en een gasturbine is.

14. Inrichting (65) volgens conclusie 12, waarbij het eerste gasmengsel aardgas bevat, met het kenmerk, dat de eerste omzettingsinrichting een brandstofcel (35) is. 15 Inrichting (70) voor het volgens een werkwijze volgens conclusie 5 ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste een koolwaterstofgas bevat, omvattend een eerste scheidingsinrichting (10) voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting (10) ten minste een vat (1, 2, 3, 4) omvat waarin een adsorptiemassa (5) voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting (20) voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een zwavelvrij vierde gasmengsel, en een tweede scheidingsinrichting (22) voor het scheiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel in een vijfde en een zesde gasmengsel, gekenmerkt door retourleidingmiddelen (24) voor het leiden van althans een deel van het vijfde of zesde gasmengsel naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

16. Inrichting (70) volgens conclusie 15, waarbij het eerst gasmengsel aardgas bevat en de eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator (20) omvat, het vijfde gasmengsel waterstofgas (H2) bevat en het zesde gasmengsel kooldioxide (C02) bevat, gekenmerkt door retourleidingmiddelen (24) voor het leiden van althans een deel het zesde gasmengsel naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

17. Inrichting (80) voor het volgens een werkwijze volgens conclusie 7 ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste aardgas bevat, omvattend een eerste scheidingsinrichting (10) voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel, volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting (10) ten minste een vat (1, 2, 3, 4) omvat waarin een adsorptiemassa (5) voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting (20) voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een waterstofgas (H2) en kooldioxide (C02) bevattend vierde gasmengsel, welke eerste omzettingsinrichting (20) een waterstofgenerator omvat, een tweede scheidingsinrichting (22) voor het scheiden van althans een deel van het zwavelvrije vierde gasmengsel in een vijfde en een zesde gasmengsel, en een tweede omzettingsinrichting (29) voor het omzetten van het vierde of vijfde gasmengsel in tenminste een zwavelvrij zevende gasmengsel, gekenmerkt door retourleidingmiddelen (31) voor het leiden van althans een deel van het zevende gasmengsel naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

18. Inrichting (70, 80) volgens conclusie een der conclusies 16-17, met het kenmerk, dat de tweede scheidingsinrichting één van een voor waterstofgas (H2) permeabel membraan (22) en een inrichting voor het scheiding volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces) omvat.

19. Inrichting (90) voor het volgens een werkwijze volgens conclusie 9 ontzwavelen van een zwavelhoudend eerste gasmengsel dat ten minste aardgas bevat, omvattend een eerste scheidingsinrichting (10) voor het scheiden van het zwavelhoudende eerste gasmengsel in een ontzwaveld tweede gasmengsel en een zwavelhoudend derde gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process (PSA-proces), welke eerste scheidingsinrichting (10) ten minste een vat (1, 2, 3, 4) omvat waarin een adsorptiemassa (5) voor het adsorberen van zwavelhoudend materiaal is opgenomen, een eerste omzettingsinrichting (30) voor het omzetten van het tweede gasmengsel in tenminste een waterstofgas (H2) en kooldioxide (C02) bevattend vierde gasmengsel, welke eerste omzettingsinrichting een waterstofgenerator (30) omvat, en een tweede omzettingsinrichting (29) voor het omzetten van het vierde gasmengsel in tenminste een zwavelvrij restgasmengsel, gekenmerkt door retourleidingmiddelen (31) voor het leiden van althans een deel van restgasmengsel naar het ten minste ene vat (1, 2, 3, 4) voor het spoelen van dat vat.

20. Inrichting volgens een der conclusie 18-19, met het kenmerk, dat de tweede omzettingsinrichting een brandstofcel (29) is.

21. Inrichting volgens een der conclusies 16-20, met het kenmerk, dat de waterstofgenerator één van een steam reformer (20), een autotherme reformer (30) en een partiële-oxidatiereactor is.