NO304421B1

NO304421B1 - FremgangsmÕte ved fremstilling av ammoniakk

Info

Publication number: NO304421B1
Application number: NO905597A
Authority: NO
Inventors: Haldor Frederik Axel Topsoe
Original assignee: Haldor Topsoe As
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1998-12-14
Also published as: BR8907517A; DK365988A; JPH04500948A; CN1039002A; WO1990000153A1; JP2674850B2; EP0423177B1; DK159963B; KR900701657A; NO905597D0; DK365988D0; US5169717A; NO905597L; FI90967C; DK159963C; FI90967B; EP0423177A1; FI906439A0; CN1020236C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedret fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress for fremstilling av ammoniakk ved å integrere en Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) eller en Integral Reforming Molten Carbonate Cell (IRMCFC) i et konvensjonelt prosessanlegg for fremstilling av ammoniakk.

Ved industriell produksjon av ammoniakk blir nitrogen fra luften reagert med hydrogen fra en hydrogenkilde, f.eks. et hydrokarbon eller forgasset kull. Ammoniakksynteseprosessen krever en betydelige mengde mekanisk energi for make-up gass og resirkulasjonskompressorer, prosessluft kompressorer og kjølekompressorer.

Prosessanlegg for fremstilling av ammoniakk er vel kjent. De består i hovedsak av to deler dvs. en første del for fremstilling av en passende syntesegass og en syntesekrets.

Den første delen omfatter en eller flere reformer-enheter hvor vanndamp og fortrinnsvis også luft tilsettes og det skjer en omdannelse av hydrokarboner til en hydrogenrik gass, en shift-enhet for å omdanne karbonmonoksyd, som er et biprodukt fra reformingsenheten, til hydrogen og karbondioksyd, en enhet som fjerner karbondioksyd, og en meta-niseringsenhet som vil omdanne de siste spormengdene av karbonoksyder til metan. Karbondioksyd fjernes fra makeup-gassen og blir ofte sluppet ut til atmosfæren dersom anlegget ikke er anpasset for å omdanne ammoniakkproduktet til urea.

Det er nå funnet at det er mulig å forbedre den totale energibalansen i ammoniakkprosessen ved å integrere visse brenselceller, spesielt av typen Molten Carbonate, i et konvensjonelt ammoniakkanlegg, noe som gir muligheten for å bruke en spylegass inneholdende hydrogen og også en avgass av karbondioksyd på en meget effektiv måte. Brenselceller og mer spesielt Molten Carbonate Fuel Cells er vel kjent (J.R. Selman, T.D. Claar, "Proceedings of the symposium on Molten Carbonate Fuel Cell Technology" Proe. bind 84-13, The Electrochemical Soc., Inc.). I en brenselcelle blir kjemisk energi omdannet direkte til elektrisk energi. En brenselcelle omfatter elektroder; en katode og en anode. Elektrodene virker som katalytiske reaksjons-steder hvor brenselet og oksydasjonsmidlene blir elektrokjemisk omdannet til elektrisitet, vann, karbondioksyd og varme. Elektrisiteten blir produsert som likespenning, men den blir vanligvis omdannet til vekselspenning før den brukes, f.eks. for å dekke behovene (eller en del av behovet) i prosessanlegget.

Anvendelsen av hydrogenholdig spylegass fra en syntese-prosess er videre beskrevet i fransk patent nr. 2.374.752. I de beskrevne prosessene blir spylegass fra f.eks. ammoniakksyntesen som kun inneholder hydrogen, nitrogen, edelgasser og metan, oksydert i en brenselcelle for å danne elektrisitet. Restgass fra brenselcellen blir resirkulert som brensel eller som prosessføde.

Ved anoden blir brenselet oksydert elektrokjemisk og avgir elektroner som blir ført gjennom en ekstern krets til katoden hvor elektronene kombinerer med oksydasjonsmid-delet. Kretsen er sluttet ved at ioner føres gjennom en elektrolytt fra en elektrode til en annen.

Molten Carbonate Fuel Cells er kjent i to prinsipielt forskjellige former, dvs. enkel Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) og Internal Reforming Molten Carbonate Fuel Cells (IRMCFC). Hovedegenskapene for disse to typene av Molten Carbonate Fuel Cells er vist i tabell 1. En MCFC celle bruker hydrogen og/eller karbonmonoksyd som brensel og den krever et oksydasjonsmiddel bestående av oksygen (luft) og karbondioksyd som vist i tabell 1.

Produksjonen av elektrisitet vil medføre migrering av karbonationer fra katoden til anoden, karbondioksydet produseres ved anoden og forbrukes ved katoden. Det er derfor påkrevet med en kontinuerlig overføring av C02fra anoden til katoden -"carbon dioxide sweeping"-. Dette skjer vanligvis ved en etterforbrenning av avgassen fra anoden. Denne etterforbrenningen medfører en vesentlig reduksjon av den oppnåelige omdannelse av brensel til elektrisitet.

Som vist i tabell 1 kan en IRMCFC-celle bruke metan (naturgass) , hydrogen og/eller karbonmonoksyd som brensel og krever et oksydasjonsmiddel inneholdende oksygen (luft) og karbondioksyd.

Ved anoden blir det produsert karbondioksyd. En IRMCFC isolert fra et kjemisk prosessanlegg vil behøve "carbon dioxide sweeping" omtrent på samme måte som en MCFC-celle.

Begrepet "brenselcelle" som brukes heretter betyr rekker av brenselceller. Vanligvis blir brenselceller brukt i serier, stabler, for å frembringe en tilstrekkelig spenning.

Kombinasjonen eller integrasjon av kjemiske og brenselcelle-prosessenheter er i prinsippet kjent.

J.H. Alseimer et al. (Fuel Cell Seminar, Oet. 26-29, 1986 Sheraton El Conquistador Tucson, Arizona) nevner anvendelse av brenselceller i petroleumsraffineringsindustrien som en supplementær energikilde til eksisterende elektrisitets- og dampgenererende systemer. Det er imidlertid ikke gitt noen ytterligere beskrivelser av integrering av brenselceller i raffineringsprosesser.

Det er videre foreslått å integrere en varmeveksler-reformer som f.eks. beskrevet i EP nr. 195.688 og en brenselcelle (en fosforsyre-brenselcelle). I henhold til dette konseptet blir brensel i form av naturgass omformet i en reaksjon med damp til hydrogen som brukes i brenselcellen for produksjon av elektrisk strøm. Avgassen fra anoden brukes som brensel i reformere, og damp som utvinnes fra brenselcellens over-skudddsvarme brukes i reformingsprosessen.

EP patentsøknad nr. A2-0-170277 beskriver et kraftverk bestående av en Molten Carbonate Fuel Cell, en reformer for å omforme brensel til en reaksjonsgass for cellens anode og en forbrenner for å brenne avgassen fra anoden og tilføre brent avgass til katoden.

US patent nr. 4.522.894 beskriver et brensélcelle-kraftverk som bruker en autotermisk reformingsprosess in-site ved å bruke dannelsen av hydrogenrikt brensel som tilførsel til anodesiden i brenselcellen. Avgassen fra katoden føres til den autotermiske reaktoren og avgassen fra anoden føres til den katalytiske brenneren for å forvarme innløpsstrømmen til reformeren.

US nr. 3.488.226 viser en prosess for fremstilling av hydrogen fra hydrokarboner ved lavtrykks dampreforming og anvendelse derav i Molten Carbonate brenselceller. Reformingsreaksjonen utføres ved varmeveksling med brenselcellen hvorved brenselcellens varme underholder den endoterme reformingsreaksjonen. Reformingstrinnet skjer over en katalysator plassert i anodekammeret i brenselcellen. Det brukte brenselet fra anoden brennes av og gir ytterligere varme til den endoterme reformingsreaksjonen.

GB patent nr. 1.309.517 beskriver en brenselcelle for å omdanne forbrenningsentalpien til hydrokarboner til elektrisk energi. En del av de dannede avgassene strømmer sammen med uforbrukt forbrenningsluft gjennom en porøs katalysator hvor den brennes for å dekke varmebehovet til den endoterme reformingsreaksjonen på anodene i brenselcel-lemodulene.

US 4.524.113 beskriver drift av en Molten Carbonate brenselcelle ved å tilføre den katalysatorholdige anoden i brenselcellen metanol i nærvær av vann. Metanolen blir dermed utsatt for dampreforming inne i brenselcellen og vil dermed produsere karbonmonoksyd, karbondioksyd og hydrogen, som brukes som brensel for anoden.

Japansk patent 60-59672 (cf. Patent Abstracts of Japan, abstract of JP 60-59672, vol. 9, No. 193, publ. 85-04-06) beskriver en metode som har som hensikt å bruke spylegassen effektivt ved å bruke et gassbrensel som cellespylegass bestående av hydrogen, nitrogen og argon som er produsert i ammoniakksynteseindustrien. Her blir en spylegass inneholdende hydrogen, nitrogen og argon, og praktisk talt uten CO og C02dannet i ammoniakksyntesen tilført til en basisk brenselcelle som hydrogenkilde. Bruk av spylegass i en brenselcelle er meget effektiv sammenlignet med bruk i en dampkjele. Siden innholdet av CO og C02i spylegassen er neglisjerbart sammenlignet med innholdet i hydrogen fra en hydrogenbombe, når spylegass brukes som hydrogenkilde i en basisk brenselcelle, blir dannelsen av Na2C03meget liten og cellens levetid øker.

Denne kjente metoden bruker basiske brenselceller, mens fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse anvender Molten Carbonate brenselceller eller Internal Reforming Molten Carbonate brenselceller.

Som det fremgår vedrører foreliggende oppfinnelse en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av ammoniakk ved å integrere et prosessanlegg basert på kjent prosessteknologi og en Molten Carbonate brenselcelle eller en Internal Reforming Molten Carbonate brenselcelle.

Ammoniakk fremstilles i et ammoniakkanlegg bestående av en seksjon for syntesegassfremstilling (24) og en ammoniakksyntesekrets (26), som har integrert en smeltet karbonat-brenselcelle (29) (Molten Carbonate Fuel Cell), som omfatter trinnene å føre en spylegasstrøm fra ammoniakksyntesekretsen (26) som inneholder en eller flere komponenter som er anvendelige som brensel i brenselcellen (29) til anodekammeret

(2 9A) i brenselcellen (29) og føre avgassen som er anvendelig som brensel i syntesegassfremstillingsseksjonen (24) fra anodekammeret (29A) i brenselcellen (29) til syntesegassfremstillingsseksjonen (24) i ammoniakkanlegget, og fremgangsmåten er særpreget ved at det videre føres en C02-holdig strøm erholdt fra syntesegass-fremstillingsskesjonen (24) til katodegasskretsen (32,31) i brenselcellen.

Ytterligere trekk fremgår av kravene 2 - 5.

Mange prosessanlegg krever høytrykks damp, f.eks. som en del av føden til reformeren. På samme måte kan mange prosessanlegg bruke høytrykksdamp som drivkraft.

I en annen _ foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir overskuddsvarme fra brenselcellen brukt til å fremstille høytrykksdamp som deretter kan brukes i prosessanlegget.

Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nærmere med henvisning til de medfølgende tegningene. Fig. 1 viser et flytdiagram for et MCFC brenselcellesystem. Fig. 2 viser en flytdiagram for et IRMCFC brenselcellesystem. Fig. 3 viser et flytdiagram for integrasjonen mellom en MCFC og et ammoniakkanlegg. Fig. 4 viser et flytdiagram for integrasjonen mellom enIRMCFC og et ammoniakkanlegg. Fig. 5 viser en flytdiagram for et konvensjonell ammoniakkanlegg som bruker naturgass som føde.

I figurene er det piler som indikerer strømningsretningen, stiplede linjer angir alternative tilkoblinger og/eller strømningsretninger.

Figurene er forenklet og ikke alle individuelle enheter, varmevekslere eller pumper etc. er vist. Heller ikke alle hjelpesystemer eller tilkoblinger er vist. Elektriske forbindelser og installasjoner vedrørende en brenselcelle

er ikke vist.

Fig. 1 viser et flytdiagram for et MCFC brenselcellesystem. I dette flytdiagrammet er :1en brenselcelle bestående av anode IA, katode 1C og en elektrolytt.2er en tilførselslinje for naturgass som brukes som råmateriale, 2a er en tilførselslinje for prosessgass, 2b er en tilførselslinje for drivstoff (fuel),

3er en dampreformer-enhet,

4er en overføringslinje for fremstilt føde fra reformeren til brenselcellen,5er en overføringslinje for avgass fra anoden til etterbrenningen,

6er en etterbrenningsenhet,

7er tilførsel av luft,

8er en avgasslinje fra etterforbrenningen,

9 er en fødegasslinje til katoden med en vifte,

10 er en avgasslinje fra katoden,

11 er en spylelinje,

12 er en linje for resirkulering av katode-avgass,

13 er en kjele for overskuddsvarme, og

14 er et avløp.

I reformeren 3 blir en del av naturgassen tilført gjennom tilførselslinjen for prosessgass 2a omdannet ved dampreforming i henhold til følgende reaksjoner :

Resultatet er at det fremstilles en føde som passer for brenselcellen. En typisk sammensetning (alle tall refererer til tørr basis, volum-%) : 76.0 % H2

15.1 % CO

7.7 % C02

1.2 % CH4

Denne føden overføres ved hjelp av en overføringslinje 4 til anoden IA i brenselcellen 1. I denne brenselcellen blir føden omdannet som i tabell 1, men omdannelsen er ikke fullstendig og vil vanligvis ligge rundt 90 %. Avgassene hadde typisk følgende sammensetning (volum-%, tørr basis) : 5.4 % H2

3.6 % CO

89.9 % C02

1.1 % CH4

og overføres via overføringslinjen 5 til etterbrenneren hvor alt brennbart materiale omdannes til C02og H20 ved reaksjon

med luft som tilføres via 7.

Den resulterende avgassen, ekstra luft og deler av avgassen fra katoden føres via resirkuleringslinjen 12 og blåses inn i katodekammeret 1C i brenselcellen 1 via fødegasslinjen til katoden 9.

Den netto resulterende avgassen fjernes via spylelinjen 11 til varmeveksleren 13 for overskuddsvarme og slippes deretter til atmosfæren via linjen 14.

Litt mer enn 50 % av den lavere varmeverdien til hydrogenet som omsettes i katodekammeret omdannes til elektrisitet, resten fremstår som overskuddsvarme.

Brenselcellesystemets effektivitet - produsert elektrisitet dividert på den lavere varmeverdien til den innførte naturgassen (dvs. strøm 2) er 40 - 45 %. Mengden av brennbare forbindelser i etterbrenneren tilsvarer ca. 15 % av naturgassforbruket.

Fig. 2 viser et flytdiagram for en IRMCFC. I dette diagrammet har tallene 1-14 samme betydning som i fig. 1. 15 er en varmeveksler som overfører varme fra rågassen og anodens avgass,

16 er en overføringslinje,

17 er en renseenhet for brensel,

18 er en overføringslinje for renset føde,

19 er en resirkuleringslinje med en vifte, og

20 er en overføringslinje for netto anode-avgass.

Naturgassen tilføres gjennom prosessgassinnløpslinjen 2a og forvarmes i varmeveksleren 15 og føres til renseenheten for brensel 17, hvor innholdet av eventuelt svovel reduseres til under en grense som er tilstrekkelig for å imøtekomme brenselcellens toleransegrense. Den rene føden føres til anodekammeret IA i brenselcellen 1 via overføringslinjen 18 sammen med resirkulert avgass via linjen 19. Avgassen 5 fra anoden blir delvis resirkulert via linjen 19 og nettomengden overføres til etterbrenneren 6 via varmeveksleren 15. De brennbare komponentene i avgassen og luft blir omdannet i enheten 6 til C02og H20. Den resulterende gassen fjernes via linjen 8, ekstra luft og en del av avgassen fra katoden fjernes via resirkuleringslinjen 12 og blåses inn i katodekammeret 1C via fødegasslinjen 9.

Avgassen fra katoden deles inn i en del som resirkuleres via linjen 12, og netto avgass som blir ført til varmeveksleren 13 via spylelinjen 11 og derfra sluppet til atmosfæren via linjen 14.

Sammenlignet med installasjonen av en MCFC brenselcelle vist i fig. 1, er en ytre reformer 3 utelatt. Naturgassen omdannes til hydrogen inne i anodekammeret over en passende katalysator. Ved å erstatte en ytre reformer med en indre reformer kan effektiviteten - som definert over (fig. 1) - økes fra 40-45 % til litt mer enn 60 %. Som for en MCFC vil en vesentlig del - 12-14 %- av naturgassen omdannes til varme i forbindelse med karbondioksyd-sweeping.

Fig. 3 viser et prosessdiagram for en integrering mellom en MCFC og et ammoniakkanlegg. Ammoniakkanlegget er eksemplifi-sert ved et konvensjonelt opplegg som bruker naturgass både som føde og brensel. I dette diagrammet er

20 en tilførselslinje for råmateriale,

21 et luftinnløp,

22 tilførsel for brensel,

23 en felles linje for brensel utenfra og resirkulert avgass fra anoden,

24er den første enden av et ammoniakkanlegg,

25 er en syntesekompressor,

26 er en ammoniakksyntesekrets,

27 er utløp for produsert ammoniakk,

28 er en spylelinje fra kretsen,

29 er en brenselcelle med anode 29A og katode 29C,

3 0 er et avløp for netto katode avgass,

31 er en linje for resirkulering av katode avgass,

32 er en sirkulator,

3 3 er en kjele for overskuddsvarme,

34 er luftinntaket,

3 5 er en karbondioksydstrøm fra frontenden, og

36 er en linje fra anode avgass fra 29 til den første delen 24 .

Opplegget for anlegget for syntese av ammoniakk er konvensjonelt, dvs. en naturgasstrøm 2 0 føres til den første delen 24 som omfatter bl.a. avsvovling, primær reformer, sekundær reformer, CO-shift, fjerning av C02og til slutt metanisering for å rense gassen for rester av karbonoksyder. Den resulterende syntesegassen blir komprimert i kompresso-ren 2 6 og ført inn i en konvensjonell krets for ammoniakk-syntese 26. En produktstrøm 27 av ammoniakk blir tatt fra kretsen 26. En spylestrøm bestående av hydrogen, nitrogen og inerte gasser som metan og argon fjernes via spylelinjen 2 8 for å holde mengden av inertgasser på en akseptabel konsen-trasjon. Spylegasstrømmen føres til anoden 2 9A til en NCFC 2 9 som brensel og den resulterende avgassen fra anoden tilføres via linjen 36 sammen med brenselet i linje 22 til den fremre ende 24. Strømmen 3 5 fra en enhet for fjerning av C02i den første delen 24 blandes med strømmen 34 med luft og føres til resirkuleringskretsen for katodegass 31, 32, 33 til MCFC som oksydasjonsmiddel. Fra katodeavgassen blir mesteparten resirkulert i resirkulasjonskretsen 31 ved å bruke en sirkulasjonspumpe 32. Resten av katodeavgassen 30 slippes til friluft. Varmen som dannes i MCFC brukes i en kjele for overskuddsvarme 33 for å danne damp som brukes i anlegget som prosessdamp eller for drift av kompressorer, turbiner osv.

Fig. 4 viser et prossesdiagram av en integrasjon mellom en IRMCFC og et ammoniakkanlegg. 1 dette diagrammet har numrene 20-3 6 samme mening som i fig. 3 . 2 8a er en linje for overføring av hydrogen spylegass fra kretsen inn i fødelinjen til anoden, 2 8b er en linje for overføring av hydrogen spylegass fra kretsen til den første delen som brensel, 3 7 er en linje for overføring av en strøm av avsvovlet naturgass til anodekretsen,

3 8 er en linje for total anodekammerføde,

3 9 er en resirkulasjonslinje for anode avgass,

4 0 er en linje for all den resirkulerte anodegassen og avsvovlet naturgass,

41 er en linje for anode avgass,

42er en linje for anode avgass som skal resirkuleres,

43 er en resirkulator.

Konfigurasjonen er den samme som i fig. 3 bortsett fra tilførselslinjen for brensel til brenselcellen. IRMCFC cellen tillater at den hydrogenrike strømmen 28 helt eller delvis erstattes av naturgass, strømmen i linje 37. Denne strømmen blir mest passende trukket fra den første delen av ammoniakkanlegget fra fødegasslinjen etter avsvovling.

For å oppnå en intern reforming i anodekammeret er det videre nødvendig å holde anodekretsen vist i fig. 2, dvs. linjene 42, 39 med resirkulering 43.

Fig. 5 viser et prosessdiagram av et konvensjonelt ammoniakkanlegg som bruker naturgass som råmateriale. I dette diagrammet er :

44en tilførselslinje for råmateriale,

45 luftinnløp,

46 en felles linje for brensel utenfra og resirkulert spylegass,

4 7 er den første delen av ammoniakkanlegget,

4 8 er en syngasskompressor,

4 9 er en ammoniakk-krets,

50 en utløpslinje for produsert ammoniakk,

51 en spylelinje fra kretsen, og

52 linje for avgass (C02) fra den første delen.

Opplegget for syntese av ammoniakk er konvensjonelt, dvs. em strøm av naturgass føres via tilf ørselslinj en 44 til den første delen 47 bestående av bl.a. avsvovling, primær reformer, sekundær reformer, CO-shift, C02-fjerning og metanisering. Den resulterende syngassen blir komprimert i en kompressor 4 8 og føres inn i en konvensjonell ammoniakk syntesekrets 49. Fra denne kretsen blir en produktstrøm av ammoniakk tatt ut via utløpslinjen 50. En spylegass bestående av hydrogen, nitrogen og inerte gasser som f.eks. metan og argon tas ut via linjen 51 for å minimalisere innholdet av inerte forbindelser i kretsen. Spylestrømmen føres til den første delen 47 som brensel. Fra den første delen vil C02-strømmen fra C02-fjerningen forlate den første delen som avgass via linjen 52.

Syntesekompressoren 48 er betydelig kraftkrevende. Den er ofte turbindrevet og bruker høytrykksdamp som drivkraft.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere belyst ved de etterfølgende eksempler.

EKSEMPEL 1. Integrering av en MCFC i et ammoniakkanlegg.

Figur 3 viser denne utførelsesformen av oppfinnelsen.

Et konvensjonelt ammoniakkanlegg (fig. 5) og et separat MCFC kraftverk (fig. 1) er integrert ved

trekke en spylestrøm via linje 28 fra syntesekretsen 26

og føre denne spylestrømmen som brensel til anoden 2 9A

i MCFC cellen 29.

trekke en strøm av C02fra C02-f jerningsenheten i ammoniakkanleggets første del 24 og føre denne strømmen 35 sammen med luft 34 til katode resirkuleringskretsen

til MCFC 29,

føre den fremstilte dampen i overskuddsvarme kjelen 33

i MCFC-installasjonen inn i høytrykksdamp systemet i

ammoniakkanlegget (dette er ikke vist), og

utelate et eget fødekondisjoneringsanlegg for føde til

MCFC cellen.

Integreringen vist i fig. 3 har følgende fordeler sammenlignet med et konvensjonelt ammoniakkanlegg med identisk produksjonskapasitet for ammoniakk og en separat MCFC med samme elektriske produksjon som MCFC-cellen i det integrerte anlegget : Mesteparten av hydrogenet i spylegasstrømmen fra syntesekretsen blir brukt mer effektivt i MCFC-cellen enn det ellers ville vært mulig. Resten av hydrogen og metanet dvs. anode avgassen brukes om brensel med samme

effektivitet som i et konvensjonelt anlegg.

Tapet av brennbare gasser som skjer ved konvensjonell C02-sweeping i et separat MCFC oppsett unngås. Den nødvendige tilførsel av C02til katoden blir tatt fra avgasstrømmen fra C02-fjerningsenheten i ammoniakkanlegget, hvilken strøm ellers ville gå til spille.

Overskuddsvarmen som produseres i MCFC-cellen kan

brukes meget effektivt i ammoniakkanlegget. Utelatelsen av et eget brenselkondisjoneringsanleg for MCFC-cellen, spesielt en egen enhet for fjerning av svovel og en separat dampreformer er en forenkling som reduserer de totale kapitalkostnadene og forbedrer den totale effektiviteten.

Betraktet som kraftverk, vil det integrerte konseptet ha en effektivitet - produsert elektrisk kraft dividert

på den nedre varmeverdien til det forbrukte brenselet - som er forbedret fra 40-45 % til litt i overkant av 50%.

EKSEMPEL 2. Integrering av en IRMCFC i et ammoniakkanlegg.

Fig. 4 viser denne utførelsesformen.

Et konvensjonelt ammoniakkanlegg (fig. 5) og en separat IRMCFC (fig. 2) er integrert ved å : føre anode avgassen via linjen 3 6 fra IRMCFC 2 9 og bruke denne strømmen som brensel i den første delen 24

av ammoniakkanlegget ,

føre en strøm av C02via linjen 3 5 fra C02-fjerningsen-heten i den første delen av ammoniakkanlegget 24 og føre denne strømmen sammen med luft 34 til katodens

resirkuleringskrets i ORMCFC 29,

føre den fremstilte dampen av overskuddsvarme i kjelen 33 i IRMCFC installasjonen til høytrykks dampsystemet

i ammoniakkanlegget (ikke vist),

utelate en separat avsvovlingsenhet for kondisjonert

brensel til IRMCFC, og

om ønskelig bruke minst en del av spylegassen fra linje

28a som føde til brenselcellens anode.

Integrasjonen gir følgende fordeler :

Tapet av brennbare forbindelser forårsaket av C02- sweeping unngås. Det nødvendige C02til katoden hentes inn fra ammoniakkanlegget, C02er et biprodukt ved produksjonen av ammoniakk og blir som oftest sluppet til friluft. Anodeavgassen erstatter naturgass som

brensel i ammoniakkanlegget.

Den produserte overskuddsvarmen fra brenselcellen kan

brukes meget effektivt i ammoniakkanlegget.

De totale fordelen er betydelige. Effektiviteten som erholdes ved det integrerte anlegget betraktet som kraftverk sammenlignet med produksjon av elektrisitet i en separat IRMCFC forbedres fra litt over 60% til i overkant av 70%.

Ved å integrere et konvensjonelt ammoniakkanleg med en MCFC eller bedre en IRMCFC vil produksjonen av elektrisitet i cellene bli betydelig forbedret og videre vil avgasser som f.eks. C02bli brukt. På denne måten vil oppfinnelsen redusere drivhuseffekten i et globalt perspektiv.

Det er antatt at verdens ammoniakkproduksjon snart vil skje i henhold til prinsippene ifølge til foreliggende oppfinnelse .

Claims

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av ammoniakk i et ammoniakkanlegg bestående av en seksjon for syntesegassfremstilling (24) og en ammoniakksyntesekrets (26), som har integrert en smeltet karbonat-brenselcelle (29) (Molten Carbonate Fuel Cell), som omfatter trinnene å føre en spylegasstrøm fra ammoniakksyntesekretsen (26) som inneholder en eller flere komponenter som er anvendelige som brensel i brenselcellen (29) til anodekammeret (29A) i brenselcellen (29) og føre avgassen som er anvendelig som brensel i syntesegassfremstillingsseksjonen (24) fra anodekammeret (29A) i brenselcellen (29) til syntesegassfremstillingsseksjonen (24) i ammoniakkanlegget,karakterisert vedat det videre føres en C02-holdig strøm erholdt fra syntesegass-fremstillingssek-sjonen (24) til katodegasskretsen (32,31) i brenselcellen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat den karbondioksyd-holdige strøm er en avgangsgass fra en enhet for fjerning av karbondioksyd fra prosessanlegget.

3. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat brenselscellen (29) leverer energi til ammoniakkanlegget.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat en del av energien foreligger i form av overskuddsvarme.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat overskuddsvarmen utnyttes til utvikling av høytrykksdamp for anvendelse i prosessanlegget.