PL110339B1 - Method of processing gaseous mixture containing carbon oxide and hydrogen - Google Patents

Method of processing gaseous mixture containing carbon oxide and hydrogen Download PDF

Info

Publication number
PL110339B1
PL110339B1 PL1978208577A PL20857778A PL110339B1 PL 110339 B1 PL110339 B1 PL 110339B1 PL 1978208577 A PL1978208577 A PL 1978208577A PL 20857778 A PL20857778 A PL 20857778A PL 110339 B1 PL110339 B1 PL 110339B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
hydrogen
iron
carbon
methane
gas
Prior art date
Application number
PL1978208577A
Other languages
English (en)
Other versions
PL208577A1 (pl
Original Assignee
Nedlog Dev Co
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 Nedlog Dev Co filed Critical Nedlog Dev Co
Publication of PL208577A1 publication Critical patent/PL208577A1/pl
Publication of PL110339B1 publication Critical patent/PL110339B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0485Set-up of reactors or accessories; Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/32Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from compounds containing hetero-atoms other than or in addition to oxygen or halogen
    • C07C1/325Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from compounds containing hetero-atoms other than or in addition to oxygen or halogen the hetero-atom being a metal atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/02Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
    • C07C9/04Methane
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S585/00Chemistry of hydrocarbon compounds
    • Y10S585/929Special chemical considerations
    • Y10S585/93Process including synthesis of nonhydrocarbon intermediate
    • Y10S585/931Metal-, Si-, B-, or P-containing, e.g. Grignard
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S585/00Chemistry of hydrocarbon compounds
    • Y10S585/929Special chemical considerations
    • Y10S585/943Synthesis from methane or inorganic carbon source, e.g. coal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeróbki mie¬ szanin gazów zawierajacych tlenek wegla i wodór, a zwlasz¬ cza sposób zwiekszania wartosci opalowej tych mieszanin i wytwarzania z nich metanu.Potrzeba stosowania zasobów wegla jako zródla paliwa gazowego wynika obecnie w sposób oczywisty z szybkiego wyczerpywania sie zasobów innych zródel. Staje sie ko¬ nieczne poszukiwanie sposobów taniego wytwarzania przemyslowego paliwa gazowego z wegla.Procesy gazyfikacji wegla pod cisnieniem atmosferycznym sa dobrze znane i opanowane. Typowymi, wypróbowanymi sposobami sa procesy Koppersa-Totzek'a, Winklera, Wellmana-Galusha'ego, Woodalla-Duckmana i inne. Gaz wytwarzany przy zastosowaniu tych procesów gazyfikacyj¬ nych jest mieszanina tlenku wegla i wodoru o niskiej wartosci opalowej, wynoszacej przecietnie okolo 2 669,8 kcal/m3 lub mniej i zbyt niskiej dla wielu zastosowan przemyslowych.Znany jest sposób przeróbki wyjsciowej mieszaniny gazów zawierajacej tlenek wegla i wodór, polegajacy na ogrzewaniu pod podwyzszonym cisnieniem, w wyniku czego otrzymuje sie mieszanine gazów o znacznie zwiekszo¬ nej w stosunku do wyjsciowej wartosci opalowej.W takich procesach stosuje sie czasami tlen i/lub kata¬ lizatory, co ma na celu wytwarzanie metanu w reakcji wodoru z tlenkiem wegla. Cieplo spalania metanu wynosi 9 014,9 kcal/m3, podczas gdy ciepla spalania tlenku wegla i wodoru wynosza odpowiednio okolo 2 865,5 i 2 891,7 kcal/m3.Glówna wada tych sposobów zwiekszania wartosci opalo- 10 15 20 30 wej niskokalorycznych gazów sa koszty procesu. Sa one tak wysokie, ze gaz o zwiekszonej w taki sposób wartosci opalowej nie jest konkurencyjny w stosunku do innych paliw nadajacych sie do stosowania przemyslowego.Do stosowania przemyslowego nadaja sie tak zwane gazy o posredniej wartosci opalowej wynoszacej 4 004,6 kcal/m3 lub wyzszej. Spalaja sie one dobrze w urzadze¬ niach do spalania stosowanych wspólczesnie w elektro¬ cieplowniach i innych zakladach przemyslowych, przy niewielkiej tylko modyfikacji palnika. Wartosc opalowa tych gazów jest dostatecznie wysoka, tak ze ich zastosowa¬ nie nie powoduje spadku sprawnosci kotlów, a ponadto gaz taki moze byc w sposób oplacalny przesylany prze¬ myslowo na umiarkowanie daleirie odleglosci, czego sie nie da powiedziec o gazie o niskiej wartosci opalowej.Sposób wedlug wynalazku jest stosunkowo tanim pro¬ cesem, w którym zwieksza sie wartosc opalowa gazu o nis¬ kiej wartosci opalowej, wytwarzanego w procesie gazyfikacji wegla.Wynalazek dotyczy zwiekszania wartosci opalowej mieszaniny gazowej skladajacej sie z tlenku wegla i wodoru.Sposób wedlug wynalazku polega na ciaglym wprowadzaniu powyzszego gazu wyjsciowego do zloza fluidalnego za¬ wierajacego zelazo i weglik zelaza, utrzymywanego w takich warunkach temperatury i cisnienia, ze czesc tlenku wegla ulega redukcji do wegla, zelazo reaguje z weglem tworzac weglik zelaza a weglik zelaza w reakcji z wodorem daje metan i zreformowane zelazo. Powstajaca mieszanine metanu, tlenku wegla i wodoru odprowadza sie w sposób ciagly ze zloza fluidalnego. Odprowadzana mieszanina 110 339110339 3 gazowa ma przecietna wartosc opalowa 5 339,5 kcal/m3 i nadaje sie do celów przemyslowych lub jako paliwo.Jesli chce sie uzyskiwac sam metan, to mozna go odzys¬ kiwac z mieszaniny gazów opuszczajacych zloze fluidalne przy zastosowaniu znanych sposobów.Sposób wedlug wynalazku jest w dalszej czesci opisany bardziej szczególowo w odniesieniu do zalaczonych sche¬ matycznych rysunków przedstawiajacych fig. 1—3, beda¬ cych wykresami równowagi, obrazujacymi stany równowagi pomiedzy weglikiem zelaza i ukladem wodór-wegiel-tlen.Symbol „aC" oznacza aktywnosc wegla w ukladzie. Sym¬ bol „P" oznacza cisnienie czastkowe. Ilosci gazów sa prak- £y€rae wprost, proporcjonalne do cisnien czastkowych.I ^Kydme3ae-sposobem wedlug wynalazku w zlozu ustala isie i utrzymuje takie warunki, w których najlepiej zachodza Inastepujace trzy reakcje. i ;^: "fcó ^:h2 -^—- c +h3o (i) i-«J^.^f.3Fi^w. Fe3C (2) Fe3C + 2H2 3Fe + CH4 (3) Reakcje takie zachodza pod cisnieniem atmosferycznym, korzystne jednak moze byc stosowanie umiarkowanie podniesionego cisnienia.W reakcjach zachodzacych w zlozu fluidalnym zelazo dziala jako akceptor wegla w reakcji (2) i jako donor wegla w reakcji (3). Nalezy zwrócic uwage, ze w reakcji (3) zostaje zregenerowane zelazo a w reakcji (2) zachodzi regeneracja wegliku zelaza, w zwiazku z czym po pierwszym zaladowaniu zelaza i wegliku zelaza sa one stale obecne w strefie reakcji i nie zachodzi potrzeba ich dodawania.Reakcje (3) mozna przesuwac W prawo za pomoca dodawania wodoru lub usuwaniu metanu. Wodór i tlenek wegla doprowadza sie w sposób ciagly do strefy reakcji (1), a metan razem z nieprzereagowanym tlenkiem wegla i wodorem usuwa sie równiez w sposób ciagly jako czesc wzbogaconego gazu opalowego.Reakcje mozna przeprowadzac i kontrolowac regulujac stosunek wzajemny róznych gazów mieszaniny, to znaczy stosunek metanu do wodoru, wody do wodoru, tlenku wegla do dwutlenku wegla itd. Przedstawione w dalszej czesci opisu dane z obliczen ilustruja w jaki sposób zmiany wzajemnych stosunków gazów wplywaja na przebieg reakcji.Stosowany reaktor ze zlozem fluidalnym jest reaktorem standardowego typu, w którym drobno sproszkowany wsad, umieszczony na siatce lub perforowanej plycie jest fluidyzowany przez przeplywajace od dolu gazy, zawieraja¬ ce czesciowo lub wylacznie reagujace ze soba gazy. Jako urzadzenia pomocnicze stosuje sie urzadzenia ogrzewcze, do kontroli temperatury, urzadzenia sterujace, wymienniki ciepla, pluczki, cyklony, urzadzenia do cyrkulacji gazu i inne. Po zaladowaniu do reaktora wegliku zelaza i zelaza wprowadza sie jako skladniki reagujace gazy z gazyfikacji wegla o niskiej wartosci opalowej, zawierajace tlenek wegla i wodór.Ustalajac zgodnie z wykresami równowagi wlasciwe stosunki wodoru do zwiazków zawierajacych wegiel, mozna doprowadzic do tego, ze wodór dziala jako reduktor i re¬ dukuje tlenek wegla do wegla, a wegiel jest czynnikiem uweglajacym podczas powstawania wegliku zelaza.Jak wspomniano uprzednio, warunki sa tak dobrane i utrzymywane aby zelaza pelnilo funkcje zarówno donora jak i akceptora wegla. Ponadto, warunki reakcji sa takie, ze zelazo spelnia dodatkowo funkcje redukcyjne, redukujac weglik zeiaza do zelaza, w wyniku czego powstaje metan i uwalnia sie wegiel. 4 Z powodu wymaganych warunków równowagi w ukla¬ dzie gazowym wodór-wegiel-tlen, z pozadanych stosunków wodoru do tlenu wynika automatycznie koniecznosc obec¬ nosci metanu w ukladzie. Ilosc metanu obecnego lub 5 powsta a:ego bedzie wiec funkqa stosunków wegla do wo¬ doru oraz temperatury i cisnienia, które to parametry moga byc kontrolowane.Na figurach 1, 2 i 3 przedstawiono wykresy równowagi pomiedzy weglikiem zelaza i ukladem wodór-wegiel-tlen 10 w temperaturach wynoszacych odpowiednio 576,7°C, 626,7 °C 676,7 °C.Wykresy równowagi przedstawiaja zaleznosci pomiedzy krzywymi logarytmicznymi stosunków cisnien czastkowych róznych skladników gazowych bedacych w równowadze 15 z weglikiem zelaza. Ilustruja one fakt, ze w ukladzie w obec¬ nosci weglika zelaza moze znajdowac sie okreslona ilosc metanu, oraz ze ilosc metanu obecnego lub wytwarzanego moze byc kontrolowana droga regulowania innych zmien¬ nych parametrów ukladu. Na przyklad, na rysunkach 20 przedstawiono zakresy robocze dla zmiennych w podanych temperaturach, zapewniajace utrzymanie obecnosci wegliku zelaza w zlozu fluidalnym. Pokazuja one takze wplyw temperatury na proces wytwarzania metanu i wegliku ze¬ laza, przy utrzymaniu innych parametrów zapewniajacych 25 obecnosc wegliku zelaza w zlozu na praktycznie stalym poziomie.Odpowiednim zakresem temperatury dla prowadzenia procesu jest zakres 315°C—649 °C, korzystnym zas za¬ kres 315 °C—510 °C. Stosowanie temperatur lezacych poza 30 tymi zakresami jest nieoplacalne. Korzystne jest stosowa¬ nie cisnienia atmosferycznego, chociaz odpowiednie jest takze nieco podwyzszone cisnienie, dochodzace do 10 atmosfer. Stosowanie wyzszych cisnien jest nieekonomicz¬ ne. 35 Stosunek zelaza do wegliku zelaza w strefie reakcji moze sie zmieniac i ilosc F3C moze wynosic od okolo 10 do 96% lub wiecej. Zelazo mozna wprowadzac w postaci metalicznej lub innej, np. jako tlenek zelaza. W gazie zasilajacym moze sie znajdowac nieco dwutlenku wegla 40 sluzacego jako zródlo wegla. Korzystne jest dla procesu usuwanie tlenku W postaci wody, która latwo mozna od¬ dzielac. Jesli do reaktora doprowadza sie z gazem metan, to nie ulega on zadnym reakcjom i jest odzyskiwany razem z wytwarzanym gazem. Mieszanina zawierajaca 50% metanu 45 oraz tlenek wegla i wodór ma wartosc opalowa 5 339,5 kcal/m3. Jak wynika z powyzszych przykladów, ten przejs¬ ciowy gaz wytwarza sie latwo stosujac sposób wedlug wynalazku.Przyklad I. Wykorzystujac wykresy równowagi 50 opracowano program komputerowy, na podstawie którego obliczono spodziewany sklad gazu dla procesów, w któ¬ rych rózne gazy zawierajace wodór i wegiel poddaje sie reakcji z mieszanina zelaza i wegliku zelaza, w róznych temperaturach. W tablicy I podano przykladowe wyniki 55 otrzymane z powyzszego programu komputerowego dla róznych skladów gazu wlotowego i róznych warunków temperatury i cisnienia, w których to warunkach proces przebiega z wytwarzaniem korzystnych ilosci gazu, jak to ilustruja rysunki fig. 1—3. 60 W czesci 1 tablicy I przedstawiono teoretyczne zmiany w skladzie wytwarzanej mieszaniny gazów, jesli gaz o skla¬ dzie podobnym do przemyslowo wytwarzanego gazu wod¬ nego poddaje sie przeróbce wedlug programu kompute¬ rowego. 65 W czesci 2 tablicy przedstawiono teoretyczne zmiany110 339 cd 'cd m vo "cd 2 -« *-" r » £ o «-• s roc Oh *o cd &o 1 £ otow » N cd 0 £ s £ o a •d jed -^ co l £ o o ^ N cd 0 eni c *(* CJ 2 3 cd (U dui N cd ttf) N a ^ M U (S o u o u o x w rs ^ trf u o u o o E K a cd CJ o , £ o o o ¦1-1 o £ CM CN v© 00 en v© 00 On v© CN v© 00 in t^ en o 00 en t^ o on vO ^ i-i qi N U o m o o in o on en o CN O 00 ^ on 00 o\ en in in in o en vo 00 On v© CN en 00 r^ -^ en vo in en m ^ O ON o 00 o m o o in o On en O CN O 00 ^ On On ^ ^ CN ^ O v© en vo 00 ON vO CN 00 t o o en ON o en r^ On ITl 00 O en i—i o in o o ITN o ON en o CN O 00 Tt ON 00 On in On On en en vO X On v© CN CM [ v© en CN CN T^ CN i—i r^ i—i o 00 00 On O in o o m o On en o CN O 00 ^ On 00 ^ in 00 v© »—l en vo 00 On v© CN in v© en v© i-i o r^ i—i CN m CN i-H r- ON r^ CN o m o o in o ON en o CN O 00 ^ On 00 ON in v© ITl tF ON CN v© 00 On v© CN 00 in r^ ON 00 o l—l i—1 CN en ON in vO in en O m o o in o ON en o CN O 00 ^ On 00 Tf v© v© v© (^ O CN v© X ON vO CN ^ in ON ^ r^ v© 00 V© en V© ^ V© T—1 "^ O in o o in o ON en o CN O a) ^ ON a On V© 1—1 00 On On in t^ On in m en I i—1 o ¦^ m ¦^ ON i—1 ON O Tf V© t^ O W a* N O o o en i—i o 1—1 o en o o en 1TN ON 00 On en r^ h- r- v© m r^ On in in en V© o o in On 00 in CN o ^ l—l r^ CN o o en t—i o i—i o en o o en m ON ON s o vn On CN in r^ On in in en in i—i ON TT ^ O r^- On in ^ i-i en ON i—i O o en i—i O 1—1 o en o o en in ON 00 ON ^ CN ^ O v© en V© 00 ON V© CN 00 o o o en ON o en t^ On in 00 o en •A ^ W "O c* N U o m o o in o ON en o CN O 00 ^ ,—1 On 00 ON "tf 00 r^- 00 en V© 00 ON V© CN ^ 00 en ITN en ^ in en v© ^ o o i—i en V© o m o i—i o m o On en o CN o 00 ^ in On 00 ON ^ CN I 00 en V© 00 ON V© CN in 00 h" V© en in V©" en en en ^ o i—i vO "* & in o 1 i—i o in o | ON en o 1 CN O 00 ^ O On 1 00 ON "* I—I "u cd 1 cd m o -5. yu 13 -w O <-< cd fe ^ O s u ^ 2 Oh T3 cd S 00 ^ o 4-1 O .^ Gaz o cen o Oh lad -^ 00 O wlot N cd 0 » ^ N S . ^ cd h-i bo o £ ^i1 M u M O u o CJ o (N X X (S % X u o u o u o X X aT 1 a 5 a u cd itur S CJ r (U H V© V© cn" d O 00 ^H CN o o i—i l—t CN CN 00 00 CN CN O O 00 00 i—1 i-H CN en ^ CN CN I 1—( N©^ l/^ cn" cT 1—I 1—1 in i CN •-( O 00 O 00 ^ vo en M o o o o o o o o en en en en o o CN CN O O in in V© V© i-H i—1 On On 00 00 ^ ^ in in 8 s J2 N l ~ N ^ D O "^ ON ON V© ^ CN en r-\ CN CN 1—1 T—1 CN CN 1 00 00 1—1 1—1 ^ o a? t^* en tj< in en oT en" l—i i—i 00 l ^f in" C^ CN^ en" \o i—i i—i i-i On i—1 i-H CN On I cT in1 en i-H iri in en en 00 00 | c^1 i en^ en en" en" t^ l t^ t^ 1—1 T—1 C^ I I-H T—1 O O cn" cn" CN CN -I T^ On On oo" oo ^ ^ in in I o 2 § 9 . ^ N ,© D O110 339 w skladzie otrzymywanej mieszaniny gazów, jesli gaz 0 skladzie podobnym do gazu wytwarzanego podcza gazyfikacji metoda tlenowo-cisnieniowa Lurgi'ego poddaje sie przeróbce wedlug programu komputerowego. Duze zwiekszenie ilosci metanu w scisle okreslonym przedziale temperatur swiadczy wyraznie o tym, ze temperatura jest parametrem krytycznym dla poziomu wydajnosci metanu.Wyniki w czesci 3 tablicy ilustruja teoretyczny wplyw temperatury na wydajnosc otrzymywania metanu w pro¬ cesie prowadzonym wedlug programu komputerowego z zastosowaniem gazu takiego samego jak w czesci 1.Wydajnosc metanu zwieksza sie z 30% objetosciowych do 36,7% objetosciowych wraz ze zwiekszaniem cisnienia od 1 do 10 atmosfer. Wyzsze cisnienia moglyby prawdopo¬ dobnie powodowac nieznaczny wzrost wydajnosci wytwa¬ rzania metanu, ale jest to nieoplacalne.Przyklad U. W celu dalszego zilustrowania przy¬ datnosci sposobu wedlug wynalazku i korelacji pomiedzy wynikami obliczen komputerowych i praktyczna realizacja, przeprowadzono odpowiednie próby laboratoryjne. Próby te przeprowadzano w uprzednio opisany sposób. Dla zainicjowania reakcji w zlozu fluidalnym umieszczono odpowiednia ilosc zelaza i wegliku zelaza. Nie zachodzila potrzeba pózniejszego uzupelniania tych skladników.W tablicy II podane sa wyniki badan praktycznych lacznie z wynikami uzyskanymi z obliczen komputerowych dla takich samych warunków.Wyniki przedstawione w czesci 1 tablicy II dotycza stosowania mieszaniny 3 : 1 wodoru i tlenku wegla jako gazu wyjsciowego. Jest to gaz pochodzacy z procesu gazy¬ fikacji w obecnosci tlenu. W temperaturze 548,9 °C wy¬ twarzany jest gaz o wartosci opalowej 4 102,5 kcal/m3, zawierajacy 21,8% metanu. Natomiast wedlug obliczen nalezalo sie spodziewac gazu o wartosci opalowe) 4 280,5 kcal/m3 i zawierajacego 31,8% metanu.Tabl Sklad gazu z reaktora doswiadczalnego Produkty — substanqe stale, gaz 8 Wyniki przedstawione w czesci 2 tablicy ilustruja zmiany w skladzie gazu uzyskiwane dla reprezentatywnego gazu zawierajacego stosunkowo duza ilosc azotu, który to gaz pochodzi z procesu gazyfikacji prowadzonego w obecnosci s powietrza. W tescie praktycznym otrzymywano gaz o za¬ wartosci metanu 12,5% i wartosci opalowej 2 349,4 kcal/m3, wobec przewidywanego z obliczen gazu o zawartosci me¬ tanu 13,3% i wartosci opalowej 2 1,26,9 kcal/m3. W obu przypadkach uzyskuje sie wzrost wartosci opalowej o po¬ lo nad 30%.Wyniki doswiadczen potwierdzaja przydatnosc procesu dla wytwarzania metanu i udowodniaja stosowalnosc wy¬ kresów równowagi przedstawionych na fig. 1—3 dla wy¬ boru odpowiednich do tego celu warunków. 15 Przyklad III. Do reaktora o srednicy 0,6096 metra ze zlozem fluidalnym' zawierajacym zelazo i weglik zelaza w ilosciach wystarczajacych dla zapoczatkowania reakcji wprowadzono 5,66 m3/minute róznych gazów. W czasie doswiadczenia nie zachodzila potrzeba uzupelniania zelaza 20 * wegliku zelaza. Gazy wlotowe skladajace sie z wodoru, tlenku wegla i dwutlenku wegla wprowadzano w ilosciach odpowiednich dla pomyslnego wytwarzania metanu, zgod¬ nie z rysunkami 1—3.We wszystkich doswiadczeniach stosowano temperature 25 498,9°C i cisnienie atmosferyczne. Gaz wylotowy skladal sie z okolo 82% wodoru, okolo 8% dwutlenku wegla i okolo 10% metanu i posiadal wartosc opalowa okolo 3 292,7 kcal/m3. Stosunek procentowy wegliku zelaza do zelaza byl zmienny i wynosil od 73/27 do 96/4. Gaz wy¬ lotowy poddawano w ciagu 12 godzin w odstepach co 30 minut analizom, wyniki których przedstawione sa w tablicy III. Srednica zawartosci metanu w gazie wylotowym w okre¬ sie 12 godzin przekraczala 40% a wartosc opalowa wynosila okolo 4 983,6 kcal/m3 wobec zaledwie 3 292/7 kcal/m3 dla gazu wlotowego, ca III Czas 2400 0030 0100 0130 0200 0230 0300 0330 0400 0430 0500 0530 0600 0630 0700 0730 0800 0830 0900 0930 1000 1030 1100 1130 1 H20 Ta 1,2 1.0 1,0 1,0 1,0 i 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,4 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,4 2,3 | COa 4^ 4,5 4,5 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 5,5 5,5 6,7 6,2 6,2 6,2 6,7 7,5 7,75 8,6 5,3 4,4 3,6 4,5 4,8 | 1 Gaz wylotowy I CO | N2 1 3,9 3,9 3,9 4,2 4,2 4,2 4,0 4,2 4,2 4,2 4,0 4,8 4,8 4,8 5,0 5,1 7,9 8,25 8,9 6,6 4,5 1 4,5 5,2 6,5 | 1 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 6,5 7 7 5,5 5,5 7 7 | H2 35 33 35 35 35 35 34 34 ¦ 34 35 35 35 • 35 35 35 35 35 35 34 38 41 40 39 37 | CH4 44 44 44 43 '44 44 42 43 43 43 43 40 40 41 40 40 40 39 38,3 40 33,5 40 41,5 41,5 | co/co2 o^ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 1,1 1,1 1,0 1,3 1,0 1,3 1,2 14 1 H2/H20 29^2 27,5 35,0 35,0 35,0 35,0 34,0 34,0 34,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 14,6 14,6 14,2 15,8 17,8 17,4 16,3 16,1 H2/CH4 0^8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 1,0 1,2 1,0 0,9 0,9 |110 339 9 Wyniki przedstawione w tablicy wykazuja przydatnosc procesu dla znacznego zwiekszania wartosci opalowej gazu, w tym takze gazu zawierajacego metan. Wyniki wskazuja takze okres czasu odpowiedni do przeprowadza¬ nia zwiekszania wartosci opalowej.Ponadto, jak wynika z przedstawionych danych wytwa¬ rzane sa duze ilosci metanu i duza ilosc wegliku zelaza w stosunku do ilosci zelaza w zlozu fluidalnym. Na przy¬ klad, w czasie „1000" w zlozu znajduje sie 96% wegliku zelaza. Przedstawione wyniki potwierdzaja takze znaczenie wykresów równowagi na fig. 1—3 dla selektywnego wyboru odpowiednich warunków prowadzenia procesu.Zaleta opisywanego sposobu jest mozliwosc stosowania do zwiekszania przy stosunkowo niskich kosztach wartosci opalowej gazu o niskiej wartosci opalowej wytwarzanego w procesach gazyfikacji wegla.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przeróbki mieszaniny gazów zawierajacej tlenek wegla i wodór przez ogrzewanie pod cisnieniem 2o prowadzace do znacznego zwiekszania wartosci opalowej 10 10 15 w stosunku do gazu wyjsciowego, znamienny tym, ze wyjsciowa mieszanine gazów wprowadza sie w sposób ciagly do zloza fluidalnego zawierajacego zelazo i weglik zelaza, przy czym czesc tlenku wegla ulega redukcji do wegla, zelazo reaguje z weglem tworzac weglik zelaza zwlaszcza Fe3C, a weglik zelaza reaguje z wodorem two¬ rzac metan i zelazo, po czym usuwa sie w sposób ciagly z fluidalnego zloza otrzymana mieszanine gazów, sklada¬ jaca sie z metanu, tlenku wegla i wodoru. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do wyjsciowej mieszaniny gazów dodaje sie dwutlenek wegla jako zródlo wegla. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie w temperaturze 315—649 °C. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie w temperaturze 315—510 °C. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie pod cisnieniem 1—10 atmosfer. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze z otrzy¬ manej mieszaniny gazów wydziela sie metan i odzyskuje jako produkt. ¦2-1 0 t 2 3 4 Lg Pco2A co, 6h S o rfc1 2\- 0\- -2h i r^—'—r1—'—H—"— h i li i li i - ' 'oó l 1 ' <** llllllll (NI CD O-A.Fe30A |_ FeO 1 Fe 1 Fe3C J 1 Tj 1 1 1 Fe203 Fe2C J 1 1 1 ~~i rn -^ — _i i_J X 2 1 $ •0 1-1 2 -2 0 A 6 8 10 12 14 Nukrns rónnomgi uktadu•'Fe-0-H-C » temperaturze 626,7°C kg. 1110 339 t l°9 Pco2/Pco? -2 O 2 4 6 8 10 12 14 l°9 (Pcha/Ph22) Wy^es rónnOhagi uktacLu Fe-O-H-C n temperaturze 576,7°C Fig. 2 -2-1. 0 1 2 3 4 °g Pco/Pco. -2 H—H-—'—r-1 ¦—H u i 1 i Mi |M ' l 1 'l ' 1 1 CM CD O CD cTorsT o" rej\ - FeO /^ _Fe 1 Fe3C 1 1 "1 Fe Fe 1 n i r 2o3 2c i \ i 1 1— ~~— i i -2 -1 ¦0 1 I -2 0 "1? cf 14 2 4 6 8 1C log (Pch/Ph^) Waktts równowagi, ukladu fe-0-H'O w temperaturze 656,7°C Fig.- 3 LDD Z-d 2, z. 552/1400/81, n. 105 + 20 egz.Cena 45 zl PL PL PL

Claims (6)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przeróbki mieszaniny gazów zawierajacej tlenek wegla i wodór przez ogrzewanie pod cisnieniem 2o prowadzace do znacznego zwiekszania wartosci opalowej 10 10 15 w stosunku do gazu wyjsciowego, znamienny tym, ze wyjsciowa mieszanine gazów wprowadza sie w sposób ciagly do zloza fluidalnego zawierajacego zelazo i weglik zelaza, przy czym czesc tlenku wegla ulega redukcji do wegla, zelazo reaguje z weglem tworzac weglik zelaza zwlaszcza Fe3C, a weglik zelaza reaguje z wodorem two¬ rzac metan i zelazo, po czym usuwa sie w sposób ciagly z fluidalnego zloza otrzymana mieszanine gazów, sklada¬ jaca sie z metanu, tlenku wegla i wodoru.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do wyjsciowej mieszaniny gazów dodaje sie dwutlenek wegla jako zródlo wegla.
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie w temperaturze 315—649 °C.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie w temperaturze 315—510 °C.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pro¬ ces prowadzi sie pod cisnieniem 1—10 atmosfer.
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze z otrzy¬ manej mieszaniny gazów wydziela sie metan i odzyskuje jako produkt. ¦2-1 0 t 2 3 4 Lg Pco2A co, 6h S o rfc1 2\- 0\- -2h i r^—'—r1—'—H—"— h i li i li i - ' 'oó l 1 ' <** llllllll (NI CD O-A. Fe30A |_ FeO 1 Fe 1 Fe3C J 1 Tj 1 1 1 Fe203 Fe2C J 1 1 1 ~~i rn -^ — _i i_J X 2 1 $ •0 1-1 2 -2 0 A 6 8 10 12 14 Nukrns rónnomgi uktadu•'Fe-0-H-C » temperaturze 626,7°C kg. 1110 339 t l°9 Pco2/Pco? -2 O 2 4 6 8 10 12 14 l°9 (Pcha/Ph22) Wy^es rónnOhagi uktacLu Fe-O-H-C n temperaturze 576,7°C Fig. 2 -2-1. 0 1 2 3 4 °g Pco/Pco. -2 H—H-—'—r-1 ¦—H u i 1 i Mi |M ' l 1 'l ' 1 1 CM CD O CD cTorsT o" rej\ - FeO /^ _Fe 1 Fe3C 1 1 "1 Fe Fe 1 n i r 2o3 2c i \ i 1 1— ~~— i i -2 -1 ¦0 1 I -2 0 "1? cf 14 2 4 6 8 1C log (Pch/Ph^) Waktts równowagi, ukladu fe-0-H'O w temperaturze 656,7°C Fig.- 3 LDD Z-d 2, z. 552/1400/81, n. 105 + 20 egz. Cena 45 zl PL PL PL
PL1978208577A 1977-07-21 1978-07-21 Method of processing gaseous mixture containing carbon oxide and hydrogen PL110339B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/817,576 US4134907A (en) 1977-07-21 1977-07-21 Process for enhancing the fuel value of low BTU gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL208577A1 PL208577A1 (pl) 1979-02-26
PL110339B1 true PL110339B1 (en) 1980-07-31

Family

ID=25223394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1978208577A PL110339B1 (en) 1977-07-21 1978-07-21 Method of processing gaseous mixture containing carbon oxide and hydrogen

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4134907A (pl)
JP (1) JPS5448807A (pl)
AR (1) AR215722A1 (pl)
AU (1) AU3795278A (pl)
BR (1) BR7804668A (pl)
CA (1) CA1092162A (pl)
CS (1) CS209896B2 (pl)
DD (1) DD137845A5 (pl)
DE (1) DE2831068A1 (pl)
FR (1) FR2398108A1 (pl)
GB (1) GB2001337B (pl)
IT (1) IT1109177B (pl)
PL (1) PL110339B1 (pl)
ZA (1) ZA784162B (pl)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4257781A (en) * 1977-07-21 1981-03-24 Hazen Research, Inc. Process for enhancing the fuel value of low BTU gas
CA1136413A (en) * 1977-07-21 1982-11-30 Jack L. Blumenthal Carbonaceous material and process for producing a high btu gas from this material
US4710483A (en) * 1977-07-21 1987-12-01 Trw Inc. Novel carbonaceous material and process for producing a high BTU gas from this material
US4372755A (en) * 1978-07-27 1983-02-08 Enrecon, Inc. Production of a fuel gas with a stabilized metal carbide catalyst
US4182926A (en) * 1978-09-21 1980-01-08 Merck & Co., Inc. Catalytic process for obtaining methane from methanol
IL65225A (en) * 1981-03-27 1985-09-29 Trw Inc Carbonaceous materials and methods for making hydrogen and light hydrocarbons from such materials
US4642125A (en) * 1981-03-27 1987-02-10 Trw Inc. Carbonaceous material and methods for making hydrogen and light hydrocarbons from such materials
CA1263363A (en) * 1985-05-20 1989-11-28 Gary W. Rice Iron-carbon-based catalysts and a method for the production of hydrocarbons using those catalysts
US5770630A (en) * 1986-09-23 1998-06-23 Foster Wheeler Energy Limited Manufacture of organic liquids
US5474280A (en) * 1993-08-20 1995-12-12 Martin; Charles A. Apparatus for preheating a reactor feed
US5869018A (en) 1994-01-14 1999-02-09 Iron Carbide Holdings, Ltd. Two step process for the production of iron carbide from iron oxide
US5431711A (en) * 1994-08-12 1995-07-11 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Circulating fluidized bed direct reduction system
US5435831A (en) * 1994-08-12 1995-07-25 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Circulating fluidizable bed co-processing of fines in a direct reduction system
US5674308A (en) * 1994-08-12 1997-10-07 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Spouted bed circulating fluidized bed direct reduction system and method
US5690717A (en) * 1995-03-29 1997-11-25 Iron Carbide Holdings, Ltd. Iron carbide process
US5804156A (en) * 1996-07-19 1998-09-08 Iron Carbide Holdings, Ltd. Iron carbide process
DE69831261D1 (de) * 1997-10-28 2005-09-22 Univ Kansa Ct For Res Inc Treibstoffmischung für kompressionszündmaschine mit leichten synthetischen roh- und mischbestandteilen
AU750751B2 (en) 1998-03-31 2002-07-25 Iron Carbide Holdings, Ltd Process for the production of iron carbide from iron oxide using external sources of carbon monoxide

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2409235A (en) * 1943-12-18 1946-10-15 Texas Co Continuous process for effecting catalytic reactions
US2537496A (en) * 1947-03-26 1951-01-09 Texas Co Synthesis of hydrocarbons
US2589925A (en) * 1947-05-09 1952-03-18 Standard Oil Dev Co Hydrocarbon synthesis
US2562802A (en) * 1947-06-18 1951-07-31 Us Rubber Co Manufacture of ketone diarylamine condensation products
US2601121A (en) * 1948-04-29 1952-06-17 Standard Oil Dev Co Preconditioning hydrocarbon synthesis catalyst and removing fines therefrom
US2694624A (en) * 1949-06-23 1954-11-16 Standard Oil Dev Co Production of gas of high calorific value
US2686819A (en) * 1949-09-01 1954-08-17 Kellogg M W Co Synthesis of methane
US2819283A (en) * 1950-10-30 1958-01-07 Gulf Research Development Co Process of producing hydrocarbons
US4005996A (en) * 1975-09-04 1977-02-01 El Paso Natural Gas Company Methanation process for the production of an alternate fuel for natural gas

Also Published As

Publication number Publication date
PL208577A1 (pl) 1979-02-26
DD137845A5 (de) 1979-09-26
AR215722A1 (es) 1979-10-31
DE2831068A1 (de) 1979-02-08
FR2398108A1 (fr) 1979-02-16
GB2001337B (en) 1982-05-26
IT1109177B (it) 1985-12-16
US4134907A (en) 1979-01-16
BR7804668A (pt) 1979-04-17
JPS5448807A (en) 1979-04-17
GB2001337A (en) 1979-01-31
CA1092162A (en) 1980-12-23
IT7825914A0 (it) 1978-07-20
AU3795278A (en) 1980-01-17
ZA784162B (en) 1979-12-27
CS209896B2 (en) 1981-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL110339B1 (en) Method of processing gaseous mixture containing carbon oxide and hydrogen
US3421869A (en) Method for the production of a mixture of hydrogen and steam
Susanto et al. A moving-bed gasifier with internal recycle of pyrolysis gas
US1964744A (en) Process of making carbon black
US4246024A (en) Method for the gaseous reduction of metal ores using reducing gas produced by gasification of solid or liquid fossil fuels
CS225806B1 (en) The manufacturing process of the steel
ES315686A1 (es) Procedimiento para la reduccion de bolas artificiales de mineral de hierro beneficiado.
GB2039518A (en) A process and a plant for preparing a gas rich in methane
JPH0454601B2 (pl)
US4257781A (en) Process for enhancing the fuel value of low BTU gas
JPH0229111B2 (pl)
JPS60155627A (ja) 金属化合物の還元方法とその装置
GB1402294A (en) Process for producing coarse particles of active carbon
Yang et al. Fluidization and reaction behavior in chemical looping gasification of lignite
PL116358B1 (en) Method of and apparatus for coal gasification
CA2213095C (en) Process for converting iron oxide to iron carbide employing internally generated carbon oxide as the carbiding agent
Zhang et al. Effect of ternary eutectic salt on the calcium sulfate oxygen carrier for chemical looping combustion of coal char
Suzuki et al. The catalytic steam gasification of one Australian and three Japanese coals using potassium and sodium carbonates
Gilyazetdinov et al. Improving the quality of dry-quenched coke
SU833479A1 (ru) Способ получени восстановительногогАзА, СОдЕРжАщЕгО СЕРОВОдОРОд и ОКиСьуглЕРОдА
GB1566698A (en) Treatment of gases containing hydrogen and carbon monoxide
SU1169979A1 (ru) Способ получени горючих газов из твердого углеродсодержащего вещества
JPS6128446A (ja) 不活性ガスの製法
GB792914A (en) Process for the production of combustible gas enriched with gaseous hydrocarbons
SU1348366A1 (ru) Способ подземной газификации угл