PL111239B1 - Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor - Google Patents

Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor Download PDF

Info

Publication number
PL111239B1
PL111239B1 PL19480176A PL19480176A PL111239B1 PL 111239 B1 PL111239 B1 PL 111239B1 PL 19480176 A PL19480176 A PL 19480176A PL 19480176 A PL19480176 A PL 19480176A PL 111239 B1 PL111239 B1 PL 111239B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
natural gas
oxygen
gas
carbon dioxide
gas stream
Prior art date
Application number
PL19480176A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL194801A1 (en
Inventor
Laszlo Csernavolgyi
Original Assignee
Energiagazdalkodasi Intezet
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 Energiagazdalkodasi Intezet filed Critical Energiagazdalkodasi Intezet
Priority to PL19480176A priority Critical patent/PL111239B1/en
Publication of PL194801A1 publication Critical patent/PL194801A1/en
Publication of PL111239B1 publication Critical patent/PL111239B1/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65% objetosciowych dwutlenku wegla od zanieczy¬ szczen weglowodorowych na drodze spalania i urza¬ dzenie do stosowania tego sposobu.Jak wiadomo, dotychczas nie udalo sie znalezc ekonomicznego rozwiazania dla wykorzystania ubo¬ gich gazów ziemnych zawierajacych glównie dwu¬ tlenek wegla do spalania i w przemysle chemicz¬ nym. Jedna z trudnosci polega na tym, ze znane urzadzenia, przeznaczone do rozdzielenia gazów ziemnych o dobrej jakosci wymagaja stosowania kosztownych materialów katalizujacych, co w przy¬ padku rozdzielania ubogich gazów ziemnych zawie¬ rajacych glównie COz nie jest racjonalne ani pod wzgledem inwestycyjnym, ani pod wzgledem eko¬ nomicznym.Dalsza trudnosc stanowi fakt, ze w naturalnym dwutlenku wegla, zaliczanym do ubogich gazów ziemnych zawierajacych glównie C02 obecne sa azot, metan, oraz ciezsze weglowodory oleiste, cze¬ sciowo w postaci aerozolowej o nieprzyjemnym za¬ pachu. Usuwanie tych palnych skladników, i tym samym wzbogacenie gazu podstawowego w dwu¬ tlenek wegla nie jest zadaniem latwym, lecz jest to zadanie wazne, poniewaz wykorzystanie prze¬ myslowe naturalnego gazowego dwutlenku wegla mozliwe jest jedynie pod warunkiem uprzedniego oczyszczenia od niepozadanych par i gazów towa¬ rzyszacych. Bogate zródla tych gazów czynia jed- 10 19 2i nak bardzo pozadanym opracowanie ekonomicznego rozwiazania zadania. Nalezy przy tym nadmienic, ze przez usuniecie palnych skladników naturalny gazowy dwutlenek wegla uwolniony od zanieczy¬ szczen oleistych o nieprzyjemnym zapachu staje sie przydatny do róznych celów a w tym takze do ce- lów farmaceutycznych, leczniczych oraz spozyw¬ czych. . ¦ f W celu rozwiazania tego zadania proponowano destylacje polaczona z zamrazaniem w warunkach rozprezania. Sposób ten jest jednak bardzo kosz¬ towny, zarówno w zakresie inwestycji, jak równiez prowadzenia procesu, co wynika czesciowo z ostrych przepisów dotyczacych materialów konstrukcyjnych, czesciowo natomiast ze zwiekszonych wymagan konserwacyjnych, oraz duzego zapotrzebowania na energie.Znane sa takze sposoby polegajace na utlenianiu oparte na nadmanganianie potasu i kwasnym we¬ glanie sodu, w których konieczne jest stosowanie kwasu siarkowego, co zwiazane jest z usuwaniem kwasu, i rozwiazaniem problemów korozyjnych.Proponowano tez oczyszczanie gazów na drodze utleniania lub spalania. Sposób ten wymaga jednak takze stosowania katalizatorów, oo zwieksza koszty jego realizacji.Urzadzenie do dysocjacji gazów za pomoca plaz- motriOnu znane jest na przyklad iz opisiU patentowego Republiki Francuskiej nr 72.23256. W urzadzeniu tym do wytwarzania plazmy stosuje sie argon, wo- 111 239111 239 dór, hel albo azot, które sa znacznie drozsze od naturalnego ubogiego gazu ziemnego o duzej za¬ wartosci COj. w zwiekszonym stopniu do przetwarzania w wiazke plazmowa. Tak samo, gaz technologiczny wskutek ciepla wiazki plazmowej podgrzewa sie i przez to staje sie podatniejszy na obróbke termiczna, lecz w czasie ogrzewania dziala takie chlodzaco, i tym. samym moze byc wykorzystany do chlodzenia scian zamknietej przestrzeni reaktorowej, otaczajacej wiazke plazmowa.Ubogi gaz ziemny o zawartosci co najmniej 659/t objetosciowych dwutlenku wegla sposobem i w^ urzadzeniu wedlug wynalazku oczyszczac mozna w dwojaki sposób, a mianowicie przetwarzajac go na dwutlenek wegla o stopniu czystosci, pozwala¬ jacym na stosowanie go nawet w przemysle far¬ maceutycznym czy spozywczym, albo w lecznictwie albo przetwarzajac go na palny gaz tahnolo- giczny. L '- - s ' \ .^' " Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze z czesci strumienia gazu ziemnego tworzy sie wiaz¬ ke plazmy, przez która przepuszcza sie pozostala czesc strumienia gazu ziemnego, zmieszana ze ste- chlometryczna w stosunku do zanieczyszczen pal¬ nych w gazie iloscia tlenu powodujac ich spalenie do dwutlenku wegla.W przypadku wytwarzania technologicznego gaza palnego sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze z czesci strumienia gazu ziemnego tworzy sie wiazke plazmy, przez która przepuszcza sie pozo¬ stala czesc strumienia gazu ziemnego zmieszana z tlenem w ilosci mniejszej od wartosci stechio- metrycznej potrzebnej do calkowitego spalenia pal¬ nych skladników ubogiego gazu ziemnego.Szczególy wynalazku omówione sa na podstawie rysunku, na którym przedstawiono przekrój piono¬ wy urzadzenia sluzacego do realizowania sposobu wedlug wynalazku.Urzadzenie wedlug wynalazku posiada generator plazmowy 4 z lukiem wewnetrznym, wyposazony w elektrode pretowa 16 i elektrode pierscieniowa 17 o chlodzeniu gazowym. Sa one polaczone przewo¬ dem chlodzacym 6. Napiecie otrzymuja z genera¬ tora & Elektroda pierscieniowa 17 generatora plaz¬ mowego 4 polaczona jest z reaktorem lt. Reaktor li posiada rozdzielacz 14 do rozdzielania gazu oraz plaszcz chlodzacy 18 otaczajace elektrode pierscie¬ niowa 17 generatora plazmowego 4, Do elektrody pierscieniowej 17 podlaczony jest ponadto przewód zasilajacy zawierajacy zamek przesuwny 1, roz¬ dzielnie gazu 2 oraz zawór regulujacy 3, i przewód ten prowadzi gaz roboczy do generatora plazmo¬ wego 4. Przewód ten okresla sie w dalszym ciagu jako „pcemwszy" przewód zasilajacy. Do reaktora 19 podlaczony jest okreslany dalej jako „drugi" prze¬ wód zasilajacy tt, zawierajacy zawór dozujacy • i mieszalnik gazu 8, doprowadzajacy przez plaszcz chlodzacy 1* gaz technologiczny do reaktora 10.Pierwszy przewód zasilajacy 19 i drugi przewód zasilajacy JO polaczone sa ze soba, a mianowicie rozdzielnia gazu 8 polaczona jest przez zawór regu¬ lujacy 7 z jednym z krócców mieszalnika gazu 8.Wreszcie, plaszcz chlodzacy 18 polaczony jest z rozdzielaczem 14 reaktora 18 okreslanym dalej jako „trzeci" przewód zasilajacy th Numer 12, wzglednie 18 oznacza króciec laczacy przewód za¬ silajacy 21 z plaszczem chlodzacym 18 reaktora 19, Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje , bardzo niskie zapotrzebowanie na energie, wyno¬ szace 2 kilowaty do wytworzenia wiazki plazmy.Zapotrzebowanie to jest tym bardziej wyraznie niskie"'w porównaniu z energia potrzebna do joni¬ zacji na przyklad azotu — 40—50 kilowatów, sto- 1# sowanego na ogól w tym celu.Celem wynalazku jest pominiecie wspomnianych wyzej trudnosci.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu oczyszczania ubogich gazów ziemnych, czyli gazów 18 ziemnych zawierajacych co najmniej 65 a nawet 70V« obj. CO|, przy zastosowaniu którego tego ro¬ dzaju gazy ziemne moga byc oczyszczone w sposób < ciagly i bezpieczny w urzadzeniu o stosunkowo prostej budowie i wymagajacym malych nakladów M inwestycyjnych, pracujacym bez substancji katali¬ tycznych i przy malym zapotrzebowaniu na ener¬ gie.Podstawa wynalazku jest wniosek, ze osiagniecie wyznaczonego celu, wzglednie wykonanie postawio- M nego zadania mozliwe jest przy zastosowaniu tech¬ niki plazmowej. Jest to sposób bezpieczny i eko¬ nomiczny. Jezeli bowiem po usunieciu wody z gazu ziemnego czesc jego zastosuje sie jako gaz roboczy, a druga czesc jako gaz technologiczny i ten ostatni n podda sie dzialaniu wiazki plazmowej wytworzonej z gazu roboczego, to przy stosunkowo malym za¬ potrzebowaniu na energie mozna zapewnic ciagla obróbke gazu. Zgodnie z powyzszym sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze po oddzieleniu H,0 m od ubogiego gazu ziemnego zawierajacego co naj¬ mniej 05 a nawet 70*/t obj. CO,, mniejsza jego czesc jako gaz roboczy metoda elektryczna przetwarza w wiazke plazmowa, a wieksza jego czesc rozpreza i po wymieszaniu z tlenem przepuszcza sde przez m wiazke plazmowa. Rozprezajac gaz roboczy stosuje sie 00 jako czynnik chlodzacy w rekuperacyjnym ukladzie podgrzewania wstepnego i przygotowuje sie go do powstania wiazki plazmowej. W rekupe¬ racyjnym ukladzie podgrzewania wstepnego pod- « guzowa sie gaz technologiczny cieplem wiazki plaz¬ mowej, i na koniec jxjdgrze»wany gaz technologicz¬ ny przedmuchuje sie przez wiazke plazmowa.W wyniku doswiadczen stwierdono bowiem, ze zapotrzebowanie na energie elektryczna do wytwo- " rzenia wiazki Plazmowej jest zaskakujaco niskie.Poniewaz temperatura wiazki plazmowej wynosi kilka tysiecy stopni Kehrina, w gazie przedmucha¬ nym przez wiazke plazmowa wszystkie skladniki palne i inne zanieczyszczenia oleiste ulegaja calko- * witemu utlenianiu. Zastosowanie rekuperacyjnych ukladów podgrzewania wstepnego zwieksza nie tyl¬ ko ekonomie pracy urzadzenia, lecz równiez jego niezawodnosc. Z jednej strony bowiem gaz robo¬ czy wprowadzony do plazmotronu wytwarzajacego * wiazke plazmowa moze chlodzic elektrody plazmo¬ tronu, bowiem po opuszczeniu zródla gazu ziem¬ nego smtal on bowiem rozprezmy i wskutek tego temperatura jego spadla. Odbierajac zas cieplo elektrod gaz roboczy podgrzewa sie i nadaje sie w111 23» 5 6 wzglednie z rozdzielaczem 14. Reaktor 10 polaczony jest z przewodem transportujacym 22 przez kró- ciec wyplywowy 15.Przedstawione urzadzenie dziala nastepujaco: Pierwszy przewód zasilajacy 19 doprowadzony jest przed zaimkiem przesuwnym 1 do nie oznaczo¬ nego na rysunku zródla gazu ziemnego, w miejsce którego mozna wstawic równiez butle gazowa. Jed¬ noczesnie drugi przewód zasilajacy 20 polaczony jest ze zródlem tlenu, na przyklad z butla tlenowa przed zaworem regulujacym 9. Z generatora 5 po¬ daje sie napiecie do elektrod. Przez otwarcie zam¬ ka przesuwnego 1 gaz ziemny doprowadza sie do rozdzielni 2, z której pierwszy przewód zasilajacy 19 prowadzi gaz roboczy przez zawór regulacyjny 3 do generatora 4, z drugiej strony natomiast przez zawór regulacyjny 7 do mieszalnika gazu 8.Ilosc gazu ziemnego kierowanego do generatora plazmowego 4 reguluje sie zaworem regulujacym 3 w taki sposób, zeby mniejsza jego czesc doplywala do generatora 4. Wskutek dlawienia gaz ziemny ulega rozprezaniu i ochlodzony dochodzi do elek¬ trody pierscieniowej 17, skad przewodem chlodza¬ cym 6 do komory chlodniczej, otaczajacej elektrode pretowa 16. Stad gaz ziemny przeplywa do prze¬ strzeni roboczej generatora plazmowego 4, gdzie w znany sposób ulega przetwarzaniu w wiazke plazmowa. Wieksza czesc wplywajacego gazu ziem¬ nego dochodzi do mieszalnika gagu 8 po otworze¬ niu zaworu regulujacego 7, i w mieszalniku miesza sie z tlenem wplywajacym przez zawór regulacyj¬ ny 9. Powstaly w ten sposób gaz technologiczny jest stosunkowo zimny, poniewaz gaz ziemny roz¬ preza sie na zaworze regulujacym 7, a tlen na za¬ worze regulujacym 9. Drugi przewód zasilajacy 20 prowadzi wiec stosunkowo zimny gaz technologicz¬ ny do plaszcza chlodzacego 18, i skutecznie ochla¬ dzajac podgrzane wiazka plazmowa sciany wewne¬ trzne plaszcza sam tez ulega podgrzaniu, Podgrzany gaz technologiczny dochodzi przez trzeci przewód zasilajacy 21 do rozdzielnika 14, z którego wyply¬ wajac przez otwory ukosne, dochodzi do wiazki plazmowej wyrzuconej z elektrody pierscieniowej 17. Stosunki przeplywajacych ilosci oddawane sa na rysunku w przyblizeniu róznymi grubosciami przewodów zasilajacych.Przyklad. W czasie doswiadczen laboratoryj¬ nych elektrode pretowa 16 i elektrode pierscienio- niowa 17 zasilano pradem o natezeniu mniejszym od 30 amperów i o napieciu 200—400 woltów. Gaz ziemny zawieral ponad 60 procent dwutlenku we¬ gla. Maksymalna moc potrzebna do zainicjowania wiazki plazmowej wynosila 5,8 kilowata, i wartosc ta spadla do okolo 2 kilowatów po ustabilizowaniu wiazki. W wysokosci 5 milimetrów nad otworem wyplywowym generatora plazmowego 4 tempera¬ tura wiazki plazmowej wahala se w granicach od 8500 do 10 000 K.W tablicy podatno sklad gazu roboczego przeply¬ wajacego przez pierwszy przewód zasilajacy 19, ga¬ zu technologicznego, wplywajacego przez drugi przewód zasilajacy 20 oraz gazu izdysoojowanego, wyplywajacego przez przewód transportujacy 22.Z danych przytoczonych w tablicy jednoznacznie wynika, ze nie ma przszkody przed zastosowaniem sposobu wedlug wynalazku w praktyce przemyslo¬ wej. Odnosi sie to zarówno do czesciowego utlenia¬ nia weglowodorów, jak równiez do przeksztalcenia dwutlenku wegla w tlenek wegla. Woda, nadmiar tlenu i azotu, powstajace w czasie rekombinacji moga byc usuniete przy zastosowaniu znanych me¬ tod.Tablica Skladnik 1 Cl c2 ' c, c4 c5 C6 c7 C8+ CO, o2 N2 CO HaO Weglo¬ wodory 1 Lacznie Gaz ziemny (gaz robo¬ czy) •/• obj. 29,75 2,73 0,76 0,42 0,26 0,17 0,13 0,13 62,30 0,32 3,03 0,00 0,00 34,35 100,00 Gaz techno¬ logiczny •/• obj. 29,19 1,86 0,52 0,27 0,16 0,14 0,06 0,04 58,87 6,22 2,67 0,00 0,00 32,24 100,00 Gaz zdyso- cjowany •/• obj. 0,283 0,014 0,005 0,031 0,028 0,049 0,052 0,047 6,070 0,240 2,260 57,510 33,411 0,509 100,00 Pod wzgledem zrealizowania sposobu wedlug wy¬ nalazku waznym elementem jest to, ze do utrzy¬ mywania ustabilizowanej wiazki plazmowej oczy¬ szczenie gazu ziemnego tus jest konieczne, i jak wyniki doswiadczalne wskazuja, w czasie rekom¬ binacji nie mozna stwierdzic powstawania cyjan- kowodoru. Mozna wiec stwierdzic, ze sposób wedlug wynalazku pozwala, bez zastosowania zlozonych konstrukcji i materialów katalitycznych termicznie na przetwarzanie gazów ziemnych na bazie COj, przy czym do zrealizowania sposobu sluzy urza¬ dzenie o malych gabarytach, do którego zasilania nie jest potrzebna wielka ilosc energii. Zródlo zasi¬ lania elektrycznego mozna wykonac na przyklad jako turbine gazowa, zasilana gazem ziemnym, z którego równiez w warunkach polowych wydoby¬ cia mozna zapewnic prad dla elektrod.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65*/o objetosciowych dwu¬ tlenku wegla od zanieczyszczen weglowodorowych na drodze spalania z wytworzeniem czystego dwu¬ tlenku wegla, znamienny tym, ze z czesci strumie¬ nia gazu ziemnego tworzy sie wiazke plazmy, przez •która przepuszcza sie pozostala czesc strumienia gazu ziemnego zmieszane ze stecMometryczna w stosunku do zanieczyszczen palnych w gazie ilo¬ scia tlenu. 2. Sposób oczyszczania ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65f/o objetosciowych dwu¬ tlenku wegla od zanieczyszczen weglowodorowych na drodze spalania z wytwarzaniem palnego gazu,. 10 15 20 25 30 35 5t 55111 239 znamienny tym, ze z czesci strumienia gaizu ziem¬ nego tworzy sie wiazke plazmy, przez która prze¬ puszcza sie pozostala czesc strumienia gazu ziem¬ nego zmieszana z tlenem w ilosci mniejszej od war¬ tosci stechiometrycznej potrzebnej do calkowitego spalania palnych skladników ubogiego gazu ziem¬ nego. 3. Urzadzenie do oczyszczalnia ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65°/o objetoscio¬ wych dwutlenku wegla od zanieczyszczen weglo- 8 10 wodorowych na drodze spalania, znamienne tym, ze sklada sie z plazmotronu (4) i polaczonego z nim w szereg reaktora (10) i posiada przewody (19) i (20) zaopatrujace plazmotron (4) i reaktor (10) w gaz ziemny, przy czym przewód (20) laczy sie ze zród¬ lem tleniu poprzez zawór mieszajacy (8), oraz zawory regulacyjne (3) do regulacji czesci strumienia gazu ziemnego do wytwarzania plazmy (7), do regulacji czesci strumienia gazu ziemnego do zmieszania z tlenem oraz (9) do regulacji doplywu tlenu.ZGK Oddz. 2 Chorzów, zam. 6236/31 — 110 egz.Cena 45 zl PLThe subject of the invention is a method of purifying lean natural gas containing at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon contaminants by combustion and a device for using this method. As is known, no cost-effective solution for the use of lean gases has yet been found. earths containing mainly carbon dioxide for combustion and in the chemical industry. One of the difficulties is that known devices for the separation of good quality natural gases require the use of expensive catalytic materials, which in the case of the separation of poor natural gases containing mainly CO 2 is not rational either in terms of investment or in terms of A further difficulty is the fact that in natural carbon dioxide, one of the poor natural gases containing mainly CO2, nitrogen, methane, and heavier oily hydrocarbons, partly in the form of an aerosol with an unpleasant odor, are present. Removal of these flammable components, and thus enrichment of the base gas with carbon dioxide is not an easy task, but it is an important task, because the industrial use of natural carbon dioxide gas is possible only on the condition of prior purification of undesirable vapors and gases. rzyszacych. The rich sources of these gases, however, make it highly desirable to develop an economical solution to the problem. It should be mentioned that by removing flammable components, the natural carbon dioxide gas freed from oily contaminants with an unpleasant odor becomes suitable for various purposes, including pharmaceutical, medicinal and food purposes. . ¦ f In order to solve this problem, distillations combined with freezing under expansion conditions were proposed. However, this method is very costly, both in terms of investment and process management, due in part to the stringent regulations governing materials of construction, and in part to increased maintenance requirements and a high energy requirement. There are also known methods of oxidation based on on potassium permanganate and acid sodium carbonate, where sulfuric acid is required for acid removal and corrosion problems. Gas purification by oxidation or combustion has been proposed. However, this method also requires the use of catalysts, which increases the costs of its implementation. A device for dissociating gases with the aid of a plasmatriOne is known, for example, from the French patent specification No. 72.23256. This plasma generating device uses argon, hydrogen, helium, or nitrogen, which are much more expensive than natural lean natural gas with a high CO 2 content. to a greater extent for processing into a plasma beam. Likewise, the process gas, due to the heat of the plasma beam, heats up and thus becomes more susceptible to thermal treatment, but during the heating it acts so cool, and so on. Thus, it can be used to cool the walls of the closed reactor space surrounding the plasma beam. The lean natural gas with a content of at least 659 / t by volume of carbon dioxide according to the invention can be purified in two ways, namely by converting it into carbon dioxide with a purity degree which allows it to be used even in the pharmaceutical or food industry, or in medicine, or in processing it into combustible gas. L '- - s' \. ^' "The method according to the invention consists in the formation of a plasma bundle from a part of the natural gas stream, through which the remaining part of the natural gas stream is passed, mixed with the stoichometric in relation to the pollutants. In the case of technological flammable gas production, the method according to the invention consists in forming a plasma bundle from part of the natural gas stream, through which the remaining part of the natural gas stream mixed with oxygen in an amount less than the stoichiometric value necessary for the complete combustion of the flammable components of the lean natural gas. The details of the invention are discussed on the basis of the drawing, which shows a vertical section of the device used to carry out the method of the invention. plasma 4 with an internal hatch, equipped with a rod electrode 16 and a ring electrode and 17 with gas cooling. They are connected by a cooling cable 6. They receive a voltage from the generator & the ring electrode 17 of the plasma generator 4 is connected to the reactor Lt. The reactor I has a gas distributor 14 and a cooling jacket 18 surrounding the ring electrode 17 of the plasma generator 4. A supply line including a slide lock 1, a gas distributor 2 and a control valve 3 is also connected to the ring electrode 17. working gas to plasma generator 4. This conduit is hereinafter referred to as a "purging" feed conduit. Connected to reactor 19 is a "second" tt feed conduit comprising a metering valve and a gas mixer 8 for supplying through the cooling jacket 1 * process gas to the reactor 10. The first supply line 19 and the second supply line JO are connected to each other, namely the gas switchboard 8 is connected via a control valve 7 to one of the gas mixer connections 8. Finally, the cooling jacket 18 is connected to the manifold 14 of the reactor 18, hereinafter referred to as the "third" feed line number 12 or 18 There is a connector connecting the power line 21 with the cooling jacket 18 of the reactor 19. The device according to the invention is characterized by a very low energy requirement of 2 kilowatts for the generation of the plasma bundle. This demand is all the more markedly low compared to the energy required for the ionization of e.g. 40-50 kilowatts of nitrogen, generally used for this purpose. The object of the invention is to overcome the above-mentioned difficulties. The object of the invention is to provide a process for the purification of lean natural gases, i.e. natural gases containing at least 65 and even 70V «vol. CO, with the use of which natural gases can be purified continuously and safely in a relatively simple device requiring little investment, operating without catalytic substances and with a low energy demand. of the invention is the conclusion that the achievement of the set goal or the performance of the set task is possible with the use of plasma technology. It is a safe and economical method. If, after removing water from natural gas, part of it is used as working gas, and the other part as process gas, and the latter is subjected to the action of a plasma beam made of working gas, then with a relatively low energy demand, continuous gas processing can be ensured . Accordingly, the method according to the invention consists in separating H.0 m from lean natural gas containing at least 0.05 and even 70% vol. CO, a smaller part of it as a working gas is converted by the electric method into a plasma beam, and most of it is expanded and, after mixing with oxygen, passes the sensor through the plasma beam. When expanding the working gas, 00 is used as a coolant in a recuperative preheating system and is prepared to form a plasma beam. In the recuperative preheating system, the process gas is subsumed by the heat of the plasma beam, and finally the heated process gas is blown through the plasma beam. Experience has shown that the demand for electrical energy to generate "Plasma beam projection is surprisingly low. Since the plasma beam temperature is several thousand Kehrin degrees, in the gas purged by the plasma beam, all combustible components and other oily contaminants are completely oxidized. The use of recuperative preheating systems not only increases the economics of the device, but also its reliability, because on the one hand, the working gas introduced to the plasmatron producing the plasma beam may cool the plasmatron electrodes, because after leaving the natural gas source it smoldered the expansion and consequently its temperature dropped. By taking the heat of the electrodes, the working gas heats the s It is not suitable for 111 23 »5 6 or with a divider 14. The reactor 10 is connected to the transport line 22 via the discharge nozzle 15. The device depicted works as follows: The first supply line 19 is led before the sliding pronoun 1 to the not marked on a drawing of the natural gas source, in the place of which you can also insert gas cylinders. At the same time, the second supply line 20 is connected to an oxygen source, for example an oxygen cylinder upstream of the regulating valve 9. The generator 5 is energized to the electrodes. By opening the sliding lock 1, the natural gas is supplied to the switching station 2, from which the first supply line 19 leads the working gas through the control valve 3 to the generator 4, and on the other hand through the control valve 7 to the gas mixer 8. of the plasma generator 4 is regulated by the regulating valve 3 in such a way that its smaller part flows to the generator 4. As a result of throttling, the natural gas expands and, when cooled, it reaches the ring electrode 17, whereby the cooling line 6 goes to the cooling chamber surrounding the electrode 16. From here, the natural gas flows into the working space of the plasma generator 4, where it is converted into a plasma beam in a known manner. Most of the incoming natural gas enters the gag mixer 8 after opening the regulating valve 7, and in the mixer it mixes with the oxygen flowing through the regulating valve 9. The process gas thus formed is relatively cold, since the natural gas expands on the control valve 7, and oxygen on the control valve 9. The second supply line 20 thus leads a relatively cold process gas to the cooling jacket 18, and effectively cooling the heated plasma beam, the inner walls of the jacket itself heats up. The heated process gas passes through the third supply line 21 to the distributor 14, from which, flowing through oblique holes, comes to the plasma bundle ejected from the ring electrode 17. The ratios of the flowing amounts are shown in the figure approximately with different thicknesses of the supply lines. Example. During laboratory experiments, the electrode electrode 16 and the ring electrode 17 were supplied with a current of less than 30 amperes and a voltage of 200-400 volts. Natural gas contained more than 60 percent carbon dioxide. The maximum power needed to initiate the plasma beam was 5.8 kilowatts, a value that dropped to around 2 kilowatts after the beam stabilized. At a height of 5 millimeters above the outlet of the plasma generator 4, the temperature of the plasma beam ranged from 8,500 to 10,000 kW of the table, and the composition of the working gas flowing through the first supply line 19, the process gas flowing through the second supply line 20 and the disassociated gas flowing through the conveying conduit 22. The data presented in the table clearly shows that there is no obstacle to the application of the method according to the invention in industrial practice. This applies both to the partial oxidation of hydrocarbons and also to the conversion of carbon dioxide to carbon monoxide. Water, excess oxygen and nitrogen generated during recombination can be removed using known methods. Table Component 1 Cl c2 'c, c4 c5 C6 c7 C8 + CO, o2 N2 CO HaO Hydrocarbons 1 Total Natural gas (working gas ¬ or) • / • vol. 29.75 2.73 0.76 0.42 0.26 0.17 0.13 0.13 62.30 0.32 3.03 0.00 0.00 34.35 100.00 Process gas • / • vol. 29.19 1.86 0.52 0.27 0.16 0.14 0.06 0.04 58.87 6.22 2.67 0.00 0.00 32.24 100.00 Dissolved gas • / • vol. 0.283 0.014 0.005 0.031 0.028 0.049 0.052 0.047 6.070 0.240 2.260 57.510 33.411 0.509 100.00 An important element in the implementation of the process according to the invention is that to maintain a stabilized plasma beam, the purification of the natural gas is necessary, and as the results are Experimental data show that no formation of hydrogen cyanide could be detected during the recombination. It can therefore be stated that the method according to the invention allows, without the use of complex structures and thermally catalytic materials, for the conversion of COj-based natural gases, the method being carried out by a device of small dimensions, the supply of which does not require a large amount of energy. The source of the electric power supply can be made, for example, as a gas turbine, fueled by natural gas, from which also in field conditions it is possible to provide electricity for the electrodes. Patent claims 1. Method of purifying lean natural gas with a content of at least 65% by volume carbon dioxide from hydrocarbon pollutants by combustion to form pure carbon dioxide, characterized in that a part of the natural gas stream forms a plasma bundle through which the remaining part of the natural gas stream is passed, mixed with a hundredthometric ratio to combustible contaminants in the gas with the amount of oxygen. 2. A method of purifying lean natural gas with a content of at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon contamination by combustion with the production of flammable gas. 10 15 20 25 30 35 5t 55 111 239, characterized in that a part of the natural gas stream forms a plasma bundle through which the remaining part of the natural gas stream flows, mixed with oxygen in an amount less than the stoichiometric value required for the complete combustion of the combustible components of lean natural gas. 3. A device for the purification of lean natural gas with a content of at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon contamination by combustion, characterized by the fact that it consists of a plasmatron (4) and a reactor connected to it in series (10) and has conduits (19) and (20) supplying the plasmatron (4) and the reactor (10) with natural gas, the conduit (20) communicating with the source of oxygen through a mixing valve (8) and control valves (3) to regulate part of the natural gas stream for plasma generation (7), to regulate part of the natural gas stream to be mixed with oxygen, and (9) to regulate the oxygen supply. 2 Chorzów, residing in 6236/31 - 110 copies Price PLN 45 PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65*/o objetosciowych dwu¬ tlenku wegla od zanieczyszczen weglowodorowych na drodze spalania z wytworzeniem czystego dwu¬ tlenku wegla, znamienny tym, ze z czesci strumie¬ nia gazu ziemnego tworzy sie wiazke plazmy, przez •która przepuszcza sie pozostala czesc strumienia gazu ziemnego zmieszane ze stecMometryczna w stosunku do zanieczyszczen palnych w gazie ilo¬ scia tlenu.Claims 1. A method of purifying lean natural gas containing at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon pollutants by combustion to produce pure carbon dioxide, characterized in that a part of the natural gas stream is bundled the plasma through which the remaining part of the natural gas stream is passed, mixed with the amount of oxygen stetometric to the combustible impurities in the gas. 2. Sposób oczyszczania ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65f/o objetosciowych dwu¬ tlenku wegla od zanieczyszczen weglowodorowych na drodze spalania z wytwarzaniem palnego gazu,. 10 15 20 25 30 35 5t 55111 239 znamienny tym, ze z czesci strumienia gaizu ziem¬ nego tworzy sie wiazke plazmy, przez która prze¬ puszcza sie pozostala czesc strumienia gazu ziem¬ nego zmieszana z tlenem w ilosci mniejszej od war¬ tosci stechiometrycznej potrzebnej do calkowitego spalania palnych skladników ubogiego gazu ziem¬ nego.2. A method of purifying lean natural gas with a content of at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon contamination by combustion with the production of flammable gas. 10 15 20 25 30 35 5t 55 111 239, characterized in that a part of the natural gas stream forms a plasma bundle through which the remaining part of the natural gas stream flows, mixed with oxygen in an amount less than the stoichiometric value required for the complete combustion of the combustible components of lean natural gas. 3. Urzadzenie do oczyszczalnia ubogiego gazu ziemnego o zawartosci co najmniej 65°/o objetoscio¬ wych dwutlenku wegla od zanieczyszczen weglo- 8 10 wodorowych na drodze spalania, znamienne tym, ze sklada sie z plazmotronu (4) i polaczonego z nim w szereg reaktora (10) i posiada przewody (19) i (20) zaopatrujace plazmotron (4) i reaktor (10) w gaz ziemny, przy czym przewód (20) laczy sie ze zród¬ lem tleniu poprzez zawór mieszajacy (8), oraz zawory regulacyjne (3) do regulacji czesci strumienia gazu ziemnego do wytwarzania plazmy (7), do regulacji czesci strumienia gazu ziemnego do zmieszania z tlenem oraz (9) do regulacji doplywu tlenu. ZGK Oddz. 2 Chorzów, zam. 6236/31 — 110 egz. Cena 45 zl PL3. A device for the purification of lean natural gas with a content of at least 65% by volume of carbon dioxide from hydrocarbon contamination by combustion, characterized by the fact that it consists of a plasmatron (4) and a reactor connected to it in series (10) and has conduits (19) and (20) supplying the plasmatron (4) and the reactor (10) with natural gas, the conduit (20) communicating with the source of oxygen through a mixing valve (8) and control valves (3) for regulating a portion of the natural gas stream for plasma generation (7), for regulating a portion of the natural gas stream to be mixed with oxygen, and (9) for regulating the oxygen supply. ZGK Odd. 2 Chorzów, residing in 6236/31 - 110 copies. Price PLN 45 PL
PL19480176A 1976-12-29 1976-12-29 Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor PL111239B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL19480176A PL111239B1 (en) 1976-12-29 1976-12-29 Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL19480176A PL111239B1 (en) 1976-12-29 1976-12-29 Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL194801A1 PL194801A1 (en) 1978-07-03
PL111239B1 true PL111239B1 (en) 1980-08-30

Family

ID=19980095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL19480176A PL111239B1 (en) 1976-12-29 1976-12-29 Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL111239B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL390079A1 (en) 2009-12-30 2011-07-04 Zakłady Farmaceutyczne POLPHARMA Spółka Akcyjna Process for the preparation of vardenafil and its isolation as a salt with citric acid and a crystalline form of this salt

Also Published As

Publication number Publication date
PL194801A1 (en) 1978-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4438706A (en) Procedure and equipment for destroying waste by plasma technique
FI75923C (en) Method and apparatus for pyrolytic waste disposal
JP7207523B2 (en) hydrocarbon combustion system
Jasiński et al. Hydrogen production via methane reforming using various microwave plasma sources
US20130277355A1 (en) Method of Oxidation Utilizing a Gliding Electric Arc
TW369509B (en) Process and plant for generating nitrogen for heat treatment
RU2004101734A (en) MAGNETO-HYDRODYNAMIC METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC ENERGY AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
PL111239B1 (en) Process for purification of lean natural gas and apparatus therefor
NO20000691L (en) Process for the production of nitric acid and apparatus for carrying out the process
EP0235429B1 (en) Feed gas saturation system for steam reforming plants
JPS5736784A (en) Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that
CA3228093A1 (en) Producing high purity hydrogen and carbon monoxide from a hydrocarbon material
KR100841489B1 (en) Process for production of hydrogen and oxygen using waste heat of flue gas of electric arc furnace, and apparatus for the process
HU213937B (en) Process for decreasing of co2-emission in combusting natural gas or hydrocarbon gas&#39;s release of energy
KR100517953B1 (en) A method in supplying combustion air to a combustion chamber, arrangements in said combustion chamber as well as use of oxygen-containing exhaust from a gas tuebine and process plant using the same
JPH038412A (en) Method for removing nox in exhaust gas by electric discharge
WO2023136322A1 (en) Carbon fixation device
PL209944B1 (en) Method and system for production of hydrogen
GB1565059A (en) Oxidation of hydrocarbon components in lean natural gas
JPH04244035A (en) Production of methanol using nuclear heat
SU1001853A3 (en) Process for converting natural gas
RU97104670A (en) METHOD FOR PROCESSING SOLID CARBON FUEL
RU2043516C1 (en) Method of preliminary treatment of fuel before burning it in thermal power plant
JP2006003024A (en) Device for burning/detoxifying exhaust gas
RU2062140C1 (en) Method of cleaning waste gases from nitric oxides

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification