***q< .Int. C13 C10J 3/00 Twórca wynalazku: Rodney McGann Uprawniony z patentu: Texaco Development Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób zintegrowany czesciowego utleniania paliwa weglowodoro¬ wego i wytwarzania energii Przedmiotem wynalazku jest sposób zintegrowa¬ ny czesciowego utleniania paliwa weglowodoro¬ wego i wytwarzania energii. Bardziej szczególem \*o, wynalazek dotyczy wytwarzania czystego pa¬ liwa gazowego do stosowania w turbinie gazowej do wytwarzania energii.W typowym procesie 'Czesciowego utleniani* ce¬ lem wytwarzania mieszaniny gazowej zawierajacej H2 i CO, paliwo weglowodorowe poddaje sie re¬ akcji z tlenem stosowanym w ilosci ponizej ste- chiometrycznej, ewentualnie w obecnosci modera¬ tora temperatury.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2.975 594 ciekly weglowodór dopro¬ wadzany do wstepnej komory spalania zawiera znaczne lilosci zwiazków metali ciezkich. Przez wy¬ twarzanie nieprzereagowanego wegla w ilosci od 0,5 do 10% wejg/la zawartego w weglowodorze i w co najmniej piecdziesieciokrotnej wagowo ilosci zwiazanej z niklem i wanadem, /tworzy sie popiól zawierajacy wegiel, który moze ibyc oddzielony.Uzyskany gaz wolny od popiolu moze ibyc wpro¬ wadzony do komory spalania turbiny gazowej.Powietrze moze byc sprezane przez sprezarke, na¬ pedzana .ta turbina, podawane do wymiennika ciepla ogrzewanego gazem odlotowym z turbiny i zawracane do obiegu do obu komór spala¬ nia.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 868 817 gazowe paliwo turbiny jest 2 wytwarzane przez czesciowe utlenienie w obec¬ nosci moderatora temperatury, który zawiera w calosci lub czesc strumienia gazu bogatego w COa ze strefy oczyszczania gazu lub co najmniej czesc 5 gazu odlotowego z turbiny lub ich mieszanine.Sposób zintegrowany czesciowego utleniania pa¬ liwa weglowodorowego i wytwarzania energii obej¬ mujacy: wytwarzanie strumienia przetwarzanego gazu, zawierajacego H2 i CO przez czesciowe utle- io nienie paliwa weglowodorowego strumieniem o- grzanego gaziu, zawierajacego wolny tlen, i ewen¬ tualnie w obecnosci gazowego moderatora tempe¬ ratury, w zakresie temperatury od 980°C do 1650°C i pod cisnieniem w zakresie od 0,98 MPa do 19,61 13 MPa i nastepnie usuwanie wszelkich .porwanych substancji stalych ze strumienia gazu wyplywa¬ jacego z generatora gazowego, czenie wstepne i, w razie potrzeby, oczyszczanie dokladne, odwadnianie surowego gazu, wedlug wy- 20 nalazku polega na tym, ze dzieli sie przynajmniej czesc strumienia wytworzonego gazu zawierajacego H2 i CO na pierwszy i drugi strumien gazowy, z których pierwszy poddaje Sie reakcji w komo¬ rze spalania podgrzewacza cisnieniowego' z wy- 25 tworzeniem strumienia gazu spalinowego a drugi strumien gazowy spala sie jako paliwo w komo¬ rze spalania turbiny gazowej obejmujacej wymie- " niona komore spalania i turbine rozprezna, z wy¬ tworzeniem strumienia gazu odlotowego, który 30 przepuszcza sie przez turbine rozprezna, jako me- 128 336 \128 336 3 dkim robocze przez co spreza sie strumien gazu zawierajacego wolny tlen w urzadzeniu spreza¬ jacym gaz, napedzanym wymieniona turbina roz¬ prezna i ogrzewa sie co najmniej czesc sprezo¬ nego gazu zawierajacego wolny tlen w wymie¬ nionym podgrzewaczu cisnieniowym a ogrzany sprezony gaz zawierajacy wodny tlen wprowadza sie do generatora gazu i ewentualnie gaz od¬ lotowy -opuszczajacy turbine gazowa, przesyla sie do wymiennika posredniej wymiany ciepla z na¬ sycona para wodna wytwarzajac przegrzana pare wodna i przegrzana pare wprowadza sie jako me¬ dium robocze do zespolu turbdnowo-pradnioow ego i/lub do turbosprezarki do sprzezania strumienia gazu zawierajacego W'Olny tlen i/lub ewentualnie energie elektryczna wytwarza sie w generatorze napedzanym przez turbine rozprezna i/lub ewen¬ tualnie jedynie czesc strumienia gazu zawieraja¬ cego H2 i CO 'dzieli sie na wymienione strumienie pierwszy i drugi a pozostalosc odzyskuje sie jako produkt gazowy.Krzystnie oo najmniej iczesc gazu spalinowego z podgrzewacza cisnieniowego wprowadza sie jako medium robocze do rozpreznej turbiny w mie¬ szaninie ze strumieniem gazu odlotowego z komory spalania turbiny gazowej. Korzystnie przynajmniej czesc gazu spalinowego z komory spalania pod¬ grzewana cisnieniowiego wprowadza sie do komo¬ ry spalania.Korzystnie caly gaz spalinowy z podgrzewacza cisnieniowego i caly strumien gazu odlotowego wprowadza sie niezaleznie do turbiny rcizjpreziri^ jako ^medium roboczej' Korzystnie gaz spalinowy wprowadza sie do ko¬ mory spalania w mieszaninie z drugim strumie¬ niem gazu.Korzystnie caly stamien gazu zawierajacego H2 i CO dzieli sie na wymienione strumienie pierwszy i drugi wyodrebnia sie jako produkt gazowy.Wynalazek bedzie dalej opisany w odniesieniu do zalaczonego rysunku, który jest schematycz¬ nym przedstawieniem korzystnej postaci sposobu jego wykonania.Przedmiotem wynalazku jest ulepszony sposób czesciowego utleniania w sposób ciagly w proce¬ sie gazyfikacji przy wytwarzaniu gazu syntezo- wiego, gazu redukcyjnego luJb palliiwa gazowego wraz z wytwarzaniem energii mechanicznej i ewen¬ tualnie energii elektrycznej.Strumien surowego gazu z generatora gazowego zawiera H2 i CO oraz co najmniej jeden sklad¬ nik z grupy COa, H20, CH4, H2S, COS, N2 i Ar i uniesione stale czastki, np. wegla i popiolu. Gaz wylotowy jest wytwarzany w ogniotrwalej strefie reakcji oddzielnego, bez wypelnienia generatora gazowego czesciowego utleniania paliwa w swo¬ bodnym przeplywie, bez udzialu katalizatora. Ge¬ nerator gazowy jest korzystnie pionowym, sta¬ lowym pojemnikiem cisnieniowym takim, jak przedstawiono na rysunku i opisano w opisie pa¬ tentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Na: 2 932 906.Do wytwarzania w generatorze gaaowym stru¬ mienia surowego gazu moze byc uzyty szeroki zakres palnych, zawierajacych wegiel, materialów poddawanych reakcji z gazem zawierajacym wol¬ ny tlen, korzystnie w obecnosci gazu moderuja¬ cego temperature. 5 Okreslenie „weglowodorowy", jakie uzyto w tym opisie do 'Okreslenia odpowiednich materialów po¬ dawanych do czesciowego utlenienia w generato¬ rze gazowym, obejmuje weglowodory gazowe, cie¬ kle i stale, materialy zawierajace wegiel i ioh 10 mieszaniny. W samej rzeczy, zasadniczo ta defi¬ nicja moga byc objete wszelkie palne materialy organiczne, zawierajace wegiel, paliwa kopalne i ich zawiesiny. Na przyklad, sa to: 1. dajace sie pompowac zawiesiny stalych paliw 15 weglowych takich, jak wegiel kamienny, lignit, mial weglowy, koks naftowy, osad sciekowy i ich mieszaniny, 2. zawiesiny gazowe substancji stalych, takie jak subtelnie rozdrobnione paliwa stale zawieraga- 20 ce wegiel, zdyspergowame w gazie moderujacym temperature lufo w weglowodorach gazowych, 3. zawiesiny gazowo-cieczowe substancji stalych, takie jak rozpylone ciekle paliwo weglowodorowe luib woda i mial weglowy zlozony z oddzielnych 25 czastek zdyspergowanych w gazie moderujacym temperature.Paliwa weglowodorowe moga zawierac siarke w zakresie 0—dOP/t* wagowo i popiól w zakresie 0—50°/o wagowo. 30 Okreslenie „weglowodór ciekly", jakie uzyto w tym opisie do okreslenia odpowiednich cieklych materialów zasilajacych, obejmuje rózne materialy, takie jak skroplone gazy naftowe, produkty de¬ stylacji i pozostalosci ropy naftowej, benzyna, ben- • 35 zyna ciezka, nafta, ropa surowa, asfalt, olej ga¬ zowy, olej pozostalosciowy, olej z piasku bitu¬ micznego i olej z lupków bitumicznych, oleje z przeróbki wegla, weglowodory aromatyczne (ta¬ kie jak frakcja benzenowa, toluenowa lub ksy- 40 lenowa), smola weglowa, obiegowy olej gazowy z Hjrakowania przy uzyciu katalizatora pylowego, koksowniczy olej gazowy z ekstrakcji furfuralo- wej i ich mieszaniny.Gazowe paliwo weglowodorowe, jak okreslono 45 w tym opisie, odpowiednie gazowe materialy za¬ silajace, obejmuja metan, etan, ptropan, butan, pentan, gaz ziemny, gaz wodny, gaz koksowniczy, gaz rafineryjny, acetylenowy gaz resztkowy, od¬ padowy gaz etylenowy, gaz syntezowy i ich miesza- so niny. Oba surowce zasilajace, gazowy i ciekly, mo¬ ga byc mieszane i stosowane równoczesnie i moga zawierac zwiazki paralfiiinjolwe, olefinowe, nafteno¬ we i aromatyczne, w kazdej proporcji Równiez okrelslenie „weglowodorowy" obejmuje 55 utlenione, organiczne materialy weglowodoriowe, wliczajac w to weglowodany, materialy celulozo¬ we, aldehydy, kwasy organiczne, alkohole, ketony, utlenione oleje paliwowe, ciecze odpadowe i pro¬ dukty -odpadowe z procesów chemicznych, zawie- 60 rajace utlenione organiczne materialy weglowo¬ dorowe i ich mieszaniny.Zasilajacy surowiec weglowodorowy moze miec temperature pokojowa lub korzystniej, moze byc wstepnie ogrzany do temperatury 316—660°C, lecz 65 lepiej ponizej jiego temperatury rozkladu. Zasila- /5 jacy surowiec weglowodorowy moze byc wpro¬ wadzany do palnika w fazie cieklej lub w postaci odparowywanej mieszaniny z moderatorem tem¬ peratury. Odpowiednie moderatory temperatury o- bejmuja pare wodna, wode, gaz bogaty w C02, azot w powietrzu, azotowy produkt odpadowy z typowych urzadzen rozdzielania powietrza i mie¬ szaniny wyzej wymienionych moderatorów tempe¬ ratury.Stosowanie moderatora temperatury celem jej regulowania w strefie reakcji zalezy na N ogól od proporcji wegla do wodoru w surowcu zasilaja¬ cym i zawartosci tlenu w strumieniu utleniaja¬ cym. Do niektórych gazowych paliw weglowodo¬ rowych moderator temperatury nie jest wymaga¬ ny, lecz moderatory sa zazwyczaj stosowane do cieklych paliw weglowodorowych i zasadniczo z 'czystym tlenem.Moderator temperatury moze byc wprowa¬ dzany w mieszaninie z któryms z dwojga albo z obydwoma reagujacymi strumieniami. Modera¬ tor temperatury moze byc wprowadzany do strefy reakcji generatora gazowego równiez oddzielnym przewodem do palnika. Moderator temperatury moze miec temperature w zakresie od tempera¬ tury otoczenia do 650°C, np. 150—315°C.Stosunek wagowy calkowitej ilosci H2C do pali¬ wa wprowadzanego do strefy reakcji generatora gazowego wynosi zazwyczaj od 0 do 5. W przy¬ padku, kiedy do strefy reakcji wprowadza sie stosunkowo male ilosci wody, np. przez palnik celem jego chlodzenia, wode mozna mieszac z surowcem weglowodorowym, gazem zawierajacym wolny tlen, moderatorem temperatury lub ich po¬ laczeniem. W takim przypadku stosunek wagowy wody do surowca weglowodorowego najczesciej moze wynosic 0,0—1,0, korzystnie od 0,0 do 0,2.Okreslenie „gaz zawierajacy wolny tlen", jakie tu uzyto, odnosi sie do powietrza, powietrza wzbo¬ gaconego w tlen, tj. o zawartosci powyzej 21*/o molowych tlenu i czystego tlenu, tj. zawieraja¬ cego powyzej 95% molowych tlenu i reszte sta¬ nowia N2 i gazy szlachetne. Gaz zawierajacy wol¬ ny tlen moze byc wprowadzany do palnika gene¬ ratora gazowego w zakresie temperatury 204— —982°C. Gaz ten przed wprowadzeniem do pal¬ nika generatora gazowego jest ogrzewany w pod¬ grzewaczu cisnieniowym opalanym gazem, który jest opisany dalej. Stosunek ilosciowy wolnego tlenu w utleniaczu wprowadzonym do generatora gazowego, do wegla w produkcie wyjsciowym (0) C, atom/atom/ wynosi korzystnie 0,7—1,5.Strumienie zasilajace moga byc wprowadzane do strefy reakcji generatora gazowego za pomoca pal¬ nika paliwowego, 'takiego jak painilk typu piers¬ cieniowego okreslony w opisie patentowym Sta¬ nów Zjednoczonych Amierykii Nr 2 928 460, przy czym moze byc takze stosowany kazdy inny od¬ powiedni palnik.Strumienie zasilajace sa poddawane reakcji przez czesciowe utlenienie w strefie reakcji generatora gazowego swobodnego przeplywu, w temperaturze samorodnej w zakresie 98(^lG50oC, korzystnie 1093°C, do 1593°C pod cisnieniem w zakresie 0,98— —19,61 MPa, korzystnie 2,94-^9,80 MPa. Stosowanie 5 336 e katalizatora nie jest wymagane. Czas reakcji w ge¬ neratorze gazowym wynosi zazwyczaj od 1 s do 10 s.Strumien surowego gazu odprowadzanego z ge- s neratora moze miec nastepujacy sklad w •/© molo¬ wych: H2 8,0—60,0, CO 8,0—70,0, C02 1,0—50,0, HzO 2,0—50, CH4 0,0—30,0, H2S 0,0—1,0, COS 0,0— —0,7, N2 0,0—80,0, Ar 0,0—1,8. Nieprzereagowane stale czastki wegla (w odniesieniu do zawartosci 10 w % wagowych wegla w surowcu zasilajacym), wystepuja w strumieniu odprowadzanego gazu za¬ zwyczaj w ilosci od 0,2 do 20% wagowych w cieklych surowcach zasilajacych, lecz zwykle w ilo¬ sci bez znaczenia przy zasilaniu weglowodorami w gazowymi. Stale paliwa, takie jak wegiel kamien¬ ny, moga zawierac do 50V* wagowych popiolu.Swoisty sklad odprowadzanego gazu zalezy od ak¬ tualnych warunków dzialania i strumieni zasila-' jacych. Gaz syntezowy zawiera zasadniczo H2+CO, 29 calkowita lub prawie calkowita woda i dwutlenek wegla sa usuniete przez gaz redukujacy, a zawar¬ tosc CH4 jest regulowana przez paliwo i zalezy od wymaganego ciepla spalania.Ciagly strumien odprowadzanego, goracego gazu, 25 zasadniczo o tej. samej temperaturze i cisnieniu jak w strefie reakcji, opuszcza osiowy wylot ot¬ woru przelotowego generatora gazowego, nastep¬ nie jest chlodzony, oczyszczany, odwadniany i e- wentualnie dokladnie oczyszczany. W przypadku 30 paliw weglowodorowych, majacych wysoka zawar¬ tosc popiolu, takich jak wegiel kamienny, pomie¬ dzy wylotem otworu przelotowego generatora ga¬ zowego i chlodnica gazu mozna zainstalowac stre¬ fe oddzielania czasteczek stalych. 35 Sitriefa odidEilelainda czastek dtalych moze za¬ wierac odpowiedni odpylacz 'grawitacyjny lub cy¬ klonowy lub inne srodki fizycznego oczyszczania, w celu usuniecia co najmniej czesci wszelkich stalych substancji, które mogly byc uniesione w 40 goracym strumieniu odprowadzanych gazów lub mogly wyplywac z generatora, takich jak pyl we¬ glowy, popiól, skladniki metaliczne, zgorzeliny* zu¬ zel, odpryski materialów ogniotrwalych i ich mie¬ szaniny. Na przyklad, moze byc stosowany lapacz, 45 komora zuzlowa, separator cyklonowy, filtr elek- # trostatyczny lub polaczenia takich ukladów.Czastki stale sa oddzielone i odzyskiwane przy . minimalnym, jesli w ogóle ma to miejsce, spad- ku temperatury lub cisnienia w strumieniu wytwo¬ rzonego gazu. Typowe komory zuzlowe, jakie moga byc stosowane sa pokazane na zalaczonym rysun¬ ku i rysunku w opisie patentowym Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki Nr 3 528 930. 55 Strumien wytwarzanego gazu, opuszczajacego ge¬ nerator gazowy lub strefe oddzielania czastek sta¬ lych, chlodzi sie, korzystnie do temperatury w za¬ kresie 93—650°C, jak np. 204 do 315°C, przez po¬ srednia wymiane ciepla z woda w wyzej wymie- 50 ' nionej chlodnicy gazu.W chlodnicy gazu równoczesnie wytwarza sie pare wodna, majaca na ogól temperature w za¬ kresie 204—343°C. Wytwarzana para wodna ewen¬ tualnie moze byc przegrzewana w zakresie tem- « peratury od 400 do 650°C, przez posrednia wy- \T 128 336 8 miane ciecia z gazem odlotowymi z turbiny w spo¬ sób opisany dalej.Z drugiej strony, powyzsza strefa oddzielania substancji stalych i chlodnica gazu moga byc za¬ stapione bezposrednim, intensywnjnm chlodzeniem • gazu odprowadzanego z generatora gazowego, przez wprowadzanie do wódy w zbiorniku szybkiego chlodzenia, jak przedstawiono w opisie patento¬ wym Stanów Zjednoczonyidh Ameryki nr 2 896 927.W czasie przeplywu strumienia gazu przez wode, utrzymywana w temperaturze rzedu 10—232°C, za¬ sadniczo wszystkie czastki wegla i inne uniesione substancje stale, takie jak popiól, sa wyplukiwane ze strumienia gazu, a woda jest odparowywana.Zawiesine wodna substancji stalych, np. czastek wegla lub popiolu, usuwa sie z dna zbiornika szybkiego chlodzenia i rozdziela w typowych pro¬ cesach rozdzielania mieszaniny cieczy i substancji stalych, takich jak sedymentacja, filtrowanie, od¬ wirowywanie lub ekstrakcja cieklym weglowodo¬ rem. Sklarowana wode mozna zawracac do zbior¬ nika szybkiego chlodzenia.W korzystnym przykladzie realizacji wynalazku struaiiien gazu odprowadzanego z generatora gazo¬ wego, chlodzi sie w chlodnicy gazu, po czym wpro¬ wadza sie do strefy plukania gazu ciecza, gdzie gaz jest przemywany ciecza pluczkowa, taka jak ciekly weglowodór lub woda, w celu usuniecia uniesionych czastek wegla. Odpowiednia kolumna typu pólkowego -dla ukladu ciecz—gaz jest szcze^ gólowo przedstawiona w opisie patentowym Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 916 382.Tak wiec, czastki wegla moga byc usuwane ze strumienia gazu przez przepuszczanie go przez ko¬ lumne pluczkowa i podawanie bezposredniemu kon¬ taktowi w przeciwpradowym przeplywie z odpo¬ wiednia ciecza pluczkowa lub rozcienczona miesza¬ nina czastek wegla i cieczy pluczkowej, splywaja¬ ca w kolumnie. Szlam czastek wegla z ciecza plu¬ czkowa usuwa sie z dna kolumny i przesyla do oddzielenia wegla lub do strefy zatezania. Mozna tego dokonywac w kazdy o<^powdedni sposób, np. przez filtrowanie, odwirowanie, sedymentacje Irulb ekstrakcje cieklym weglowodorem, tak jak poda¬ no w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2 992906. Czysta ciecz pluczkowa lub rozcienczona mieszanina cieczy pluczkowej i cza¬ stek wegla sa zawracane do obiegu na szczyt ko¬ lumny do dalszego plukania gazu.W polaczeniu lub zamiast wyzej wymienionej ko¬ lumny pluczkowej moga byc stosowanie inne od¬ powiednie typowe sposoby chlodzenia i czyszezeniia gazu. Na przyklad, procesowy strumien gazu moze byc wprowadzany ponizej powierzchni cieczy' w zbiorniku szybkiego chlodzenia i plukania za po¬ moca zespolu zanurzonych rur. Kówniez strumien gazu moze byc przeprowadzany przez wiele stopni plukania, wliczajac w to pluczke typu kolumny z burzliwym przeplywem plynów lub pluczki z dy¬ sza VentiKriego, jak przedstawiono w opisie paten¬ towym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 618 296.Strumien gazu procesowego moze ibyc chlodzony ponizej temperatury rosy i odwadniany w posred¬ nim wymienniku ciepla z co najmniej czescia pro¬ duktu gazowego zawierajacego 'H^+CO i zasilanym woda kotlowa. Woda skroplona ze strumienia ga¬ zu moze byc uzyta w procesie gdzie indziej, np. w strefie oczyszczania gazu lub iw przygotowywa¬ niu szlamu ciecz—substancja stala, wprowadzanego do generatora gazowego.W innym korzystnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku paliwo do generatora czesciowego utlenia¬ nia gazu moze zawierac zwiazki siarki, które w strumieniu gazu odprowadzanego z generatora wy¬ stepuja jako H2S i COS. W takim przypadku moze byc wskazane obnizenie stezenia H2S i COS w wytworzonym gazie do wartosci ponizej pozio¬ mu chemicznego dzialania na turbine lub sprezar¬ ki gazowe.W celu ochrony srodowiska moze byc wskazanie obnizenie stezenia OO2, H2S i COS w produkcie gazowym lub w gazie odlotowym z turbiny, który uchodzi do atmosfery. Strumien gazu procesowego chlodzony, oczyszczany i odwadniany moze byc oczyszczony dokladnie przez usuniecie gazów kwa¬ sowych, tj. H2S, COS i C02 w strefie adsorpcji gazów kwasowych. Pozwala to na obnizenie wiel¬ kosci sprezarek gazowych.Umozliwia to równiez polecenie skladu stru¬ mienia produktu gazowego i zapobiega zanieczy¬ szczaniu, srodowiska przy stosowaniu produktu ga¬ zowego jako paliwa gazowego. Ponadto chroni to takze przed zanieczyszczaniem siarka kazdego splywajacego katalizatora, z którym produkt gazo¬ wy moze wejsc w kontakt.Do usuniecia zanieczyszczen gazowych, tj. H2S, COS, C02, w strefie oczyszczania gazu moze byc stosowany kazdy odpowiedni typowy sposób. Na przyklad, mozna zastosowac oziebianie d fizyczne albo chemiczne sposoby absorpcji rozpuszczalnika¬ mi, takimi jak metanol, n-metylopirolidon, trójeta- noloaimina lub weglan propylenu ewentualnie z go¬ racym weglanem potasu. W sposobie absorpcji roz¬ puszczalnikiem wiekszosc CO2 zaabsorbowanego w rozpuszczalniku moze byc uwolniona przez zwy¬ kle odparowanie rzutowe. Pozostalosc moze byc usunieta przez odpedzenie. Mozna tego dokonac najbardziej ekonomicznie azotem. Azot moze byc dostepny jako niedtrogi produkt uibaczny z Itypo- wego urzadzenia rozdzielania powietrza przy wy¬ twarzaniu zasadn/iczo czystego tlenu (o 95Pfo molo¬ wych 02 lub wiecej) stosowanego w generatorze gazowym jako gaz zawierajacy wolny tlen.Odzyskany rozpuszczalnik jest nastepnie zawra¬ cany do obiegu w kolumnie absorpcyjnej w celu ponownego uzycia. Kiedy zachodzi potrzeba, kon¬ cowe oczyszczanie moze byc osiagniete przez prze¬ puszczanie gazu procesowego poprzez tlenek zelaza, tlenek cynku lub wegiel aktywny w celu usunie¬ cia sladowej pozostaloscii H2S lub siarczków or¬ ganicznych.Podobnie, rozpuszczalnik zawierajacy H2S i COS moje byc odzyskany przez odparowanie rzutowe i odpedzenie azotem, ewentualnie przez ogrzewa¬ nie w temperaturze wrzenia pod zmniejszonym cisnieniem z deflegimacja, bez stosowania obojetne¬ go gazu. H2S i COS sa przetwarzane na siarke w odpowiednim procesie. Na przyklad, do wytwa-' rzania wioilnej siarki moze Ibyc zastosowany sposób Clausa, jak opisano w Othmer Encydojpedfo of 19 20 25 30 3S 40 45 50 55 I 1128 336 9 10 Cbeimical Technology, wyd. II, tom 19, John Wiley, 1969, str. 343. Nadmiar S02 moze byc usuniety i odrzucany przez chemiczne polaczenie z wapieniem lub za pomoca odpowiedniego technicznego sposobu ekstrakcji.Strumien suchego, oczyszczonego przez odpylenie i ewentualnie dodatkowo oczyszczonego gazu opu¬ szcza strefe dodatkowego oczyszczania w tempe¬ raturze rzedu od 37 do 427°C i pod cisnieniem rzedu 0,98^17,65 MPa, np. 0,49—6,86 MPa. Korzy¬ stnie, cisnienie tego strumienia gazu moze byc za¬ sadniczo tafcie same jak w generatorze gazowym, z nieznacznym obnizeniem cisnienia na rurociagach i w instalacji. Tym samym unika sie kosztownych sprezarek gazowych. Sklad tego strumienia gazu, który takze dotyczy produktu gazowego zawieraja¬ cego H2+CO, w P/» molowych suchego gazu, moze byc nastepujacy: H2 15—70, CO 20—75, CH4 0—30, N2 0,0—70, Ar 0,0—2,0.Co najmniej czesc, np. 50 dcl00% objetoscio¬ wych, korzystnie 70—80% obj., strumienia pro¬ duktu gazowego zawierajacego H2+CO jest wyko¬ rzystane w procesach spalania, jako paliwo gazo¬ we. Czesc tego paliwa gazowego wprowadza sie do podgrzewacza cisnieniowego i takze do komory spalania turbiny gazowej. Temperatura paliwa ga¬ zowego moze byc podwyzszona przez posrednia wy¬ miane ciepla z gazem z procesu oczyszczania.Pozostala nadwyzka strumienia .produktu gazo¬ wego, zawierajacego H2+CO, która nie jest zuzy¬ wana do wlasnych celów, moze byc wywieziona do uzycia jako (gaz syntezowy, gaz redukcyjny lub pa¬ liwo gazowe. Rzeczywisty podzial na potrzeby we¬ wnetrzne — zewnetrzne strumienia produktu ga¬ zowego, zawierajacego H2+CO, bedzie zalezal od celu, dla którego instalacja jest przeznaczona. Na przyklad, jesli glówna moc produkcyjna jest wy¬ magana na zewnatrz, wychodzac z zanieczyszczo¬ nego paliwa i bez zanieczyszczania srodowiska, wówczas chlodzone i oczyszczane przez odpylanie gazy z generatora sa chlodzone, ewentualnie poni¬ zej temperatury roisy, celem usuniecia wody i o- czyszczane dodatkowo, celem usuniecia gazów kwa¬ sowych, tj. C02, H2S i COS. Caly wytwarzany produkt gazowy, zawierajacy H2!+CO, jest w ta¬ kim razie korzystnie zuzywany dla potrzeb wla¬ snych jako pailiwo gazowe. W takim przypadku, wytwarzane paliwo gazowe, które jest oczyszczane, odwadniane i dodatkowo czyszczone, moze miec cieplo spalania od 2,6 do 13,0 kW/m8, korzystnie od 2,79 do 5,69 kW/m3, nip. 3,35 kW/lm8.Jak uprzednio nadmieniono, czesc wewnetrznie rozdzielonego strumienia produktu gazowego, za¬ wierajacego H^+CO, jest wprowadzana do pod¬ grzewacza cisnieniowego jako paliwo gazowe. Pod¬ grzewacz cisnienoiwy moze byc zwyklego typu, stanowiacy zamknieta komore spalania wyposazo¬ na w palnik do wprowadzania i mieszania stru¬ mienia sprezonego paliwa gazowego z (powietrzem.Wylot umozliwia odplyw gazu pod cisnieniem.W komaiize spalania jest umieszczona wezowni- ca. Sprezony strumien gazu, zawierajacego wolny tlen, przechodzi przez ta wezownice i jest ogrze¬ wany do temperatury odpowiedniej do wprowadza¬ nia go do generatora gazowego. W komorze spala¬ nia podgrzewacza cisnieniowego paliwo gazowe jest spalane lub poddawane reakcji z powietrzem, któ¬ re wchodzi do podgrzewacza w temperaturze rzedu 93—371°C. Cisnienie paliwa gazowego i powietrza, 5 doprowadzanych do podgrzewacza cisnieniowego sa korzystnie zasadniczo takie same jak cisnienie w generatorze gazowym, z nieznacznym obnizeniem na rurociagach i w instalacji.W podgrzewaczu cisnieniowym moze zachodzic 10 albo calkowite spalanie, albo czesciowe utlenianie paliwa gazowego, w zaleznosci od istniejacego sto¬ sunku atomowego' O/C. Ilosc wewnetrznie rozdzie¬ lanego strumienia gazu, zawierajacego H2+CO, któ¬ ra jest wprowadzana do podgrzewacza cisnienio- 15 wego, jest tyflko malym procentem calkowitej ilo¬ sci wytwarzanego gazu, np. 2—20% obj. Ta ilosc paliwa gazowego jest jednak wystarczajaca do o- grzania calego wprowadzanego do generatora gazu zawierajacego wolny tlen do temlperatury rzedu od 20 204 do 982°C, najlepiej 482—£49°C. Kiedy czesc ga¬ zu, zawierajacego wolny tlen jest poddawana re¬ akcji w podgrzewaczu cisnieniowym, korzystnie jest pobierac te czesc z glównego strumienia ga¬ zu zawierajacego tlen, przed przepuszczeniem go 25 przez podgrzewacz. W ten sposób wielkosc pod¬ grzewacza moze byc obnizona.W innym korzytsnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku caly glówny strumien gazu, zawierajacego wolny tlen, moze przechodzic przez podgrzewacz. 30 Wtedy czesc ogrzanego gazu, zawierajacego wolny tlen, opuszczajacego podgrzewacz, moze byc oddzie¬ lona i spalana z paliwem gazowym w podgrzewa¬ czu.Co najmniej - czesc, a korzystniej cala ilosc gazu 35 spalinowego, opuszczajacego podgrzewacz cisnienio¬ wy w temperaturze od 760°C do 1649°C, np. 815— —927°C i pod cisnieniem od 0,49 MPa do 6,86 MPa, np. 0,98—1,96 MPa jest wprowadzane do turbiny gazowej. Turbina gazowa' sklada sie z komory spa- 40 lania i czesci turbinowej. Gaz spalinowy z podgrze¬ wacza cisnieniowego moze byc wprowadzany do kazdej czesci turbiny gazowej.W korzystnym sposobie stosowania, czesc pro¬ duktu gazowego, zawierajacego H2+CO, jest wpro- 45 wadzana do podgrzewacza cisnieniowego, a reszta wewnetrznie rozdzielonej czesci jest wprowadza¬ na do komory spalania wymienionej wyzej tur¬ biny gazowej, gdzie jest ona spalana z powietrzem.Powietrze wchodzi do komory spalania w tempera- 50 turze 93°C do 371°C i zasadniczo przy takim samym cisnieniu jak temperatura gazu, zawierajacego H2+ +CO, wprowadzanego do komory spalania. Spali¬ ny opuszczaja komore spalania turbiny gazowej w temperaturze od 760 do 1649°C, np. 816—927°C i 55 pod cisnieniem od 0,49 do 6,86 MPa np. 0,98—1,96 MPa. Strumien gazu odlotowego z komory spala¬ nia turbiny gazowej moze wówczas byc zmieszany z co najmniej czescia, korzystniej — z calym stru¬ mieniem z uprzednio opisanego podgrzewacza ci- 60 snieniowego do wytwarzania strumienia czystego gazu. Strumien ten, przechodzac jako strumien ro¬ boczy przez co najmniej jedna turbine rozprezna, wytwarzajacy energie mechaniczna, moze pozwolic na uzyskanie wiekszej ilosci pracy. Jesli w pod- •5 grzewaczu cisnieniowym zachodzi calkowite spale-11 nie, mieszanina gazów spalinowych z podgrzewa¬ cza z gazami odlotowymi z komory spalania moze miec nastepujacy typowy sklad, w ¦/# molowych: C02 4^-20, H20 4^20, N2 76—80 i C2 0—16. Tylko bardzo male stezenie tlenków azotu (NOx) mozna bylo znalezc w spalinach.Jest to wynflkiem wzglednie niskiej temperatury w komorze spalania, co jest rezultatem przede wszystkim wzglednie niskiej adiabatycznej tempe¬ ratury plomienia z ulepszonego paliwa gazowego.Ponadto zawartosc S02 strumienia gazu jest zni¬ koma, a zawartosc czastek stalych z nim wpro¬ wadzonych jest 'bez znaczenia.Korzystnie, strumien spalin z podgrzewacza ci¬ snieniowego jest mieszany z gazem odlotowym z komory spalania turbiny gazowej przed wprowa¬ dzeniem mieszaniny gazów na lopatki turbiny. Z drugiej strony mozna równiez wprowadzac na lo¬ patki turbiny strumien spalin z podgrzewacza ci¬ snieniowego i strumien gazów odlotowych z komo- ry spalania turbiny gazowej, jako oddzielne, stru¬ mienie.W innym korzystnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku co nafjmniej czesc — korzystniej wszyst¬ kie spaliny z podgrzewacza cisnieniowego, razem z powietrzem i ta czescia wewnetrznie rozdziela¬ nego strumienia paliwa gazowego, zawierajacego H2+CO, która nde jest spalana w .podgrzewaczu cisnieniowym, wprowadza sie do komory spalania 'turfóiny gazowej, gdzie zachodzi Spalanie.W takim przypadku, moze byc korzystne pod¬ danie uprzednio paliwa gazowego reakcji czescio¬ wego utleniania w komorze spalania podgrzewa¬ cza cisnieniowego tak, alby gaz odlotowy mógl za¬ wierac pewna ilosc H2 i CO. Gaz odlotowy z pod¬ grzewacza cisnieniowego moze wchodzic do ko¬ mory spalania korzystnie w domieszce z paliwem gazowym. Spaliny moga byc'Wprowadzane równiez z domieszka powietrza. Przynajmniej jedno zródlo energii elektrycznej i przynajmniej jedna sprezar¬ ka moga byc sprezone poprzez naped bezstopnio- wyz osia turbiny, a tym samym przez nia nape¬ dzane. Powietrze przed wprowadzeniem do tur¬ biny gazowej i do podgrzewacza cisnieniowego moze byc sprezone za pomoca jednej z takich spre¬ zarek do odpowiedniego cisnienia, np. 0,98—17,65 MPa.Ewentualnie, gaz zawierajacy woliny tlen, np. tlen lmb powietrze* wzbogacone tlenem, moze byc sprezany .przez oddzielna sprezarke napedzana tur¬ bina gazowa do cisnienia cokolwiek wyzszego od cisnienia wystepujacego w generatorze gazu i na¬ stepnie . przepuszczany przez wyzej wymieniony podgrzewacz cisnieniowy. Jesli gazem zawierajacym wolny tlen, wprowadzanym do generatora gazu jest powietrze, wówczas jedna ze sprezarek, napedza¬ nych turbina, moze byc wyeliminowana.Odzyskiwanie znacznej ilosci ciepla w czystym gazie odlotowym, który opuszcza turbine rozprezna w temperaturze od 426 do 649°C i pod cisnieniem od 0,098 do 0,69 MPa moze odbywac sie w wy¬ mienniku ciepla z nasycona para wytwarzana w kotle, ogrzewanym cieplem odlotowym lub w chlo¬ dnicy gazu, umieszczonej poza generatorem gazu.Czysty gaz odlotowy moze wówczas byc odprowa- 8 336 12 dzany do atmosfery, bez powodowania zanieczy¬ szczen. Tym samym moze byc wytwarzana para przegrzana o temperaturze od 399 do 649°C, przy ozym moze byc ona stosowana jako strumien robo- 5 czy w przynajmniej jednej turbinie rozpreznej. Wal turbiny parowej moze byc sprzezony poprzez na¬ ped bezstopndowy z walem turbosprezarki, genera- . torem energii elektrycznej lub tez z obydwoma.W jednym z rozwiazan, gaz zawierajacy wolny 10 tlen jest czesciowo sprezany w sprezarce, nape¬ dzanej turbina gazowa, schladzany, po czym spre¬ zany w sprezarce wspomagajacej, napedzanej tur¬ bina parowa i nastepnie przepuszczany przez pod¬ grzewacz cisnieniowy, gdzie jest ogrzewany. 15 Wynalazek daje nastepujace korzysci: 1. produkt gazowy, zawierajacy H2+CO, dokladnie oczyszczony, moze byc wytwarzany z nnskoga- tunkowych i makwartosciowych paliw, Z. produkt gazowy ma polepszona wartosc opalo- 40 wa i moze byc spalany w turbinie gazowej, wytwarzajacej energie, bez zanieczyszczenia at¬ mosfery, 3. w trakcie procesu, dla tej samej zdolnosci pro- . dukcyjnej, moze byc stosowane mniejsze wypo- 25 saczenie, tj. sprezarek, generatora gazu, chlodni¬ cy gazu, dobranych wymienników ciepla i ukla¬ du oczyszczania, 4. wystepowanie mniejszych problemów spalania w turbinie gazowej, zwlaszcza z metodami chlo- *• dzenia komory spalania.Wynalazek bardziej dokladnie objasnia zalaczony schematyczny rysunek, który przedstawia prze- ^ bieg uprzednio opisanego procesu w szczególach.Wszystkie rurociagi i wyposazenie korzystnie sa 35 izolowane w celu zmniejszenia do minimum strat ciepla.Na rysunku, generator gazu 1 czesciowego utle¬ nienia w swobodnym przeplywie, wylozony wykla¬ dzina ogniotrwala 2, jak uprzednio opisano, ma *• osiowo ustawiony pod prad kolnierzowy wlot % przelotowy, osiowo ustawiony z pradem kolnierzo¬ wy wylot 4 przelotowy i strefe reakcji 5£\}ez wy¬ pelnienia. Palnik 6 typu pierscieniowego, jak u- przednio opasano, ze srodkowym przejsciem 7 45 wzdluz osi generatora gazu 1 jest zawieszony we wlocie przelotowym 3. Srodkowe przejscie 7 ma pod prad kolnierzowy wlot 8 i zbiezna z pradem, stozkowa dysze 9 przy zakonczeniu palnika 6, któ¬ ry jest równiez zaopatrzony w koncentryczne, 50 wspólosiowe przejscie pierscieniowe, które ma pod prad kolnierzowy wlot 10 i z pradem stozkowe przejscie wylotowe 11. Palniki innej^ konstrukcji równiez moga byc stosowane.Strumien ciagly gazu, zawierajacego wolny tlen w jest ogrzany po przejsciu przez wezownice 20 w podgrzewaczu cisnieniowym 21 i wtedy przechodzi przewodem 22 do kolnierzowego wlotu .8 palnika 6.Paliwo weglowodorowe, np. szlam wegla z woda, ewentualnie z domieszka moderatora temperatury, ** takiego jak woda, jest wprowadzane do palnika 6 przewodem 23 i wlotem 10.Lacznik 30 ksztaltu kulistego, z wykladzina o- gniotrwala lub izolowany, z kolnierzami w ukla¬ dzie „T" jest polaczony przez wlot 31 z wylotem 4 ¦• generatora gazu 1. Ustawiony osiowo wylot 3$ jest128 336 13 14 polaczony z wylotem 33 izolowanego zbiornika zu¬ zlu 34. Kolnierzowy osiowy wylot 35 jest normal¬ nie zamkniety przewodem 39 i zaworem 40.Strumien gazu wylotowego z generatora gazu 1 wyplywa wylotem 4, po czym przechodzi przez la¬ cznik 30 do wlotu 31 i wychodzi wylotem 37 i izo¬ lowanym rurociagiem 38. Wszystkie czastki sub¬ stancji stalych, takie jak zuzel, wegiel, metale lub material wykladzinowy, które oddzielaja sie ze strumienia gazu wylotowego w laczniku 30, zbiera¬ ja sie na dnie zbiornika zuzlu 34. Material ze zbiornika zuzlu 34 jest usuwany okresowo prze¬ wodem 39, przez zawór 40, przewód 41 i typowy uklad zbiornikowy samowyladowczy (nie pokazany na rysunku).Strumien gazu wylotowego z generatora gazu jest chlodzony w chlodnicy gazu 42 przez posred¬ nia wymiane ciepla z czynnikiem chlodzacym, ta¬ kim jak zasilajaca woda kotlowa (BFM) z prze¬ wodu 43. BFM moze byc podgrzewana gdzie in¬ dziej, w innym ukladzie. W chlodnicy gazu 42 wytwarza sie pare wodna, która .pobiera sie jako pare nasycona przewodem 44, 45 i przez zawór 46 do uzytkowania gdzie indziej, ewentualnie przynaj¬ mniej czesc pary moze byc przesylana na zewnatrz przewodem 47, przez zawór 48 i przewodem 49.Strumien gazu procesowego po chlodzeniu, za¬ wierajacy porwane czastki wegla i mozliwe inne substancje stale, przechodzi przewodem 55 do stre¬ fy oczyszczania gazu 56, gdzie jest przemywany ciecza, taka jak woda z przewodu 57. Czastki we¬ gla i irine pozostajace substancje stale sa usuniete ze strumienia gazu i odprowadzane przewodem 58 jako zawiesina wegla w wodzie. Strumien czyste¬ go gazu z procesu z przewodu 59 jest odwadniany przez chlodzenie ponizej punktu. rosy.Dlatego strumien czystego gazu procesowego przechodzi przez wymiennik ciepla 60, przewodem 61, chlodnice 62 i przewód 63. Skroplona woda jest usuwana przez zibiornik kondensacyjny 64 i od¬ prowadzana przewodem 65. Ewentualnie, obecne jakiekolwiek zanieczyszczenia gazami kwasowymi moga byc usuniete w typowej strefie dodatkowego oczyszczania gazu 70. W tym przyipadku strumien gazu z procesu chlodzenia, czyszczenie i odwadnia¬ nie przechodzi przewodami 71 i 72. Gazy kwasowe, takie jak C02, H2S i COS moga byc usuniete i odprowadzone przewodem 73.Obejsciowy przewód 74, zawór 75 i przewód 76 sa przewidziane do zastosowania, jesli nie ma po¬ trzeby dokladnego oczyszczania strumienia gazu.Strumien przetwarzanego gazu w przewodzie 76 lub strumien gazu dokladnie oczyszczanego w prze¬ wodzie 77 stanowi produkt gazowy zawierajacy H2 i CO. Przynajmniej czesc produktu gazowego, za¬ wierajacego H2 i CO w rurociagu 78 jest uzyta w przeciwpradzie jako paliwo gazowe. Pozostaly produkt gazowy moze byc odprowadzany na ze-- wnatrz przewodem 79 przez zawór 80 i przewo¬ dem 81.Produkt gazowy, zawierajacy H2 i CO, z przewo¬ du 78 jest spalany jako paliwo gazowe w podgrze¬ waczu cisnieniowym 21 i w turbinie gazowej, któ¬ ra sklada sie z komory spalania 82 i turbiny roz¬ preznej 83. Strumien paliwa gazowego w przewo¬ dzie 78 ewentualnie jest ogrzewany w wymienni¬ ku ciepla 60, przechodzi przewodem 85 i jest wte¬ dy podzielony na dwa strumienie. Jeden strumien paliwa gazowego przechodzi do przewodu 86, który ~* prowadzi do wlotu 87 palnika 88 w komorze spala¬ nia 89 podgrzewacza cisnieniowego 21. Drugi stru¬ mien paliwa gazowego przechodzi przewodem 90 i 91 do komory spalania 82 wyzej wymienionej turbiny. 10 Powietrze przewodem 95 przechodzi przez wlot 96 palnika 88 w podgrzewaczu cisnieniowym 21. W podgrzewaczu 21 zachodzi spalanie i gaz odlotowy wychodzi przewodem 97. W korzystnym rozwiaza¬ niu z zaworem 98 zamknietym i zaworem 99 ot- 13 wartym, gaz odlotowy z przewodu 97 przechodzi przewodem 100 i jest zmieszany w (przewodzie 101 z gazem* odlotowym, opuszczajacym komore spala¬ nia 82 przewodem 102. Mieszanina gaz?w jest wów¬ czas wprowadzana przewodem 101 do turbiny roz- 20 preznej 83 jako strumien roboczy. W innym roz¬ wiazaniu, z zaworem 98 otwartym i zaworem 99 zamknietym, gaz odlotowy z przewodu 97 jest kie¬ rowany do komory spalania 82 turbiny gazowej przewodem 103, zawór 98, przewód 104 i przewód 25 91, gdzie miesza sie z paliwem gazowym w prze¬ wodzie 90. Mieszanina gazów jest wówczas wpro¬ wadzana przewodem 128 do komory spalania 82.Po spaleniu gaz .odlotowy z komory spalania 82 przechodzi przewodem 102 i 101 do turbiny rozpre- *°. znej 83 jako strumien roboczy, Ewentualnie, tunbina rozprezna 83 moze byc sprzezona z generatorem energii elektrycznej 105 za (pomoca walu 106.Sprezarka 108 gazu, zawierajacego wolny tlen i 35 ewentualnie sprezarka 109 (powietrza sa napedzane turbina 83, np. walami 110 i 111. Jesli gazem za¬ wierajacym wolny tlen jest powietrze, wówczas sprezarka 109 moze nie byc potrzebna. Jesli gazem zawierajacym wolny tlen jest zasadniczo wolny 40 tlen lub powietrze wzbogacone tlenem, wówczas obie sprezarki 108 i 109 sa wlaczone 4o ukladu.Na "przyklad, w korzystnym przykladzie reali¬ zacji wynalazku, gazem zawierajacym wolny tlen jest powietrze z przewodiu 112. Sprezarka powie- 45 trza 109 i sprezarka wspomagajaca 140 moga byc wylaczone z ukladu przez zamkniecie zaworów 113 i 114 i otwarcie zaworów 115, 116 i 117. Ca¬ losc powietrza dla ukladu jest wtedy sprezana Sprezarka 108. 50 Pierwsza czesc -sprezonego powietrza przechodzi do generatora gazu przewodami 120—124, podgrze¬ wacz cisnieniowy 21, wezownice 20, przewód 22 i wlot 8 palnika 6. Druga czesc sprezonego po¬ wietrza w sprezarce 108 przechodzi do komory spa- 85 lania 82 tudbiny gazowej przewodami 120 i 125— 128. Trzecia czesc powietrza sprezonego ^.sprezar¬ ce 108 przechodzi do palnika 88 w podgrzewaczu cisnieniowym 21 przewodami 120, 125, 126, 127, 129, 95 i wlot 96. 60 W innym korzystnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku gaz zawierajacy wolny tlen w przewodzie 112 jest zasadniczo tlenem, który jest sprezany w sprezarce 108, ogrzewany w podgrzewaczu cis¬ nieniowym 21 i wprowadzany do palnika 6 gene- 85 ratora gazu 1. Dodatkowa sprezarka 109 powie-128 336 15 16 trza jest wówczas wlaczona do ukladu. W tym przypadku zawór 115 jest zamkniety a zawór 113 jest otwarty. Powietrze z przewodu 135 jest spre¬ zane w sjprezairce 109 i pierwsza czesc przechodzi przewodami 136, 137, 127 i 128 do komory spalania 82. Druga czesc powietrza kierowana jest do palni¬ ka 88 podgrzewacza cisnieniowego 21 przewodami 136, 137, 127, 129, 95 i wlot 96.W innym korzystnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku, wspomagajaca sprezarka 140 gazu zawie¬ rajacego powietrze lub wolny tlen moze byc sto¬ sowana dla zwiekszenia cisnienia sprezanego po¬ wietrza lub gazu zawierajacego wolny tlen, który byl pierwotnie sprezony w sprezarce 108. Co naj¬ mniej czesc tego sprezonego strumienia gazu jest w koncu wprowadzana do generatora gazu 1* po ogrzaniu w podgrzewaczu cisnieniowym 21.W tym przypadku, przy zaworze 117 zamknie¬ tym i zaworze 114 otwairtyim, gaz zawierajacy wol¬ ny tlen przewodem 121 przechodzi /przez przewo¬ dy 141, 142, wymiennik ciepla 143, rurociag 144, wymiennik ciepla 145 i przewód 146 do wspoma¬ gajacej sprezarki 140. Sprezony strumien gazu za¬ wierajacego wolny tlen przechodzi wówczas prze¬ wodem 147, wymiennik ciepla 143, przewody 148 i 124, wezownice 20 podgrzewacza cisnieniowego 21, przewód 22 i wlot 8 palnika 6. Gaz zawierajacy wolny tlen, przechodzacy przez wymiennik ciepla 145, jest chlodzony posrednio przez wymiane cie¬ pla z woda. Na przyklad, zasilajaca woda kotlo¬ wa (BPW) w przewodzie 149 moze byc wstepnie podgrzewana w wymiennikiu ciepla 145 i odpro- wadazana przewodem, 150. Wstepnie podgrzana BPW moze byc wprowadzana do chlodnicy gazu 42 przewodem 43 i przetwarzana na pare wodna, w sposób uprzednio opisany.Ewentualnie, w jednym z dalszych korzystnych przykladów realizacji wynalazku, sprawnosc ciepl¬ na procesu zostaje polepszona przez wykorzystanie ciepla w gazie wylotowym z turbiny rozpreznej 83 do wytwarzania w ukladzie przegrzanej pary wod¬ nej. Przegrzana para jest wówczas uzyta jako strumien roboczy w przynajmniej jednej turbinie parowej do wytwarzania pracy mechanicznej, ener¬ gii elektrycznej lub obu razem. Na przyklad, czy¬ sty gaz wylotowy z turbiny rozpreznej 83 prze¬ chodzi przewodem 155, przegrziewacz pary 156, przewód 157, podgrzewacz 158 i przewód 159 do komina. Przy zamknietych zaworach 48 i 160 i ot¬ wartych zaworach 46, 161 i 162, para nasycona moze przechodzic przewodami 163, 164, przegrze- wacz pary 156 i przewody 165—168 do turbiny parowej 169, jako strumien roboczy. Turbina pa¬ rowa 169 jest sprezona ze wspomagajaca sprezarka 140, np. przez wal 170.Równiez para przegrzana w przewodzie 166 e- wentufctóe moze przechodzic przewodami 171 i 172 do turbiny parowej 173, jako strumien robo¬ czy. Turbina parowa 173 moze byc sprzezona z ge¬ neratorem energii elektrycznej 174 przez wal 175.Para odlotowa z turbiny parowej 173 przechodzi przewodem 177 do kondensatora pary 178. Podob¬ nie, odlotowa para z turbiny parowej 169 prze¬ chodzi przewodem 179 do kondensatora pary 178.Woda kondensacyjna, tj. BFW, moze byc pompo¬ wana pompa 180, przewodami 185—188, chlodnice 62 i przewód 189 do podgrzewacza 158. Nasycona para w przewodzie 190 moze przechodzic przewo¬ dem 164 do przegrzewacza pary 156. Ewentualnie czesc BFW w przewodzie 187 moze przechodzic przewodem 191, zawór 192 i przewód 193 do prze¬ wodu 149, gdzie jest ona podgrzewana w wymien¬ niku ciepla 145, w sposób uprzednio oplisany.Swieza woda moze byc wprowadzana do ukladu przewodem 194, przez zawór 195 i przewodem 196.Jesli turbiny parowe 169 lub 173 lub obie razem nie biora udzialu w ukladzie, wówczas zawory 161 lub 162 lu(b obydwa moga byc zamkniete. Zawór 160 moze byc wówczas otwarty i przegrzana para moze byc przesylana na zewnatrz przewodami 197 i 198.W innym korzystnym przykladzie realizacji wy¬ nalazku, gaz zawierajacy wolny tlen w przewodzie 124 moze byc ^ogrzany do temperatury od 426°C do 593°C przez posrednia wymiane ciepla z czescia gazu odlotowego z turbiny 83 przed przepuszcze¬ niem go przez podgrzewacz cisnieniowy 21.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zintegrowany czesciowego utleniania pa¬ liwa weglowodorowego i wytwarzania energii, o- bejmujacy: wytwarzanie strumienia przetwarzane¬ go gazu, zawierajacego H2 i CO przez czesciowe utlenianie paliwa weglowodorowego ogrzewanym strumieniem gazu, zawierajacego wolny tlen i e- wentuainie w obecnosci moderatora temperatury, w temjpenaturze od 98G°C do 1650oC i pod cisnie¬ niem od 0,98 MPa do 19,61 MPa, i nastepnie usu¬ wanie wszelkich porwanych substancji stalych, chlodzenie, oczyszczanie, odwadnianie, i ewentual¬ nie dodatkowe oczyszczenie strumienia surowego gazu, znamienny tym, ze dzieli sie przynajmniej czesc wytworzonego strumiiienia gazu zawierajacego H2 i CO na pierwszy i drugi strumien gazowy, których pierwszy poddaje sie reakcji w komorze spalania podgrzewacza cisnieniowego, z wytworze¬ niem strumienia gazu spalinowego a drugi stru¬ mien gazowy spala sie jako paliwo w komorze spa¬ lania turbiny gazowej obejmujacej wymieniona ko¬ more spalania i turbine rozprezna, z wytworze¬ niem strumienia odlotowego, który przepuszcza sie przez wymieniona turbine rozprezna jako medium robocze przez co spreza sie strumien gazu zawie¬ rajacego wolny tlen w urzadzeniu rozprezajacym gaz, napedzanym wymieniona turibina rozprezna i ogrzewa sie przynajmniej czesc sprezonego gazu, zawierajacego wolny tlen w wymienionym pod¬ grzewaczu cisnieniowym, a ogrzany sprezony gaz, zawierajacy wolny tlen wprowadza sie do genera¬ tora gazu i ewentualnie gaz odlotowy, opuiszozajacy turbine gazowa, przesyla sie do wymiennika po¬ sredniej wymiany ciepla z nasycona para wodna, wytwarzajac przegrzana pare wodna i przegrzana pare wprowadza sie jako medium robocze do zespo¬ lu turbinowo-pradnicowego i/lub do tutriboaprezar- ki do sprezania strumienia gazu zawierajacego wol¬ ny tlen w etapie i/lub ewentualnie energie elek¬ tryczna wytwarza sie w generatorze napedzanymi 10 15 20 25 30 as 40 40 50 55 60128 336 17 przez turbine rozprezna i/lub ewentualnie jedynie czesc strumienia gazu zawierajacego H2 i CO dzie¬ li sie na wymienione strumienia pierwszy i drugi a pozostalosc odzyskuje sie jako produkt gazo¬ wy. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przynajmniej czesc gazu spalinowego z podgrze¬ wacza cisnieniowego wprowadza sie jako medium robocze do turbiny rozpreznej, w mieszaninie ze strumieniem gazu odlotowego z komory spalania turbiny gazowej. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przynajmniej czesc gazu spalinowego z komory spa- 10 18 lania podgrzewacza cisnieniowego wprowadza sie do komory spalania. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze gaz spalinowy wprowadza sie do komory spalania w mieszaninie z drugim strumieniem gazu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze caly gaz spalinowy z podgrzewacza cisnieniowego i caly strumien gazu odlotowego oddzielnie wpro¬ wadza sie do turbiny rozpreznej jako medium ro¬ bocze. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze caly strumien g-aizu zawierajacego H2 i CO dzieli sie na wymienione strumienia pierwszy i drugi. PL