RO122193B1

RO122193B1 - Process for the preparation of hydrogen

Info

Publication number: RO122193B1
Application number: ROA200400466A
Authority: RO
Inventors: Virgil-Corneliu Stănăşilă
Original assignee: Virgil-Corneliu Stănăşilă
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2009-02-27

Abstract

The invention relates to a process for preparing hydrogen from combustible materials by thermal treatment in the presence of catalysts. The process steps are the following: a) introducing the raw material as gaseous or liquid phase at the lower part of a fluidized bed reactor; b)reacting the raw material with the vapour; c)evacuating the reaction mixture; d)separating CO2 from the reaction mixture, there resulting a gaseous mixture containing 80% H2 and 20% O2.

Description

Invenția se referă un procedeu de obținere a hidrogenului din substanțe cu componente combustibile ca: metan, cărbune, gaz petrolier lichefiat, țiței, gudroane petroliere, alcooli, deșeuri lemnoase și vegetale, mase plastice, cauciuc, mochete și covoare, deșeuri urbane după selecționare, precum și din alte substanțe similare, îndeosebi cele regenerabile ca: amidon, celuloză, paie, trestie, sorg, soia, strujeni și coceni, semințe, coji, fructe și cereale degradate, alge, stuf, făină de animale, făină de păsări, grăsimi, uleiuri arse, uleiuri râncede sau uzate, substanțele cu componente combustibile fiind asociate, în majoritatea cazurilor, cu până la 250% apă.The invention relates to a process for obtaining hydrogen from substances with combustible components such as: methane, coal, liquefied petroleum gas, crude oil, oil tar, alcohols, wood and vegetable waste, plastics, rubber, carpets and carpets, urban waste, salt as well as from other similar substances, in particular renewable ones such as: starch, cellulose, straw, reed, sorghum, soybeans, starches and coceas, seeds, barks, degraded fruits and cereals, seaweed, reed, animal meal, poultry meal, fats , burnt oils, crude or used oils, the substances with combustible components being associated, in most cases, with up to 250% water.

Domeniul tehnic al invenției aparține energeticii „verzi-ecologice”, urmărind obținerea de hidrogen ieftin, cu puritate peste 90%, din materii prime abundente, preferabil regenerabile, cu mijloacele tehnicii actuale.The technical field of the invention belongs to the "green-ecological" energetics, aiming at obtaining cheap hydrogen, with purity over 90%, from abundant raw materials, preferably renewable, by the means of the present technique.

Se cunosc multe procedee de obținere a hidrogenului, cum sunt: electroliza apei, reacția „fier-abur” Fe + H₂O = FeO + H₂, disocierea termică sau conversia metanului ca atare, cu abur sau cu CO₂; electroliza apei produce hidrogen curat și totodată oxigen, dar cu consumuri enorme de energie primară, inacceptabile industrial; producerea de hidrogen prin reacția „fier-abur” este complicată, datorită folosirii cărbunelui pentru reducerea FeO și umectării relativ mari a hidrogenului; cele mai apropiate de invenție și mai larg aplicate sunt disocierea și conversia metanului.There are many known processes for obtaining hydrogen, such as: water electrolysis, "iron-steam" reaction Fe + H ₂ O = FeO + H ₂ , thermal dissociation or conversion of methane as such, with steam or with CO ₂ ; electrolysis of water produces clean hydrogen and oxygen, but with enormous primary energy consumption, unacceptable industrially; the production of hydrogen by the "iron-steam" reaction is complicated, due to the use of coal to reduce FeO and relatively high humidification of hydrogen; the closest to the invention and most widely applied are the dissociation and conversion of methane.

Disocierea CH₄ -> C + 2H₂ se realizează prin aport de căldură și încălzire la temperaturi de peste 800°C, când se rup legăturile dintre hidrogen și carbon; C se prezintă ca negru de fum fin dispersat în hidrogenul gazos sau în amestec cu gaze rezultate din arderea parțială a metanului. Principalele dezavantaje ale acestui procedeu le reprezintă costul ridicat al produselor finale, dificultățile create de antrenarea negrului de fum în gazele generate și impurificarea hidrogenului cu alte gaze, în condiții ecologice dificile și costisitoare.The dissociation of CH ₄ -> C + 2H ₂ is achieved by the contribution of heat and heating at temperatures above 800 ° C, when the bonds between hydrogen and carbon are broken; C is presented as a fine carbon black dispersed in hydrogen gas or in mixture with gases resulting from the partial combustion of methane. The main disadvantages of this process are the high cost of the final products, the difficulties created by the entrainment of the carbon black in the gases generated and the impurity of hydrogen with other gases, under difficult and costly ecological conditions.

La conversia metanului se folosește abur sau CO₂, conform reacțiilor:For methane conversion, steam or CO ₂ are used, depending on the reactions:

CH₄ + H₂O > CO + 3H₂, CH₄ + 2H₂O -> CO₂ + 4H₂, CH₄ + CO₂ -+ 2CO + 2H₂; aportul necesarde căldură este asigurat prin suprafețe de separație între reactanții conversiei și gazele de combustie respective, în condițiile unui schimb de căldură de tip recuperativ; hidrogenul este fie amestecat cu CO și este utilizat în siderurgie și la obținerea metanolului, cu problemele ecologice rezolvate parțial, fie amestecat cu CO₂, necesitând separarea CO₂prin mijloace costisitoare, în sine cunoscute. Principalele dezavantaje constau în costurile ridicate, în volumele mari ocupate de instalațiile de transfer termic și de separare, precum și în complexitatea conducerii proceselor.CH ₄ + H ₂ O> CO + 3H ₂ , CH ₄ + 2H ₂ O -> CO ₂ + 4H ₂ , CH ₄ + CO ₂ - + 2CO + 2H ₂ ; the necessary heat input is provided by separation surfaces between the conversion reagents and the respective combustion gases, under the conditions of a heat recovery of recoverable type; hydrogen is either mixed with CO and is used in steel and methanol production, with partially solved ecological problems, or mixed with CO ₂ , requiring the separation of CO ₂ by costly, self-known means. The main disadvantages consist of the high costs, the high volumes occupied by the thermal transfer and separation facilities, as well as the complexity of the process management.

Obținerea actuală a hidrogenului necesită separarea sa de alte gaze, ceea ce se realizează prin mijloace în sine cunoscute, dar greu acceptabile economic, pentru industrializare pe scară largă.The actual obtaining of hydrogen requires its separation from other gases, which is achieved by known means, but not economically acceptable, for large-scale industrialization.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este lărgirea bazei de materii prime, inclusiv regenerabile și tratarea tuturor printr-o tehnologie nouă de disociere termică, la temperaturi până la 1000°C, convenabile pentru tehnica actuală; hidrogenul va fi generat îndeosebi împreună cu C, CO sau CO₂, din care C se poate acumula în orice cantități, CO va fi transformat în CO₂, iar CO₂ va fi conservat sau fixat în biomasă sau în alte substanțe stabile fizic și chimic.The technical problem solved by the invention is the widening of the base of raw materials, including renewable and the treatment of all by a new technology of thermal dissociation, at temperatures up to 1000 ° C, suitable for the current technique; hydrogen will be generated in particular together with C, CO or CO ₂ , of which C can accumulate in any quantity, CO will be transformed into CO ₂ , and CO ₂ will be stored or fixed in biomass or other physically and chemically stable substances. .

Prin aplicarea invenției, se înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:By applying the invention, the disadvantages mentioned are removed, in that it comprises the following steps:

a) materia primă, în stare gazoasă, lichidă, fluidizată în abur sau sub formă de pastă înglobată într-un lichid cu maximum 50% lubrifiant, împreună cu abur, este introdusă pe la partea inferioară a unui reactor cu pat fluidizat, în care sunt monogranule de alumină, având un diametru cuprins între 0,1 și 0,5 mm, acoperite cu oxizi metalici și încălzite la o temperatură de peste 900°C, aflată sub temperatura de topire a cenușii;a) the raw material, in a gaseous, liquid state, fluidized in steam or in the form of paste embedded in a liquid with a maximum of 50% lubricant, together with steam, is introduced at the bottom of a fluidized bed reactor, in which they are alumina monogranules, having a diameter between 0.1 and 0.5 mm, covered with metal oxides and heated to a temperature above 900 ° C, below the melting temperature of ash;

RO 122193 Β1RO 122193 Β1

b) reacția materiei prime aflată în stare de vapori cu aburul, rezultând un amestec 1 format, în principal, din H₂ și CO₂;b) the reaction of the raw material in vapor state with steam, resulting in a mixture 1 consisting mainly of H ₂ and CO ₂ ;

c) evacuarea amestecului din etapa b), urmată de răcirea acestuia; 3c) evacuation of the mixture from step b), followed by its cooling; 3

d) separarea CO₂din amestecul din etapa c), pentru a se obține un amestec gazos care conține 80% H₂ și 20% CO₂. 5d) separation of CO ₂ from the mixture of step c), to obtain a gas mixture containing 80% H ₂ and 20% CO ₂ . 5

Procedeul conform invenției permite transferul aproape integral al energiei potențiale a materiei prime în energia potențială a hidrogenului produs, prin aceea că, într-o primă vâri- 7 antă, materia primă, în stare gazoasă, lichidă, ca făină transportată pneumatic cu abur, sau ca pastă de faină înglobată într-un lichid cu maximum 50% lubrifiant, materia primă fiind aso- 9 ciată cu abur, este injectată prin conducte verticale la partea inferioară a unei instalații de pat fluidizat, realizat cu monogranule φ 0,1...0,5 mm din alumină, acoperite cu diverși oxizi 11 metalici cu rol de catalizatori și încălzite la peste 900°C, dar sub temperatura de topire a eventualelor cenuși; contactul direct dintre granulele fierbinți și materia primă determină 13 gazificarea foarte rapidă a acesteia, iar vaporii și gazele formate vor urca în spațiul respectiv, întreținând fluidizarea stratului granular; pe măsură ce urcă, amestecul gazos cracat 15 reacționează totodată cu aburul, ajungând ca în final să se regăsească îndeosebi ca H₂ și CO₂; ca exemple de reacții care se desfășoară în patul fluidizat anterior, se menționează: 17 pentru metan, CH₄ + 2H₂O -* CO₂ + 4H₂ - 68400 kcal/kmol metan; pentru țiței fără oxigen, azot sau sulf: C₁₀H₁₈ + 20H₂O -> 10CO₂ + 29H₂ - 630040 kcal/kmol țiței; pentru celuloză, 19The process according to the invention allows the almost complete transfer of the potential energy of the raw material into the potential energy of the hydrogen produced, in that, in a first year, the raw material, in the gaseous, liquid state, as pneumatically transported steam, or as a flour paste embedded in a liquid with a maximum of 50% lubricant, the raw material being associated with steam, it is injected through vertical ducts at the bottom of a fluidized bed installation, made with monogranules φ 0.1 ... 0.5 mm of alumina, coated with various metallic oxides 11 as catalysts and heated to over 900 ° C, but below the melting temperature of any ash; the direct contact between the hot granules and the raw material determines 13 its very rapid gasification, and the vapors and gases formed will rise in the respective space, maintaining the fluidization of the granular layer; as it rises, the cracked gas mixture 15 also reacts with the steam, eventually reaching mainly as H ₂ and CO ₂ ; As examples of reactions taking place in the fluidized bed previously, mention is made of: 17 for methane, CH ₄ + 2H ₂ O - * CO ₂ + 4H ₂ - 68400 kcal / kmol methane; for crude oil without oxygen, nitrogen or sulfur: C ₁₀ H ₁₈ + 20H ₂ O -> 10CO ₂ + 29H ₂ - 630040 kcal / kmol of crude oil; for cellulose, 19

C₆H₁₀O₅ + 7H₂O -> 6CO₂ + 12H₂ - 143000 kcal/kmol celuloză; se constată că 1 kmol H₂necesită 17100 kcal la metan, 22700 în cazul țițeiului și 11900 kcal în cazul celulozei, de unde 21 rezultă că celuloza este mai favorabilă; totodată, participația apei în cele 3 exemple este de 225, 261 și 78%, deci apa reprezintă o materie primă importantă pentru producerea de 23 hidrogen; derularea reacțiilor de formare a H₂ + CO₂ necesită relativ multă energie termică, dispersată cât mai uniform în toată masa gazelor în evoluție și concomitent întreținerea tem- 25 peraturii, care, cel puțin în partea superioară a patului fluidizat, trebuie să fie de peste 900 C; introducerea căldurii se realizează prin tuburi ceramice orizontale cu diametre de 10...30 mm, 27 dispuse în spațiul de fluidizare a patului și care sunt străbătute de gaze de ardere provenite din arderea într-un focar a unui combustibil clasic sau a unei părți din hidrogenul produs de 29 instalație, pentru ecologizarea instalației care aplică procedeul; circulația gazelor poate fi realizată într-unul sau mai multe drumuri prin ansamblul de tuburi ceramice; gazele de ardere 31 sunt evacuate la peste 950°C, fiind trecute printr-un preîncălzitor, din beton refractar, al aerului comburant al focarului, aerul fiind încălzit la circa 850°C; amestecul format îndeosebi 33 din H₂ și CO₂, evacuat din reactorul în pat fluidizat la peste 900°C, este răcit în schimbătoare de căldură adecvate, unde se vaporizează apa necesară derulării reacțiilor de disociere, 35 cracare și transformare, preîncălzind, totodată, eventualul lubrifiant folosit pentru realizarea pastei de făină celulozică și a altora similare; apoi acesta este introdus într-o instalație, în 37 sine cunoscută, de separare a CO₂ și de reducere a pârtiei păți ei acestuia sub 20%; amestecul de 80% H₂ + 20% CO₂ este superior ecologic metanului, la aceeași energie termică cedată; 39 separarea CO₂ din amestecul cu hidrogen fiind cu atât mai ieftină cu cât proporția de CO₂separat este mai mică, se consideră ca oportună acceptarea pârtieipației de 10% a CO₂, când 41 gradul de poluare s-ar reduce cu 37% în raport cu metanul, considerat cel mai ecologic combustibil actual; în cazul materiilor prime care formează și cenușă, aceasta este antrenată de 43 amestecul gazos, din care se separă prin mijloace în sine cunoscute; amestecul gazos, răcit până la circa 90°C, format în majoritate din H₂, CO și CO₂ și în secundar din N₂ și SO₂, va 45 evolua într-unul sau mai multe recipiente cilindrice verticale, în care este dispersat și întâlnește în contracurent o suspensie de cenușă proprie și îndeosebi cea adusă de la haldele 47 termocentralei apropiate, cu până la 20-25% oxizi de Ca, Mg, Fe, Na, K, care la o temperaturăC ₆ H ₁₀ O ₅ + 7H ₂ O -> 6CO ₂ + 12H ₂ - 143000 kcal / kmol cellulose; 1 kmol H ₂ is found to require 17100 kcal for methane, 22700 for crude oil and 11900 kcal for cellulose, where 21 results in cellulose being more favorable; at the same time, the participation of water in the 3 examples is 225, 261 and 78%, so water is an important raw material for the production of 23 hydrogen; conducting the formation reactions of H ₂ + CO ₂ requires relatively much thermal energy, dispersed as evenly throughout the evolving gas mass and at the same time maintaining the temperature, which, at least at the top of the fluidized bed, must be above 900 C; the heat is introduced by means of horizontal ceramic tubes with diameters of 10 ... 30 mm, 27 disposed in the fluidizing space of the bed and which are crossed by combustion gases from the combustion of a classic fuel or part of a furnace the hydrogen produced by 29 plants, for the greening of the plant that applies the process; gas circulation can be achieved in one or more roads through the ceramic tube assembly; the flue gases 31 are evacuated at over 950 ° C, being passed through a preheater, of refractory concrete, of the combustion air of the furnace, the air being heated to about 850 ° C; the mixture formed in particular 33 of H ₂ and CO ₂ , discharged from the fluidized bed reactor at over 900 ° C, is cooled in suitable heat exchangers, where the water required to dissociate the reactions of dissociation, cracking and transformation is vaporized, preheating at the same time, any lubricant used to make cellulose flour paste and the like; then it is introduced into a facility, in 37 known cases, of CO ₂ separation and of reducing its part slope below 20%; the mixture of 80% H ₂ + 20% CO ₂ is ecologically superior to methane, at the same thermal energy yielded; 39 the separation of CO ₂ from the hydrogen mixture being cheaper, the lower the proportion of CO ₂ separated, it is considered appropriate to accept the 10% CO ₂ breakdown, when 41 the pollution degree would be reduced by 37% in methane, considered the most environmentally friendly fuel today; in the case of the ash-forming raw materials, it is driven by the 43 gas mixture, from which it is separated by known means; the gas mixture, cooled to about 90 ° C, consisting mostly of H ₂ , CO and CO ₂ and in the secondary of N ₂ and SO ₂ , will evolve into one or more vertical cylindrical containers, in which it is dispersed and countercurrent meets a suspension of its own ash and especially the one brought from the dumps 47 of the nearby power plant, with up to 20-25% oxides of Ca, Mg, Fe, Na, K, which at a temperature

RO 122193 Β1 sub 60°C, formează carbonații respectivi; consumul specific de cenușă este de până la 51/1000 m³n H₂; cenușa poate fi completată eventual cu lapte de var =Ca(OH)₂; de asemenea, se pot folosi soluții în suspensie ale unor zguri siderurgice, care conțin oxizi de calciu sau magneziu până la 50%, consumul fiind estimat la 21 zgură/1000 m³n H₂; prin carbonatarea oxizilor menționați, CO₂ este reținut în cenuși ca și SO₂, iar N₂ va avea o participație neglijabilă în hidrogenul produs; cenușa sau zgura, fluidizată cu apă, este retrimisă în haldă ca suspensie, cu o masă crescută, cu CO₂-ul înglobat și fixat, dar cu oxizii de Ca, Mg, Fe și alte substanțe transformate în carbonați sau bicarbonați, reducându-se totodată agresivitatea cenușii; când nu se dispune de cenușă sau zgură, în recipientul de carbonatare se va folosi lapte de var, produs din var nestins și apă: va rezulta precipitat de CaCO₃, valoros prin el însuși și care se va filtra, usca, granula și decarbonata într-o instalație în sine cunoscută, pentru a regenera CaO și CO₂ pur; pentru dispersarea și divizarea intensă a bulelor de gaz trecute prin recipientul - carbonator, în acesta se vor prevedea o umplutură corespunzătoare de inele Rashig așezate pe site orizontale sau granule ceramice și un ansamblu de țevi prin care trece aer atmosferic, cu rolul principal de a prelua căldura de carbonatare și a limita superior, la 60°C, temperatura în carbonator; un mod în sine cunoscut de separare a CO₂constă în folosirea de soluții de monoetanolamină la presiune joasă, care reduce participația sub 15% a CO₂ și peste 85% a hidrogenului, în condiții economice, datorate presiunilor parțiale relativ mari ale CO₂ și funcționării la presiune mică; folosirea cenușii sau zgurii are avantajul că odată cu separarea CO₂, se realizează și fixarea acestuia, reducând corespunzător agresivitatea depozitelor actuale de cenușă sau zgură; CO₂ produs prin procedeul conform invenției, ca și cel care va fi generat direct din materii prime, ca în cazul industriei cimentului sau varului, poate fi fixat prin împrăștierea în fază inițial lichidă, peste vegetația din păduri, livezi, câmpuri agricole, în perioada de primăvară - vară - toamnă, contribuind la hrănirea vegetației și la dezvoltarea ei suplimentară, concomitent cu fixarea CO₂ în biomasa respectivă; în perioadele de iarnă, CO₂ poate fi injectat și acumulat în ape - lacuri, mări, oceane, râuri sau fluvii, contribuind la dezvoltarea vegetației și faunei acvatice, precum și la carbonatarea unei părți a sărurilor marine; în cazul producerii de negru de fum sau cocs, asociată cu o producție mai redusă de hidrogen, C se poate granula, bricheta, însăcui, depozita și fixa, în scopul unei valorificări ulterioare; CO₂ poate fi, de asemenea, fixat, prin injectarea ca lichid la peste 100 de bari în golurile Pământului, în sonde părăsite, în galerii subterane cu intrări betonate corespunzător, la peste 500 m adâncime, sau prin înghețarea CO₂, sub -80°C, și conservarea gheții carbonice în construcții răcite prin instalații frigorifice industriale, cu valorificare în obținerea gheții uscate sau în tablete de răcit și acidulat băuturi în pahare; ca soluție în sine cunoscută, CO₂ va putea fi, de asemenea, eliminat, în viitor, în Cosmos, când tehnologiile vor fi suficient de ieftinite; hidrogenul produs, chiar cu puritate inferioară celei de peste 90% cu care va fi produs curent, va fi folosit prioritar ca un combustibil înalt ecologic la toate sursele principale actuale de emisie a CO₂ în atmosferă ca: la termocentrale electrice, în metalurgie la reducerea oxizilor metalici, la cuptoare industriale, la vapoare unde CO₂ va fi injectat în mare, la vehicule auto prin comprimarea și lichefierea CO₂, cu depozitarea centralizată periodică; în fiecare caz, hidrogenul este produs și consumat local, pentru a evita acumularea lui, încă deosebit de costisitoare; instalațiile care aplică procedeul pot funcționa la o presiune de peste 5 bari; prin comprimarea inițială a materiilor prime, inclusiv a pastei, și prin folosirea de abur cu presiune corespunzătoare, amestecul gazos final se obține la presiunea dorită; într-o a doua variantă, materia primă în stare gazoasă, lichidă sau pastă de făină înglobată într-un lubrifiant, cu sau fără apă sau abur din exterior, este introdusă la partea inferioară a unei instalații în care se află o topitură metalică, săruri topite sau similare, la 85O...95O°C, dispusă în țevi refractare verticale, cu diametrul sub 100 mm și înălțimea pesteRO 122193 Β1 below 60 ° C, forms the respective carbonates; the specific consumption of ash is up to 51/1000 m ³ n H ₂ ; the ash can possibly be supplemented with lime milk = Ca (OH) ₂ ; also, suspended solutions of steel slags containing calcium or magnesium oxides up to 50% can be used, the consumption being estimated at 21 slag / 1000 m ³ n H ₂ ; by carbonation of the mentioned oxides, CO ₂ is retained in ash as SO ₂ , and N ₂ will have a negligible participation in the hydrogen produced; the ash or slag, fluidized with water, is resuspended in the slurry as a suspension, with an increased mass, with the CO ₂ embedded and fixed, but with oxides of Ca, Mg, Fe and other substances transformed into carbonates or bicarbonates, reducing also the aggressiveness of the ash; when no ash or slag is available, lime milk, produced from lime and water, will be used in the carbonation container: it will be precipitated by CaCO ₃ , valuable by itself and which will filter, dry, granulate and decarbonate in -a plant itself known, to regenerate pure CaO and CO ₂ ; for the intense dispersion and division of the gas bubbles passed through the container - carbonator, there will be provided a suitable filling of Rashig rings placed on horizontal sites or ceramic granules and an assembly of pipes through which atmospheric air passes, with the main role of taking over carbonation heat and upper limit, at 60 ° C, temperature in the carbonator; One known way of separating CO ₂ consists of the use of low pressure monoethanolamine solutions, which reduces the participation below 15% of CO ₂ and over 85% of hydrogen, under economic conditions, due to the relatively high partial pressures of CO ₂ and low pressure operation; the use of ash or slag has the advantage that with the CO ₂ separation, it is also fixed, reducing the aggressiveness of the current ash or slag deposits; The CO ₂ produced by the process according to the invention, as well as the one that will be generated directly from raw materials, as in the case of the cement or lime industry, can be fixed by spreading in the initially liquid phase, over the vegetation in forests, orchards, agricultural fields, during the period spring - summer - autumn, contributing to the feeding of the vegetation and its further development, concomitantly with the fixation of CO ₂ in the respective biomass; In winter, CO ₂ can be injected and accumulated in waters - lakes, seas, oceans, rivers or rivers, contributing to the development of aquatic vegetation and fauna, as well as to carbonation of some of the sea salts; in the case of the production of carbon black or coke, associated with a lower production of hydrogen, C can be granulated, lighter, however, stored and fixed, for the purpose of further recovery; CO ₂ can also be fixed, by injecting as liquid at over 100 bars in the holes of the Earth, in abandoned wells, in underground galleries with properly concrete entrances, at over 500 m depth, or by freezing CO ₂ , below -80 ° C, and the preservation of carbon ice in constructions cooled by industrial refrigeration installations, with use in obtaining dry ice or in tablets of cooling and acidified drinks in glasses; as a known solution itself, CO ₂ may also be eliminated in the Cosmos in the future, when the technologies will be sufficiently cheap; the hydrogen produced, even with a purity of less than the 90% with which it will be produced, will be used as a high ecological fuel as a priority at all the current main sources of CO ₂ emission in the atmosphere such as: at power plants, in metallurgy at reduction to metal oxides, to industrial furnaces, to ships where CO ₂ will be injected at sea, to motor vehicles by CO ₂ compression and liquefaction, with periodic centralized storage; In each case, hydrogen is produced and consumed locally, in order to avoid its accumulation, which is still very expensive; the installations applying the process can operate at a pressure of more than 5 bar; by the initial compression of the raw materials, including the paste, and by the use of steam with appropriate pressure, the final gas mixture is obtained at the desired pressure; In a second embodiment, the feedstock in gaseous, liquid or flour paste embedded in a lubricant, with or without water or steam from the outside, is introduced at the bottom of a plant where a metal melt, salts are located molten or similar, at 85O ... 95O ° C, arranged in vertical refractory pipes, with diameter below 100 mm and height above

RO 122193 Β1 m; introducerea materiei prime împreună cu aburul de reacție se face prin țevi verticale cu 1 diametrul sub 20 mm, interioare și coaxiale cu țevile cu topitură; materia primă se gazifică și facilitează înaintarea sa prin tubul central; ca exemplu de topitură, verificată practic, este 3 cea de Sn = cositor, cu temperatura de topire de 232°C și tensiune de vapori neglijabilă la 1000°C sau cea de Al, care nu sunt afectate de H₂ și de CO; temperatura topiturii este 5 întreținută de căldura primită de la un focar în care se arde o parte din hidrogenul produs sau un combustibil clasic, prin pereții țevilor verticale refractare și distribuite relativ uniform, dato- 7 rită conducției mari a topiturii; în focar se introduce aer comburant preîncălzit, la peste 1100°C, de gazele de ardere, într-un schimbător de căldură din beton cu refractaritate 9 adecvată, în care gazele de ardere ieșite din focar, la peste 1200’C, se răcesc la 150°C; pentru intensificarea schimbului convectiv de la gaze în focar, gazele vor trece printre țevi, 11 eventual în două drumuri, având viteze mari și fiind turbionate corespunzător; topitură cedează căldură, cu mare intensitate, particulelor sau bulelor de materie primă, ca și bulelor 13 de gaze formate în cursul reacțiilor fizice și chimice de disociere; în topitură se găsesc site metalice refractare orizontale, echidistante pe verticală, cu pasul de circa 10 cm, cu multe 15 ochiuri de 1 ...3 mm; ca umplutură se pot folosi inele Rashig cu diametrul sub 8 mm din tablă subțire de oțel refractar sau ceramice sau/și umpluturi de alice sau șpan presat; sitele, inelele 17 și umplutura au o acoperire de oxizi metalici de Cr, Al, Fe, Mn, Ni, Co, cu rol de catalizatori; sitele și eventualul vrac de inele sau umplutură determină o agitare și o divizare a bulelor mici 19 de gaz care urcă arhimedic, dar cu frânare, aflate într-o redispersare și redivizare continuă, ceea ce asigură o intensificare de mii de ori a transferului convectiv de căldură între topitură 21 și bule, în raport cu transferul realizat în reactoarele actuale fără topitură, efectuat doar prin suprafețe statice de tip recuperativ la materia primă în evoluție; aburul generat de însăși 23 materia primă sau adus din exterior reacționează cu carbonul din disocieri, formând hidrogen, precum și CO și puțin CO₂, dozând corespunzător aburul și evitând generarea de negru de 25 fum sau cocs; CO₂ trebuie să aibă o pârtieipație mică, deoarece oxidează Sn sau Al, iar oxizii formați consumă din metal, fără a mai evolua similar cu metalul; în cazul în care se urmărește 27 formarea de C și H₂, fără CO sau CO₂, nu se utilizează abur, cu reducerea corespunzătoare a producției de hidrogen; aportul termoenergetic la temperatură înaltă și în atmosferă reducă- 29 toare asigură desfășurarea intensă, până la finalizare, a disocierilor până la formele cele mai simple, stabile în condițiile topiturii - H₂, C, N₂, CO - și H₂S; în cazul prezenței sulfului în mate- 31 ria primă, dacă materia primă conține clor, chiar și în dioxine, în prezența hidrogenului și la temperaturi de peste 800°C, clorul se va regăsi în final ca acid clorhidric, neutralizabil prin 33 mijloace în sine cunoscute; în eventualitatea că se produce cocs cu până la 100% C = negru de fum, acesta plutește pe topitură și dacă, în pofida agitării suprafeței topiturii, s-ar forma 35 o crustă poroasă, aceasta se poate sparge prin apăsarea periodică a unei plăci cât suprafața topiturii, placa fiind prevăzută cu țepi verticali de oțel care sparg crusta, facilitând atât ieșirea 37 gazelor, cât și evacuarea cocsului; această evacuare se face cu un șnec, printr-o ecluză care îl conduce la un dispozitiv de brichetare, apoi la depozitare și valorificare, prin mijloace în sine 39 cunoscute; în cazul general, amestecul gazos este răcit într-un schimbător de căldură în care se formează abur, folosit fie în instalație, fie la consumatori exteriori sau/și într-un alt schim- 41 bătorde preîncălzire și, eventual, de vaporizare a materiei prime; amestecul gazos, răcit până la circa 90°C, format majoritar îndeosebi din H₂, CO și CO₂, și în secundar din N₂ și SO₂, va 43 evolua într-unul sau mai multe recipiente cilindrice verticale, în care este dispersat, și întâlnește în contracurent o suspensie de cenușă proprie și îndeosebi cea adusă de la haldele 45 termocentralei apropiate sau o suspensie de zgură siderurgică, ca în cazul primei variante; de asemenea, pentru separarea CO₂ se pot folosi soluții de monoetanolamină la presiune 47 joasă, așa cum s-a menționat la prima variantă; în ambele variante, pornirea instalației careRO 122193 Β1 m; the introduction of the raw material together with the reaction steam is made by vertical pipes with a diameter of less than 20 mm, internal and coaxial with the melting pipes; the raw material is gasified and facilitates its passage through the central tube; as an example of melting, practically verified, is 3 that of Sn = mower, with the melting temperature of 232 ° C and negligible vapor voltage at 1000 ° C or that of Al, which are not affected by H ₂ and CO; The temperature of the melt is maintained by the heat received from a furnace in which some of the hydrogen produced or a classic fuel is burned, through the walls of the refractory vertical pipes and distributed relatively evenly, due to the large melt conduction; The combustion air preheated to 1100 ° C by the combustion gases is introduced into the furnace, in a concrete heat exchanger with adequate refractivity 9, in which the combustion gases released from the furnace, above 1200'C, are cooled to 150 ° C; for the intensification of convective exchange from gas into the furnace, the gas will pass through the pipes, 11 possibly on two roads, having high speeds and being properly vortexed; melt gives off heat, with high intensity, to the particles or bubbles of the raw material, as well as to the gas bubbles 13 formed during the physical and chemical reactions of dissociation; In the melt there are horizontal refractory metal screens, equidistant vertically, with a step of about 10 cm, with many 15 mesh of 1 ... 3 mm; Rashig rings with a diameter of less than 8 mm from thin sheet of refractory or ceramic steel and / or fillers of pressed or pressed shale can be used as fillers; the sieves, rings 17 and the filler have a coating of metallic oxides of Cr, Al, Fe, Mn, Ni, Co, as catalysts; the sieve and the eventual loosening of the rings or fillings cause a stirring and a division of the small gas bubbles 19 that ascend archimedically, but with braking, which are in a continuous redispersion and redivision, which ensures an increase of thousands of times the convective transfer of heat between melt 21 and bubbles, in relation to the transfer made in the current reactors without melt, carried out only through static surfaces of recoverable type to the evolving raw material; the steam generated by the raw material itself or brought from the outside reacts with the carbon in the dissociations, forming hydrogen, as well as CO and little CO ₂ , properly dosing the steam and avoiding the generation of 25 carbon black or coke; CO ₂ must have a small fraction, because it oxidizes Sn or Al, and the oxides formed consume from the metal, without evolving similar to the metal; if the formation of C and H ₂ is pursued, without CO or CO ₂ , steam is not used, with the corresponding reduction of hydrogen production; the thermo-energetic contribution to high temperature and reducing atmosphere ensures the intense unfolding, until the completion, of the dissociations to the simplest, stable forms under the melting conditions - H ₂ , C, N ₂ , CO - and H ₂ S; in the case of the presence of sulfur in the raw material, if the raw material contains chlorine, even in dioxins, in the presence of hydrogen and at temperatures above 800 ° C, the chlorine will eventually be found as hydrochloric acid, neutralizable by 33 means per se. known; In the event that coke is produced with up to 100% C = black of smoke, it floats on the melt and if, despite the agitation of the surface of the melt, a porous crust would form, it can break by periodically pressing a plate as much as possible. the surface of the melt, the plate being provided with vertical steel spits that break the crust, facilitating both the exit of the gases and the evacuation of the coke; this evacuation is done with a screw, through a lock that leads to a briquetting device, then to storage and recovery, by known means 39 itself; In the general case, the gas mixture is cooled in a heat exchanger in which steam is formed, used either in the installation or for external consumers and / or in another change preheating and possibly vaporizing the raw material. ; the gas mixture, cooled to about 90 ° C, consisting mainly of H ₂ , CO and CO ₂ , and secondary of N ₂ and SO ₂ , will evolve into one or more vertical cylindrical containers, in which it is dispersed , and countercurrently encounters a suspension of its own ash and especially that brought from the dumps of the 45 thermoelectric power station or a suspension of steel slag, as in the first variant; also, for the separation of CO ₂ , monoethanolamine solutions at low pressure 47, as mentioned in the first variant, can be used; In both embodiments, starting the installation which

RO 122193 Β1 aplică procedeul se face prin mijloace în sine cunoscute, folosind focarul și un combustibil destinat demarării, încălzind progresiv gazele de ardere evacuate de la schimbătorul de căldură: prima variantă a procedeului este preferabilă pentru producții mari, industriale, de hidrogen, iar varianta secundă este aplicabilă pentru consumatori mai mici, inclusiv pentru alimentarea cu hidrogen a vehiculelor auto.RO 122193 Β1 applies the process is made by known means, using the focal point and a fuel for starting, progressively heating the flue gases discharged from the heat exchanger: the first variant of the process is preferable for large, industrial, hydrogen, and the variant the second is applicable for smaller consumers, including for hydrogen fueling of motor vehicles.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:By applying the invention, the following advantages are obtained:

- obținerea de hidrogen ieftin și abundent, în condiții ecologice superioare:- obtaining cheap and abundant hydrogen, in higher ecological conditions:

- înlocuirea pe scară largă a combustibililor clasici, generatori de CO₂, cu hidrogen, cu depoluarea avansată a atmosferei și cu generare de „energie verde”, din ce în ce mai apreciată;- replacement of the classical fuels widely, generating CO ₂ with hydrogen, with the remediation of the atmosphere and the generation search of "green energy", increasingly more popular;

- instalațiile care produc hidrogen conform invenției, vor fi alimentate cu o parte din hidrogenul produs, ele însele fiind ecologice:- the plants that produce hydrogen according to the invention, will be supplied with part of the hydrogen produced, themselves being environmentally friendly:

- dezvoltarea florei terestre prin utilizarea și fixarea controlată a CO₂;- development of the terrestrial flora through the use and controlled fixation of CO ₂ ;

- reducerea agresivității haldelor de cenuși de termocentrală sau zguri siderurgice care conțin oxizi de Ca și Mg până la 50% și ecologizarea lor, prin transformarea unei părți din oxizii conținuți în carbonați, cu posibilitatea dezvoltării unei agriculturi normale pe acele halde;- reducing the aggressiveness of thermal power plant ash or steel slags containing Ca and Mg oxides by up to 50% and their greening, by transforming some of the contained oxides into carbonates, with the possibility of developing a normal agriculture on those dumps;

- valorificarea unor cantități imense de deșeuri celulozice - stuf, sorg, coceni și altele similare, gudroane, gunoi urban, fructe și cereale degradate, făinuri de animale, uleiuri arse și similare, multe regenerabile, cu posibilitatea curățării și eliberării unor mari suprafețe de teren;- capitalizing on huge quantities of cellulose waste - reeds, sorghum, cocoons and the like, tar, urban garbage, degraded fruits and cereals, animal flour, burnt oils and the like, many renewable, with the possibility of cleaning and releasing large areas of land ;

- posibilitatea valorificării directe a unor mari cantități de țiței, fără a mai trece prin rafinării, care le măresc de 4-5 ori prețul, înlesnind înlocuirea combustibililor clasici cu relativ mult hidrogen.- the possibility of direct use of large quantities of crude oil, without going through refineries, which increase their price 4-5 times, facilitating the replacement of classic fuels with relatively much hydrogen.

în continuare, se dau două exemple de aplicare a procedeului, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:In the following, two examples of application of the process are given, in connection with FIG. 1 and 2, representing:

- fig. 1, schema unei instalații de obținere a hidrogenului din stuf mărunții sau din alte deșeuri celulozice similare, în pat fluidizat;FIG. 1, the diagram of an installation for obtaining hydrogen from the reed or other similar cellulose waste, in fluidized bed;

- fig. 2, schema unei instalații de obținere a hidrogenului din hidrocarburi lichide sau gazoase fără cenușă.FIG. 2, the diagram of a plant for obtaining hydrogen from liquid or gaseous hydrocarbons without ash.

în fig. 1, stuful mărunțit, cu o oarecare umiditate, este introdus de un șnec 1 printr-un tub vertical 2 la partea inferioară a unui spațiu paralelipipedic 3, în care se întreține un pat fluidizat de granule de 0,1 ...0,5 mm din alumină corindonică; granulele sunt acoperite cu oxizi de Cr, Ni, Fe și ai altor metale, cu rol de catalizatori, iar fluidizarea lor se realizează de un debit de abur puternic supraîncălzit, introdus printr-un racord 4în tubul 2, precum și de gazele rezultate din evoluția termică a stufului; volumul total de gaze crescând cu înălțimea în spațiul 3, se acceptă una sau două evazări a doi pereți laterali opuși; ceilalți doi pereți laterali ai spațiului 3 sunt străbătuți de un ansamblu de țevi 5 imersate în spațiul fluidizat; prin țevile 5 trec gaze de ardere, având viteze de peste 80 m/s, pentru a realiza convecția interioară la un nivel apropiat de convecția realizată de patul fluidizat la exteriorul țevilor; gazele de ardere sunt formate într-un focar 6, din aerul comburant încălzit la peste 900°C într-un preîncălzitor de aer 7 din beton refractar, în sine cunoscut, și dintr-un combustibil clasic sau dintr-o parte a hidrogenului produs în însăși instalația care aplică procedeul; aerul ajunge la un arzător 8 al focarului 6 printr-un racord 9, iar combustibilul printr-un racord 10; gazele trecute prin grupul superior de țevi 5 sunt colectate într-o cutie 11, care le conduce la fasciculul inferior de țevi 5 și apoi recolectate într-o cutie 12, de unde ajung la preîncălzitorul de aer 7, printr-o conductă 13; circulația aerului și a gazelor de ardere prin instalație este asigurată de un ventilator 14, respectiv de un exhaustor 15; amestecul gazos, constituit îndeosebi din circain FIG. 1, the minced reed, with some moisture, is introduced by a screw 1 through a vertical tube 2 at the bottom of a parallelepiped space 3, in which a fluidized bed of granules of 0.1 ... 0.5 is maintained. mm from corundonic alumina; the granules are covered with Cr, Ni, Fe and other metals oxides, as catalysts, and their fluidization is achieved by a strongly superheated steam flow, introduced through a connection 4 in the tube 2, as well as by the gases resulting from the evolution. heat of the reed; the total volume of gas increasing with the height in space 3, one or two escapes of two opposite side walls is accepted; the other two side walls of space 3 are crossed by an assembly of pipes 5 immersed in the fluidized space; through pipes 5 pass combustion gases, having speeds over 80 m / s, to achieve the internal convection at a level close to the convection made by the fluidized bed on the outside of the pipes; the combustion gases are formed in a furnace 6, from the combustion air heated to over 900 ° C in an air preheater 7 of the refractory concrete, itself known, and from a conventional fuel or a part of the hydrogen produced in the installation itself applying the process; the air reaches a burner 8 of the furnace 6 through a connection 9, and the fuel through a connection 10; the gases passed through the upper group of pipes 5 are collected in a box 11, which leads them to the lower bundle of pipes 5 and then collected in a box 12, from where they reach the air preheater 7, through a pipe 13; the air and flue gas circulation through the installation is provided by a fan 14, respectively by an exhaust fan 15; the gas mixture, consisting mainly of approx

RO 122193 Β1RO 122193 Β1

67% H₂ și 33% CO₂, se evacuează pe la partea superioară a patului fluidizat printr-o conductă 1 16, apoi printr-un separator ciclonic 17, în care se separă eventualele granule mici antrenate de gazele evacuate și care sunt reintroduse în patul fluidizat printr-un tub vertical 18; 3 amestecul gazos continuă să antreneze, în avalul separatorului 17, cenușa din materia primă fiind mărunțită în patul fluidizat, reținută într-un separator 19, din care este evacuată printr-un 5 racord 20; amestecul gazos continuă circulația printr-o conductă 21 și printr-un schimbător 22 în care vaporizează și supraîncălzește apă introdusă printr-un racord 23; aburul supraîn- 7 călzit la peste 800°C este evacuat printr-o țeavă 24, care o distribuie atât la patul fluidizat, prin racordul 4, cât și printr-un alt racord 25, prevăzut pentru consumatori externi; amestecul 9 gazos, răcit eventual într-un răcitor cu aer atmosferic 26, este dispersat cât mai uniform la partea inferioară a unui carbonator 27, umplut cu o suspensie de cenușă de termocentrală 11 sau de zgură siderurgică dispersată în apă; suspensia este introdusă în carbonator printr-un racord 28 și distribuită uniform pe secțiunea orizontală, superioară, a carbonatorului; oxizii 13 de Ca și Mg din cenușă sau zgură rețin o mare parte din CO₂-ul din amestecul gazos, formând carbonați de asemenea dispersați ca suspensie în apă și evacuați, împreună cu 15 întreaga masă de cenușă sau zgură, printr-un filtru 29 care reduce umiditatea la nivelul necesar transportului cenușii sau zgurii la halda de proveniență; căldura degajată prin 17 formarea carbonarilor este preluată îndeosebi de suspensia de cenușă sau zgură care se încălzește până la 50°C, precum și prin niște țevi 30 imersate în suspensia din carbonator, 19 prin care circulă aer atmosferic; pe niște site metalice 31 se dispun umpluturi de inele Rashig 32, cu scopul uniformizării distribuției reactanților - CO₂ și oxizi -; separarea CO₂ din 21 amestecul H₂ + CO₂ se poate realiza prin soluții în sine cunoscute, arderea altor combustibili; soluția prezentată pe fig. 1 are avantajul atât al separării CO₂, cât și al fixării acestuia în 23 substanțe stabile fizico-chimic și nenocive.67% H ₂ and 33% CO ₂ are discharged to the top of the fluidized bed through a pipe 1 16, then through a cyclonic separator 17, in which the eventual small granules entrained by the discharged gases are separated and which are reintroduced into the fluidized bed through a vertical tube 18; 3 the gas mixture continues to entrain, downstream of the separator 17, the ash from the raw material being crushed in the fluidized bed, retained in a separator 19, from which it is discharged through a connection 20; the gas mixture continues circulation through a pipe 21 and through a changer 22 in which it vaporizes and overheats water introduced through a connection 23; the superheated steam heated to above 800 ° C is discharged through a pipe 24, which distributes it both to the fluidized bed, through the connection 4, and through another connection 25, provided for external consumers; the gas mixture 9, optionally cooled in an atmospheric air cooler 26, is dispersed as evenly as possible at the bottom of a carbonator 27, filled with a suspension of ash from power plant 11 or steel slag dispersed in water; the suspension is introduced into the carbonator by a connection 28 and evenly distributed on the horizontal, upper section of the carbonator; Ash and Mg 13 oxides from ash or slag retain much of the CO ₂ in the gas mixture, forming carbonates also dispersed as a suspension in water and evacuated, along with 15 the entire mass of ash or slag, through a filter 29 which reduces the humidity to the level required to transport the ash or slag to the landfill; the heat released by the formation of carbonates is mainly taken up by the ash or slag suspension which is heated to 50 ° C, as well as by some pipes 30 immersed in the carbonator suspension, 19 through which atmospheric air flows; on some metal sites 31 fillings of Rashig 32 rings are available, in order to uniformize the distribution of reactants - CO ₂ and oxides -; the separation of CO ₂ from the mixture of H ₂ + CO ₂ can be achieved through known solutions itself, the burning of other fuels; the solution shown in FIG. 1 has the advantage of both CO ₂ separation and its fixation in 23 stable physico-chemical and harmless substances.

în fig. 2, o hidrocarbură gazoasă și fără cenușă este introdusă într-un distributor 33, 25 din care se repartizează la niște țevi verticale 34 din oțel refractar, dispuse coaxial cu niște țevi 35 în care se află o topitură metalică 36; prin niște racorduri 37, în fiecare țeavă 34 se 27 introduce și abur generat în instalație; amestecul de hidrocarbură și abur ajunge la partea inferioară a țevilor 35 și în contact cu topitura metalică fierbinte continuă cu mare intensitate 29 încălzirea, cracarea, disocierea și reacțiile de reducere cu abur a carbonului din materia primă, formând în final bule care conțin practic CO, CO₂ și îndeosebi H₂; CO₂-ul se va afla 31 sub limita de oxidare a oțelului refractar al țevilor 34 și 35, ca și a topiturii 36; pentru prelungirea duratei de contact dintre materia primă în evoluție și topitura care asigură aportul 33 de căldură necesar derulării reacțiilor, pe o parte din înălțimea țevilor 35 se plasează niște site metalice refractare 38, cu orificii de 2 mm, sitele fiind orizontale și echidistante la 10 cm; 35 dacă sitele sunt mai rarefiate, se pot introduce o umplutură de inele Rashig metalice 39 de 6 x 0,2 - 6 mm și granule ceramice φ 3 mm, toate acoperite cu oxizi metalici de Cr, Al, Fe, 37 Ni, V, cu rol de catalizatori; topitura depășește țevile 35 și realizează o baie cu suprafața 40, peste care va pluti eventuala cenușă din materiile prime într-un strat 41, din care se 39 evacuează cu șnecuri și ecluze în sine cunoscute; dacă cenușa are tendința de a forma crustă, aceasta se va sparge cu mijloace în sine cunoscute, pentru a fi evacuată; amestecul 41 gazos, constituit din H₂, CO și puțin CO₂, se evacuează printr-o țeavă 42 și se amestecă cu un aport de abur dintr-un racord 43; amestecul intră într-o cameră de retenție 44, pentru a 43 facilita transformarea CO₂ în CO₂ cu ajutorul aburului; amestecul de H₂ și CO₂ este trecut printr-un schimbător de căldură 45, în care se produce întregul abur necesar consumului 45 instalației și eventual dat la consum extern; apoi amestecul intră într-o instalație 46 de separare a CO₂, în sine cunoscută; instalația este dotată cu un schimbător de căldură din beton 47in FIG. 2, a gaseous and ash-free hydrocarbon is introduced in a distributor 33, 25 of which are distributed to vertical pipes 34 of refractory steel, arranged coaxially with pipes 35 in which there is a metal melt 36; by means of connections 37, in each pipe 34 27 and steam generated in the installation are introduced; the mixture of hydrocarbon and steam reaches the underside of the pipes 35 and in contact with the hot metal melt continues with high intensity 29 heating, cracking, dissociation and reactions of carbon reduction of the raw material, finally forming bubbles containing practically CO, CO ₂ and especially H ₂ ; CO ₂ will be 31 below the oxidation limit of refractory steel of pipes 34 and 35, as well as of melt 36; for the prolongation of the contact time between the evolving raw material and the melt that provides the heat input 33 necessary to carry out the reactions, on a part of the height of the pipes 35 are placed refractory metal screens 38, with holes of 2 mm, the screens being horizontal and equidistant at 10 cm; 35 if the screens are less scratched, a filler of Rashig metal rings 39 of 6 x 0.2 - 6 mm and ceramic granules φ 3 mm, all coated with Cr, Al, Fe, 37 Ni, V metal oxides, can be introduced. acting as catalysts; the melt exceeds the pipes 35 and creates a bath with the surface 40, over which the eventual ash from the raw materials will float in a layer 41, from which 39 will be evacuated with known bolts and locks per se; if the ash has a tendency to form a crust, it will break by known means, to be evacuated; the mixture 41 gas, consisting of H ₂ , CO and little CO ₂ , is evacuated through a pipe 42 and mixed with a steam supply from a connection 43; the mixture enters a retention chamber 44, to facilitate the conversion of CO ₂ into CO ₂ with the aid of steam; the mixture of H ₂ and CO ₂ is passed through a heat exchanger 45, in which all the steam needed for the consumption 45 of the plant is produced and possibly given for external consumption; then the mixture enters a CO ₂ separation facility itself known; the plant is equipped with a concrete heat exchanger 47

RO 122193 Β1RO 122193 Β1

47, în care gazele de ardere evacuate din instalație printr-o conductă 48 preîncălzesc aerul comburant care alimentează un arzător 49 printr-o conductă 50; arzătorul primește și combustibil din exterior printr-un racord 51, arderea având loc într-un focar 52; pornirea instalației se face prin injecție de gaze de ardere, formate într-un mic focar 53, în conducta47, wherein the flue gases discharged from the plant through a pipe 48 preheat the combustion air supplying a burner 49 through a pipe 50; the burner also receives fuel from the outside through a connection 51, the combustion taking place in a furnace 52; start of the installation is by injection of combustion gases, formed in a small outbreak 53, in the pipe

48, asigurând progresiv încălzirea până la regimul normal de funcționare a schimbătorului 47 și, totodată, circulația prin instalația de aer preîncălzit; la atingerea temperaturii de regim, instalația este pregătită pentru funcționare normală.48, progressively ensuring the heating up to the normal operating mode of the exchanger 47 and, at the same time, the circulation through the preheated air installation; When the operating temperature is reached, the system is ready for normal operation.

Claims

claims

1. Process for obtaining hydrogen from combustible materials by heat treatment in the presence of catalysts, characterized in that it comprises the following steps:

a) the raw material, in gaseous state, liquid, fluidized in steam or in the form of paste embedded in a liquid with a maximum of 50% lubricant, together with steam is introduced, at the bottom of a reactor with fluidized bed, in which they are alumina monogranules, having a diameter between 0.1 and 0.5 mm, covered with metal oxides and heated to a temperature above 900 ° C, below the melting temperature of ash;

b) reaction of the raw material in vapor state with steam, resulting in a mixture consisting mainly of H ₂ and CO ₂ ;

c) evacuation of the mixture from step b), followed by its cooling;

d) separation of CO ₂ from the mixture of step c), to obtain a gas mixture containing 80% H ₂ and 20% CO ₂ .

Process according to Claim 1, characterized in that the heat required for the reaction is provided by combustion gases flowing through ceramic tubes with a diameter of 10 ... 30 mm, disposed in the fluidization bed space.

Process according to claims 1 and 2, characterized in that part of the hydrogen produced in the plant is used for heating the fluidized bed.

4. Process according to claim 1, characterized in that the raw material in steam mixture is introduced at the bottom of a reactor in which there is a metal melt or molten metal salts, at a temperature between 850 and 950 ° C, and the gas mixture consisting of H ₂ , CO and CO ₂ is evacuated and mixed again with steam, to facilitate the conversion of CO into CO ₂ , the mixture of H ₂ and CO ₂ being then cooled.

5. Process according to claim 2, characterized in that the metal melt is made up of Sn or Al.

6. Process according to claim 2, characterized in that, in order to enhance the thermal transfer between the raw material and the melt, a refractory metal mesh filling, with the eye size of 1 ... 3 mm, or the Rashig rings of the sheet is provided in the melt. made of refractory steel, up to 8 mm in diameter, or filled with alice or pressed shale, covered with Cr, Fe, Mn, Ni, Co and Al oxides, which act as catalysts.

7. Process according to claims 1 ... 6, characterized in that the obtained gas mixture, consisting mainly of H ₂ and CO ₂ and secondary of N ₂ and SO ₂ , is dispersed in vertical cylindrical containers, counter current with a suspension. aqueous thermal power plant ash or iron slag containing 20 ... 25% Ca, Mg, Fe and Na oxides, resulting in high purity hydrogen and high COC ash or slag ₃ .