RO128151A1 - Installation and process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide for thermal stations and thermal power stations used in domestic and industrial fields - Google Patents

Installation and process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide for thermal stations and thermal power stations used in domestic and industrial fields Download PDF

Info

Publication number
RO128151A1
RO128151A1 ROA201100831A RO201100831A RO128151A1 RO 128151 A1 RO128151 A1 RO 128151A1 RO A201100831 A ROA201100831 A RO A201100831A RO 201100831 A RO201100831 A RO 201100831A RO 128151 A1 RO128151 A1 RO 128151A1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
hydrogen
catalyst
mixture
chamber
stainless steel
Prior art date
Application number
ROA201100831A
Other languages
Romanian (ro)
Other versions
RO128151B1 (en
Inventor
Constantin Roibu
Nicolae Radu Olaru
Dumitru Ioan Hâncu
Victor Draşovean
Stan Popa
Florian Cioroianu
Codru Constantin Negriţescu
Marin Radu
Original Assignee
Centrul De Cercetare Pentru Materiale Macromoleculare Şi Membrane Ccmmm S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centrul De Cercetare Pentru Materiale Macromoleculare Şi Membrane Ccmmm S.A. filed Critical Centrul De Cercetare Pentru Materiale Macromoleculare Şi Membrane Ccmmm S.A.
Priority to ROA201100831A priority Critical patent/RO128151B1/en
Priority to EA201490863A priority patent/EA027456B1/en
Priority to PCT/RO2012/000019 priority patent/WO2013157974A2/en
Priority to EP12832772.3A priority patent/EP2867583A2/en
Publication of RO128151A1 publication Critical patent/RO128151A1/en
Publication of RO128151B1 publication Critical patent/RO128151B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0236Multi-way valves; Multiple valves forming a multi-way valve system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/44Multiple-valve gear or arrangements, not provided for in preceding subgroups, e.g. with lift and different valves
    • F01L1/443Multiple-valve gear or arrangements, not provided for in preceding subgroups, e.g. with lift and different valves comprising a lift valve and at least one rotary valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/08Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
    • F01L3/085Valve cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L5/00Slide valve-gear or valve-arrangements
    • F01L5/14Slide valve-gear or valve-arrangements characterised by the provision of valves with reciprocating and other movements
    • F01L5/18Slide valve-gear or valve-arrangements characterised by the provision of valves with reciprocating and other movements with reciprocatory valve and other slide valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/021Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves with one rotary valve
    • F01L7/024Cylindrical valves comprising radial inlet and axial outlet or axial inlet and radial outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/08Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material characterised by the catalytic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99008Unmixed combustion, i.e. without direct mixing of oxygen gas and fuel, but using the oxygen from a metal oxide, e.g. FeO
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)

Abstract

The invention relates to an installation and a process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide for thermal stations and thermal power stations. According to the invention, the process carries out, in a first stage, the burning of hydrogen from the H-COmixture, in the presence of magnesium as a catalyst, in an enclosure with orifices for the removal of gases and carbon atoms, while forming MgO, and, in a second stage in the same enclosure, in which the burning of hydrogen took place, according to the first stage, the introduced excess hydrogen permits the magnesium to regenerate, according to the stage reactions: H+ CO+ Mg ---> MgO + C + HO MgO + H---> Mg + HO + Q and to the general balance reaction : 2H+ CO--->C + 2HO + Q, the cycle being continuous. According to the invention, the installation for applying the process comprises a stainless steel housing () consisting of a stainless steel pipe on which there is fixed a cover () connected to a hydrogen supply piping () inside which there are placed : a chamber () for the uniform distribution of hydrogen, a chamber () for the uniform distribution of carbon dioxide, a chamber () for the homogenization of the H-COmixture, a catalyst chamber () in which there is located a magnesium catalyst () both as chips and powder, some copper and stainless steel pipes (), respectively, which ensure the conveyance and uniform distribution of Hand COgases on a quartz layer surface () and also on the surface of the catalyst (), a deflector () for homogenizing the gaseous mixture, ensuring a swirling motion of Hand CO, while on the outer side of the housing () there are provided some pipings () for replenishing a catalyst (), for supplying with H, for supplying with COand a piping for discharging C, the catalyst chamber () being fastened with a nut (), a packing () and a resilient member ().

Description

Instalație și procedeu de ardere a amestecului de hidrogen cu dioxid de carbon pentru centrale termice sau termoelectrice utilizate în domeniul casnic sau industrialInstallation and process of combustion of the hydrogen mixture with carbon dioxide for thermal or thermoelectric power stations used in the domestic or industrial field

Invenția se referă la un procedeu de ardere a amestecului H2-CO2 pe baza unui catalizator dar și a reactivității foarte mari a hidrogenului în special cu oxigenul și eliberarea spontană a atomului de carbon, obținând o energie termică bine controlată pe baza unei instalații simple, fiabile, eficiente și de mare siguranță ce poate contribui la reducerea substanțială a dioxidului dc carbon aflat în exces în natură, cu aplicații casnice și industriale.The invention relates to a process of combustion of the H2-CO2 mixture on the basis of a catalyst but also of the very high reactivity of hydrogen, especially with the oxygen and spontaneous release of the carbon atom, obtaining a well controlled thermal energy based on a simple, reliable installation. , efficient and high safety that can contribute to the substantial reduction of excess carbon dioxide in nature, with domestic and industrial applications.

încălzirea globală cauzată de creșterea concentrațiilor gazelor cu efect de seră în atmosferă constituie o preocupare majoră legată de calitatea aerului. Dioxidul de carbon este cel mai abundent gaz cu efect dc seră emis prin arderea combustibililor fosili folosiți pentru încălzire, producere dc electricitate și transport, fiind răspunzător pentru cele mai multe dintre schimbările climatice. Reducerea emisiilor de CO2 impune măsuri cum ar fi reducerea consumului de energie, creșterea eficienței energetice sau utilizarea energiilor alternative, regenerabile.Global warming caused by increasing concentrations of greenhouse gases in the atmosphere is a major concern related to air quality. Carbon dioxide is the most abundant greenhouse gas emitted by burning fossil fuels used for heating, electricity production and transportation, being responsible for most of climate change. Reducing CO 2 emissions requires measures such as reducing energy consumption, increasing energy efficiency or using alternative, renewable energy.

fina dintre alternativele majore ale energeticii bazate pe combustibili fosili o constituie energetica bazată pe hidrogen. Obiect al unor utilizări de mare specificitate în industria chimică, în industria electronică și în cea spațială, hidrogenul a atras interesul autorităților publice și al organizațiilor din cercetare, precum și pe cel al oamenilor de afaceri, de mai bine de trei decenii, și în calitate de combustibil curat pentru mijloacele de transport sau ca sursă pentru generarea energiei electrice. Au fost inițiate și derulate cu prioritate, în întreaga lume, ample activități de cercetaredezvoltare multidisciplinare, urmărind elaborarea unor tehnologii eficiente de generare, separare, purificare, stocare, transport și utilizare în condiții de siguranță a hidrogenului.One of the major alternatives to fossil fuel energy is hydrogen energy. The object of high specific uses in the chemical, electronic and space industries, hydrogen has attracted the interest of public authorities and research organizations, as well as of business people, for more than three decades, and in quality. of clean fuel for the means of transport or as a source for generating electricity. Wide multidisciplinary research and development activities have been initiated and carried out with priority throughout the world, pursuing the development of efficient technologies for generating, separating, purifying, storing, transporting and using in safe conditions of hydrogen.

Hidrogenul este combustibilul cel mai curat din punctul dc vedere al mediului înconjurător (prin arderea sa rezultând doar apă) și. totodată, purtătorul de energie cel mai eficient, având un conținut energetic pe unitatea de greutate de 2.1 ori mai mare decât la gazele naturale. Hidrogenul este și cea mai versatilă resursă energetică regenerabilă, putând fi folosit oriunde în lume, independent de resursele tradiționale dc energie, drept combustibil pentru motoarele tuturor tipurilor de vehicule, ca și pentru instalațiile termice care deservesc o gamă foarte largă de utilizări (locuințe, clădiri, localități etc.). precum și pentru alimentarea celulelor de combustibil care produc energie electrică tară poluare, având o mare varietate de aplicații, inclusiv în electronică, telecomunicații, tehnica de calcul.Hydrogen is the cleanest fuel from the environmental point of view (through its combustion resulting only water) and. at the same time, the most efficient energy carrier, having an energy content per unit of weight 2.1 times higher than for natural gas. Hydrogen is also the most versatile renewable energy resource, which can be used anywhere in the world, independent of traditional energy resources, as a fuel for engines of all types of vehicles, as well as for thermal installations that serve a very wide range of uses (housing, buildings). , localities, etc.). as well as for supplying fuel cells that produce polluting electricity, having a wide variety of applications, including in electronics, telecommunications, computing technique.

O problemă tehnică importantă care trebuie rezolvată pentru utilizarea hidrogenului drept combustibil este aceea a arzătorului. Viteza de ardere a hidrogenului pur este foarte mare, fiind cuprinsă în intervalul 265-325 cm/s, față de 37-45 cm/s în cazul metanului. Din acest motiv. în condiții normale hidrogenul nu poate susține o flacără. Este necesar ca viteza de ardere a hidrogenului să fie redusă concomitent cu reducerea pericolului dc explozie.An important technical problem to be solved for the use of hydrogen as a fuel is that of the burner. The combustion rate of pure hydrogen is very high, being in the range 265-325 cm / s, compared to 37-45 cm / s in the case of methane. For this reason. Under normal conditions, hydrogen cannot support a flame. It is necessary that the rate of combustion of hydrogen be reduced at the same time as the danger of explosion is reduced.

Temperatura flăcării și viteza de propagare a acesteia sunt dependente de compoziția amestecului de ardere, care face să crească dimensiunea flăcării și să scadă viteza acesteia. în funcție de cerințele concrete impuse de o anumită utilizare, compoziția amestecului de ardere trebuie optimizată cu mare grijă. Arderea hidrogenului implică, de regulă, lucrări mai frecvente de întreținere a arzătoarelor, întrucât combustia rapidă face deseori posibil contactul flăcării cu componentele arzătorului, conducând la degradarea rapidă a acestora.The temperature of the flame and its propagation speed are dependent on the composition of the combustion mixture, which increases the size of the flame and decreases its speed. Depending on the concrete requirements imposed by a particular use, the composition of the combustion mixture must be carefully optimized. Burning of hydrogen usually involves more frequent maintenance work of the burners, since rapid combustion often makes possible the contact of the flame with the burner components, leading to their rapid degradation.

Pe plan mondial s-au conceput și implementat soluții privind adaptarea centralelor termoelectrice funcționând pe combustibili fosili la funcționarea cu hidrogen. încă din 1993. în cadrul unui proiect demonstrativ derulat în Germania de către compania SWB s-a testat funcționarea unor cazane cu capacitatea termică de 20 KW utilizând arzătoare modificate pentru arderea hidrogenului, aAt the global level, solutions have been conceived and implemented regarding the adaptation of thermoelectric power stations operating on fossil fuels to hydrogen operation. since 1993. as part of a demonstration project carried out in Germany by SWB, the operation of boilers with a thermal capacity of 20 KW has been tested using modified burners for the combustion of hydrogen,

<X-2 0 1 - Ο Ο 33 1 - 2 3 -08- 2011 gazului natural sau a unor amestecuri ale acestor gaze (Interna·ionul Journ.tl oj Hydrogen Energy. voi. 19. nr. 10,1994). în Japonia au fost elaborate noi cicluri Rankine pentru centrale electrice care folosesc drept combustibil hidrogenul (Internațional Journcd ofE;:ergy. voi. 1. nr. I. p. 29-46. 2004).<X-2 0 1 - Ο Ο 33 1 - 2 3 -08- 2011 of natural gas or of some mixtures of these gases (International Journ.tl oj Hydrogen Energy. Vol. 19. no. 10,1994). In Japan, new Rankine cycles have been developed for power plants that use hydrogen as fuel (International Journcd ofE;: ergy. vol. 1. no. I. p. 29-46. 2004).

Arzătoarele de hidrogen proiectate necorespunzâtor vibrează și produc zgomot. Mai important este însă faptul că la astfel de arzătoare proiectate necorespunzător flacăra poate să fie foarte instabilă și se poate desprinde de arzător. Unii producători de arzătoare limitează concentrația de hidrogen la 90-95%. diferența fiind constituită din metan. Rezultate remarcabile recunoscute pe plan mondial a obținut firma americană C’oen din California. S-a raportat proiectarea și punerea în funcțiune a unor cazane din gama 250 000 Ib/h (113.5 t/h) folosind drept combustibil 95% hidrogen cu arzătoare Coen. precum și faptul că această firmă poate produce arzătoare care să ardă 100% hidrogen la cazane de abur de tipul Rentech ori Babcock&Wilcox.Improperly designed hydrogen burners vibrate and make noise. More important, however, is the fact that in such burners improperly designed the flame can be very unstable and can be detached from the burner. Some burner manufacturers limit the hydrogen concentration to 90-95%. the difference being methane. Remarkable results worldwide recognized by the American company C'oen in California. The design and commissioning of some 250,000 Ib / h (113.5 t / h) boilers using 95% hydrogen fuel with Coen burners has been reported. as well as the fact that this company can produce burners that burn 100% hydrogen in steam boilers like Rentech or Babcock & Wilcox.

Firma taiwaneză De Fu Technology produce în mod curent arzătoare ..hidrogen-oxigen'’ cu capacitatea termică maximă de 250.000 kcal/h destinate cazanelor. cuptoarelor pentru tratamente termice și altor aplicații (w\w .dfb.com.tw).Taiwanese company De Fu Technology currently produces hydrogen-oxygen burners with a maximum thermal capacity of 250,000 kcal / h for boilers. furnaces for heat treatment and other applications (w \ w .dfb.com.tw).

Pentru a arde hidrogenul în condiții de siguranță este esențial să se mențină o viteză minimă a arderii la nivelul injectoarelor de hidrogen, astfel că dispozitivele convenționale de control al debitului și presiunii nu sunt suficiente. Firma americană C-B NATCOM a proiectat (pentru uzina chimică Olin Chior Cheniicals) un arzător care utilizează zone multiple de injecție a hidrogenului (produs excedentar al uzinei disponibil la o presiune de 0,48 bar) ce se deschid și se închid astfel încât să se .mențină presiunea în limite optime (destinat unor cazane acvatubulare cu capacitatea de 34 t/h și funcționând la presiuni de ordinul a 10 bari). Un sistem cu 6 astfel de zone asigură un raport de reglare de 20:1. Sistemul de control elaborat permite funcționarea sigură și eficientă în cinci moduri de ardere: numai gaz natural, numai păcură, numai hidrogen, hidrogen cu gaz natural și hidrogen cu păcură. Pentru a reduce formarea unor oxizi de azot, se evită contactul imediat al combustibilului cu aerul prin injectarea de abur la periferia injectoarelor de hidrogen. Tot pentru evitarea formării oxizilor de azot, temperatura de funcționare trebuie menținută sub 650uC\ La uzina chimică menționată proiectul de instalare a două cazane de abur care să utilizeze hidrogenul excedentar și în caz de nevoie (disponibilitatea hidrogenului ca produs excedentar nefiind constantă) gazul natural sau păcura, a necesitat o perioadă de 14 luni pentru finalizare. Beneficiile. în creștere de la an la an datorită majorărilor de prețuri la combustibili, au fost estimate la 2,5 milioane USD anual.To safely burn hydrogen, it is essential to maintain a minimum combustion rate at the level of hydrogen injectors, so that conventional flow and pressure control devices are not sufficient. The American company CB NATCOM has designed (for the Olin Chior Cheniicals chemical plant) a burner that uses multiple hydrogen injection zones (surplus product of the plant available at a pressure of 0.48 bar) that opens and closes so as to open. maintains the pressure within optimum limits (intended for aquatubular boilers with a capacity of 34 t / h and operating at pressures of the order of 10 bar). A system with 6 such zones provides a 20: 1 adjustment ratio. The developed control system allows the safe and efficient operation in five modes of combustion: only natural gas, only fuel, only hydrogen, hydrogen with natural gas and hydrogen with fuel. To reduce the formation of nitrogen oxides, the immediate contact of the fuel with the air is avoided by steam injection at the periphery of the hydrogen injectors. Also to avoid the formation of nitrogen oxides, the operating temperature should be kept below 650 u C \ At the mentioned chemical plant the project of installing two steam boilers using surplus hydrogen and in case of need (availability of hydrogen as surplus product is not constant) gas natural or itchy, it took 14 months to complete. Benefits. rising year on year due to rising fuel prices, they were estimated at $ 2.5 million annually.

în luna august 2008 un sistem similar de utilizare a hidrogenului excedentar pentru alimentarea cu combustibil a unor cazane de abur a fost pus în funcțiune și de uzina din Runcorn (nord-vcstul Angliei) a companiei INEOS Chior, un lider global în producerea de derivați clorurați. (httpr'w w w .chcinicalprocessino.com/articlcs/2010/132.html).In August 2008, a similar system for using surplus hydrogen for the fuel supply of some steam boilers was put into operation in the plant in Runcorn (north-west of England) of INEOS Chior, a global leader in the production of chlorinated derivatives. . (httpr'w w w .chcinicalprocessino.com / articlcs / 2010 / 132.html).

în cererea de brevet PC I nr. WO 2009/068424 Al (solicitant firma Alstom Technology Ltd. clin Elveția), care este o variantă perfecționată a cererii de brevet PCT ni'. WO 2006/058843 Al, se prezintă un sector de tranziție cuplat în amonte cu generatorul de vârtejuri și un sector de amestecare, cuplat în amonte cu sectorul de tranziție și în aval cu camera de ardere.in PC patent application no. WO 2009/068424 Al (applicant for Alstom Technology Ltd. clin Switzerland), which is an improved variant of the PCT patent application ni '. WO 2006/058843 Al, there is presented a transition sector coupled upstream with the vortex generator and a mixing sector, coupled upstream with the transition sector and downstream with the combustion chamber.

In cererea de brevet PCT nr. WO 2007/021053 Al (solicitant firma Daum Energy Co. Ltd. din Coreea de Sud), se prezintă un arzător pentru hidrogen gazos și un sistem de furnizare a căldurii care folosește acest arzător. Hidrogenul este generat in-situ într-o celulă electrolitică, prin electroliza unei soluții apoase și este filtrat înainte de utilizare. Se prevede și posibilitatea stocării temporare a hidrogenului produs electrolitic într-un aliaj metalic. în vederea utilizării ulterioare în arzător. Este asigurată o disipare eficientă a căldurii degajate, prevenindu-se supraîncălzirea duzei de alimentare cu hidrogen. Arzătorul conform acestei invenții poate fi utilizat la o instalație casnică pentru gătit.In the PCT patent application no. WO 2007/021053 Al (applicant for Daum Energy Co. Ltd. of South Korea), a gas hydrogen burner and a heat supply system using this burner are presented. Hydrogen is generated in situ in an electrolytic cell by electrolysis of an aqueous solution and filtered before use. The possibility of temporarily storing electrolyte hydrogen in a metal alloy is also provided. for later use in the burner. An efficient heat dissipation is ensured, preventing the overheating of the hydrogen feed nozzle. The burner according to this invention can be used in a domestic cooking installation.

Ο-z S 7 Τ - !J » ? 5 1 - 2 3 -ou- 2iiii în cererea de brevet PCT nr. WO 2006/136316 Al (solicitant firma Giacomini S.p.A. din Italia) este prezentat un arzi ;o.· catalitic le hidrogen, funcționând în condiții sigure la temperaturi joase (înjur de 300°C). fără flaciră. Un p ;i a catalizator de amorsare a oxidării hidrogenului în fluxul de aer la temperatură ambiant! este i urai de alți catalizatori situați în aval în camera de ardere, pentru susținerea în continuare a oxidi .ii. Dentru a preveni colmatarea porilor catalizatorilor, aerul folosit este purificat și furnizat de ui compresor. Arzătorul este conceput pentru a oferi o sursă de căldură pentru sistemele îez dențiule d · furnizare a apei calde și/sau de încălzire.Ο-z S 7 Τ -! J »? 5 1 - 2 3 -or- 2iiii in PCT patent application no. WO 2006/136316 Al (applicant company Giacomini SpA in Italy) is presented with a burner; o. · Catalytic hydrogen, operating under safe conditions at low temperatures (around 300 ° C). without the flame. A catalyst for starting the oxidation of hydrogen in the air flow at ambient temperature! it is hated by other catalysts located downstream in the combustion chamber to further support oxidation. D n order to prevent clogging of the pores of the catalyst, the air used is purified and UI provided by the compressor. The burner is designed to provide a source of heat for the hot water supply systems and / or heating systems.

în cererea de brevet PCT nr. WO 2006/058843 Al (solicitant firma Alstom Technology Ltd. din Elveția) se prezintă o metodă și ι n d.spozitiv pentru arderea unui combustibil gazos care conține hidrogen sau constă dir hidrogen. 4 ‘zătorul este prevăzut cu un generator de vârtejuri, combustibilul gazos fiind introdus axial și/sau coax al în acesta. Fluxul de aer necesar arderii este introdus tangențial și este rotitor.in PCT patent application no. WO 2006/058843 Al (applicant for the company Alstom Technology Ltd. in Switzerland) presents a method and device for combustion of a gas fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen. 4 'the damper is provided with a whirlpool generator, the gas fuel being introduced axially and / or coaxially into it. The combustion air flow is introduced tangentially and is rotating.

în cererea de brevet PCT nr. WO 2005/024301 Al (solicitant firma Giacomini S.p.A. din Italia, conform invenției, hidrogenul este mestecat cu aer și ars într-o cameră de ardere pe un catalizator (ex. paladiu, platină), la o temperatură : năzrtă (200450°C). fără flacără. Hidrogenul este furnizat la o presiune mică, preferabil 20 milibari Camera de ardere este înconjurată de un schimbător de căldură traversat de gazele arse, căldura dega ată ia ardere fiind preluată de un circuit de apă de răcire. Apa încălzită poate fi stocată într-un rezervor ;i utilizată la nevoie. Hidrogenul poate 11 produs in-situ prin electroliză ori poate ii preluat din buteli de stocare, după o reducere de presiune. Arzătorul brevetat este conceput pentru echiparea uni i sistem de asigurare cu apă caldă a unor clădiri. Când nu este nevoie de apă caldă, hidrogenul poate f acumulat în hidruri metalice și stocat.in PCT patent application no. WO 2005/024301 Al (applicant company Giacomini SpA of Italy, according to the invention, hydrogen is chewed with air and burned in a combustion chamber on a catalyst (eg palladium, platinum), at a temperature: cold (200450 ° C) Hydrogen is supplied at a low pressure, preferably 20 millibars. The combustion chamber is surrounded by a heat exchanger through the flue gases, the heat due to the combustion being taken over by a cooling water circuit. The heated water can be stored. in a tank and used as needed Hydrogen can be produced in-situ by electrolysis or taken from storage cylinders after pressure reduction The patented burner is designed to equip some hot water supply systems with some When hot water is not needed, hydrogen can be accumulated in metal hydrides and stored.

Prezentarea pe scurt a invențieiBrief presentation of the invention

Procedeul conform invenției, de ardere a amestecului H2-CO2 elimină dezavanti jele anterior menționate prin aceea că într-o primă fază este realizată arderea hidrogenului din amestei ul (H2-CO2) în prezența magneziului dintr-o incintă cu orificii pentru evacuarea gazelor și a atomilc: de carbon, drept catalizator, cu formare de MgO, iar în a doua fază în aceeași incintă în care a avu loc arderea hidrogenului conform primei faze, plusul de hidrogen introdus permite regenerarea magne milui. Toate acestea desfașurându-se conform următoarelor reacții fazice:The process according to the invention, for burning the H2-CO2 mixture eliminates the aforementioned disadvantages, in that in the first phase the combustion of hydrogen in the mixture (H2-CO2) is carried out in the presence of magnesium in a chamber with gas outlet and gas. atomylc: carbon, as a catalyst, with MgO formation, and in the second phase in the same chamber where the hydrogen combustion took place according to the first phase, the addition of hydrogen introduced allows the regeneration of the mileage. All this taking place according to the following phase reactions:

1T2 + CO2 + Mg —* MgO + C + H2O1T 2 + CO2 + Mg - * MgO + C + H 2 O

MgO H2 — Mg - H2O + Q și reacției generale, de bilanț:MgO H 2 - Mg - H 2 O + Q and general reaction, balance sheet:

catalizator (Mg)catalyst (Mg)

2H2 + CO2--------► C + 2H2O + Q. ciclul fiind continuu.2H 2 + CO 2 -------- ► C + 2H 2 O + Q. The cycle is continuous.

Instalația pentru arderea amestecului H2-CO2 care face obiectul prezentei invenții elimină dezavantajele invențiilor prezentate anterior prin aceea că este formată din o carcasă din ir ox. (țeava de inox) pe care se fixează un capac conectat la o conductă de alimentare cu hidrogen, in interiorul carcasei fiind cuprinse:The installation for combustion of the H2-CO2 mixture which is the subject of the present invention eliminates the disadvantages of the previously presented inventions by the fact that it is formed of a housing of ir ox. (stainless steel pipe) on which a lid connected to a hydrogen supply pipe is fixed, inside the housing being:

• o cameră distribuție uniformă a hidrogenului delimitată de două capace, ambele din tablă de inox;• a uniform hydrogen distribution chamber delimited by two caps, both of stainless steel sheet;

• o cameră distribuție uniformă a dioxidului de carbon delimitată de două capace din tablă de inox:• a uniform distribution chamber of carbon dioxide bounded by two caps of stainless steel:

• o cameră de omogenizare amestec H2-CO2 delimitată de un capac din tablă de inox și care conține nisip de cuarț sau cuarț în formă de cristale hexagonale;• an H2-CO2 mixing chamber delimited by a stainless steel lid and containing quartz sand or quartz in the form of hexagonal crystals;

• o cameră pentru catalizator în interiorul căreia se găsește un catalizator de m.gneziu atât în formă de așchii cât și în formă de pudră:• a chamber for the catalyst inside which is a catalyst of m.gnesium, both in the form of chips and in the form of powder:

^--2 0 1 1-00831--^ - 2 0 1 1-00831--

3 -08- 2011 • niște țevi de cupru ce asigură transportul și repartizarea uniformă a gazelor H. și CO? pe suprafața cuarțului și a catalizatorului:3 -08- 2011 • some copper pipes that ensure the uniform transport and distribution of H. and CO gases? on the surface of the quartz and the catalyst:

• un deflector de omogenizare amestec gazos, ce asigură o turbionare a amestecului H2-CO2. înainte de intrarea în stratul de cuarț. pe exteriorul carcasei fiind prevăzute:• a deflector of homogenization gas mixture, which ensures a turbulence of the H2-CO2 mixture. before entering the quartz layer. on the outside of the housing being provided:

• o conductă de completare a catalizatorului;• a pipeline to complete the catalyst;

• o conductă de alimentare cu H2, și o conductă de alimentare cu CCR • instalație de dirijare a aerului cald pentru aplicații industriale.• a H2 supply pipeline, and a CCR supply pipeline • hot air directing plant for industrial applications.

Instalația și procedeul de ardere a amestecului H2-CO2 pentru centrale termice și termoelectrice din domeniul casnic sau industrial, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The installation and process of combustion of the H2-CO2 mixture for thermal and thermoelectric power stations in the domestic or industrial field, according to the invention, has the following advantages:

o promovează, conștientizează și responsabilizează noua generație cu privire la rolul și importanța energiei în aplicațiile domestice și industriale ale hidrogenului, trecerea la o nouă eră bazată pe energia hidrogenului, sursă inepuizabilă;o promotes, raises awareness and takes responsibility for the new generation regarding the role and importance of energy in the domestic and industrial applications of hydrogen, the transition to a new era based on hydrogen energy, an inexhaustible source;

o sistemul permite arderea de H2 și CO2 atât la joasă cât și la medie presiune;o the system allows the burning of H2 and CO2 at both low and medium pressure;

o reducerea efectului de poluare a mediului prin recuperarea atomilor de carbon;o reducing the pollution effect of the environment by recovering carbon atoms;

o obținerea de carbon de înaltă puritate care poate fi utilizat în diverse domenii:o obtaining high-purity carbon that can be used in various fields:

o controlarea vitezei de ardere a hidrogenului precum și a temperaturii dorite, cu aplicații numeroase în domeniul industrial;o controlling the burning rate of hydrogen as well as the desired temperature, with numerous applications in the industrial field;

o asigurarea unei atmosfere de ardere bine controlată ce permite utilizarea acestuia în tratamente termice industriale;o ensuring a well-controlled combustion atmosphere that allows its use in industrial thermal treatments;

o valorificarea superioară a surplusului de hidrogen al combinatelor chimice și unităților de profil în scopul obținerii de energie calorică sau energie electrică:o Higher capitalization of the hydrogen surplus of the chemical compounds and the units of profile for the purpose of obtaining caloric energy or electricity:

o utilizarea unui catalizator (Mg) relativ ieftin ce asigură un transfer al O? de la CO? la H2 pe baza unor reacții simple ce utilizează la 2 moli de H2 cel mult un mol de CO2.o the use of a relatively inexpensive catalyst (Mg) which ensures an O transfer? from the CO? to H2 based on simple reactions using 2 moles of H 2 at most one mole of CO2.

o construcția relativ simplă:o relatively simple construction:

o siguranța în exploatare;o operational safety;

o fiabilitate mare;high reliability;

o procedeul permite monitorizarea temperaturii de ardere și a atmosferei prin reglarea vitezei de ardere a hidrogenului.o The process allows the monitoring of the combustion temperature and the atmosphere by regulating the combustion rate of hydrogen.

Invenția este prezentată pe larg în continuare. în legătură și cu figurile 1-6 care reprezintă:The invention is further described below. and in relation to Figures 1-6 which represent:

o fig. 1. instalația de ardere a amestecului H2-CO2:FIG. 1. the combustion plant of the H2-CO2 mixture:

o fig. 2. secțiunea transversală a instalației de ardere a amestecului HȘ-CO?:FIG. 2. the cross-section of the combustion plant of the HȘ-CO mixture:

o fig. 3. detaliu 13, fixare cameră catalizator;FIG. 3. detail 13, catalyst chamber attachment;

o fig. 4. detaliu C. fixare deflector;FIG. 4. Detail C. Deflector mounting;

o fig. 5. formă deflector;FIG. 5. deflector shape;

o flg. 6, variante de dirijare a căldurii cu aer oferit de un ventilator pentru aplicațiile industriale.the flg. 6, variants for directing air heat provided by a fan for industrial applications.

Procedeul conform invenției, de ardere a amestecului H2-CO2- într-o primă fază este realizată arderea hidrogenului din amestecul H2-CO2 în prezența magneziului într-o incintă cu orificii pentru evacuarea gazelor și a atomilor de carbon, drept catalizator, cu formare de MgO. iar în a doua fază în aceeași incintă plusul dc hidrogen introdus regenerează magneziul. conform reacțiilor fazicc:The process according to the invention, for burning the H2-CO2- mixture in a first phase, is the burning of hydrogen from the H2-CO2 mixture in the presence of magnesium in an enclosure with holes for the exhaust of gases and carbon atoms, as catalyst, with formation of MgO. and in the second phase in the same enclosure the added hydrogen dc regenerates magnesium. according to the phase reactions:

H2 + CO2 + Mg —* MgO + C + H2OH2 + CO2 + Mg - * MgO + C + H2O

MgO + H-2 —> Mg + H2O + Q și reacției generale, de bilanț:MgO + H-2 -> Mg + H2O + Q and the general, balance reaction:

catalizator (Mg)catalyst (Mg)

2H2 + CO2--------► C + 2H2O + Q. ciclul fiind continuu.2H2 + CO2 -------- ► C + 2H2O + Q. The cycle is continuous.

Din bilanțul chimic al reacției se poate observa că se utilizează doi moli de hidrogen pentru un mol de dioxid de carbon. Cantitativ, în reacție intră cca. 2400 Nnr’EB/oră și 1200 Nm3CO2/oră. adică 2 moli ID/maxlmol CO2. pentru care volumul camerei cilindrice cu Mg a fost de D300x30 (cca. 5,7 kg Mg).From the chemical balance of the reaction it can be observed that two moles of hydrogen are used for one mole of carbon dioxide. Quantitatively, the reaction is approx. 2400 Nnr'EB / hour and 1200 Nm 3 CO2 / hour. that is, 2 moles ID / maxlmol CO2. for which the volume of the cylindrical chamber with Mg was D300x30 (about 5.7 kg Mg).

C<- 2 O Π - O O 8 3 1 - - “08· 2011 VC <- 2 O Π - O O 8 3 1 - - “08 · 2011 V

Arderea are loc la suprafața stratului de magneziu așchii, locul unde se produce combinarea hidrogenului cu oxigenul și eliberarea atomului de carbon. Magneziul are tendința de oxidare însă acesta este regenerat de hidrogen prin cedarea oxigenului la atomul de hidroge 1. Atât reacția de oxidare a magneziului cât și oxidarea hidrogenului sunt reacții puternic exoterme care conduc la un randament superior al bilanțului energetic în raport cu pierderea de energie necesară descompunerii dioxidului de carbon. Catalizatorul și debitul de COț asigură micșorarea vitezei de ardere a H2. iar stratul de cuarț asigură omogenizarea amestecului H2-CO2 și întrerupe flacăra la oprirea alimentării cu hidrogen (nu îi permite să se propage în circuitul de alimentare cu IL·).The combustion takes place on the surface of the chips magnesium layer, the place where the combination of hydrogen with oxygen is produced and the carbon atom is released. Magnesium has a tendency to oxidize but it is regenerated by hydrogen by yielding oxygen to the hydrogen atom 1. Both the magnesium oxidation reaction and the hydrogen oxidation are highly exothermic reactions that lead to a higher energy balance in relation to the required energy loss. decomposition of carbon dioxide. The catalyst and the COt flow rate ensure the reduction of the combustion rate of H2. and the quartz layer ensures homogenization of the H2-CO2 mixture and interrupts the flame when the hydrogen supply is stopped (it does not allow it to propagate in the IL · supply circuit).

Procedeul de ardere a amestecului H2-CO2- casnic se realizează secvențial astfel:The process of combustion of the H2-CO2-domestic mixture is carried out sequentially as follows:

• se deschide robinetul conductei cu H2 la debit minim:• the valve of the pipe with H2 is opened at minimum flow:

• cu o instalație piezoelectricâ se aprinde hidrogenul;• a piezoelectric system ignites the hydrogen;

• se mărește debitul de hidrogen;• the hydrogen flow is increased;

• se deschide robinetul conductei cu CO2 până la asigurarea raportului molar optim.• open the pipe with CO2 until the optimum molar ratio is assured.

La oprire operațiile sunt invers celor de la pornire.At the stop, the operations are the opposite of the ones from the start.

Procedeul de ardere a amestecului H2-CO2 - industrial se realizează secvențial astfel:The process of combustion of the H2-CO2 - industrial mixture is carried out sequentially as follows:

• se aprinde cu o instalație piezoelectrică o flacără de veghe cu metan, adus printr-o conductă de alimentare, flacăra de veghe fiind îndreptată perpendicular pe axa arzătorului de hidrogen:• with a piezoelectric installation a methane flame is ignited, brought through a supply line, the wake flame being directed perpendicular to the axis of the hydrogen burner:

• se deschide progresiv robinetul de alimentare cu hidrogen până la debitul maxim.• the hydrogen supply tap is progressively opened to the maximum flow rate.

• se deschide progresiv robinetul de alimentare cu CO2 până la asigurarea raportului molar H2/CO2 egal cu 2/max.l.• the CO2 supply valve is progressively opened until the molar ratio H2 / CO2 is equal to 2 / max.

Operația de oprire a instalației decurge în mod invers operației de pornire și anume: oprire CO2. oprire H2. oprire flacără de veghe cu metan. Instalațiile industriale vor fi prevăzute și cu doi senzori optici pentru flacăra de veghe și pentru flacăra amestecului de H2 cu COț ce intră într-o schemă specială de automatizare dar care nu face obiectul prezentei invenții.The operation of stopping the installation is the reverse of the starting operation, namely: stopping CO2. stop H2. stop flame wake with methane. The industrial installations will also be provided with two optical sensors for the wake-up flame and for the flame of the CO2 mixture with COt which enters into a special automation scheme but which is not subject to the present invention.

Aerul suflat cu un ventilator este dirijat într-o cameră ce permite răcirea instalației, figura 1. apoi aerul încălzit este turbionat printr-un spațiu tronconic în interiorul focarului cazanului. Carcasa pentru dirijarea aerului cald în cazan este prevăzută cu un circuit care conține umplutură de țeavă de cupru care asigură transferul de căldură la aerul ventilat.The air blown by a fan is directed into a room that allows the installation to cool down, figure 1. then the heated air is swirled through a trunk space inside the boiler furnace. The casing for directing the hot air into the boiler is provided with a circuit containing copper pipe filling which ensures the transfer of heat to the ventilated air.

Instalația, atât pentru varianta utilizată în domeniul casnic cât și industrial, conform invenției, rezolvă problema arderii amestecului H2-CO2 cu ajutorul unui catalizator din așchii și pudră de magneziu ce permite obținerea de atomi de carbon, contribuind la eliminarea excesului de carbon din natură în condiții de siguranță maximă, conform procedeului revendicat, prin aceea că are o carcasă (1) din inox. figura 1. dintr-o țeavă de inox pe care se fixează un capac (3) conectat la o conductă de alimentare cu hidrogen (2). în interiorul carcasei (1) fiind cuprinse:The installation, for both the variant used in the domestic and industrial fields, according to the invention, solves the problem of burning the H2-CO2 mixture with the help of a catalyst from the chips and magnesium powder that allows to obtain carbon atoms, contributing to the elimination of the excess of carbon in nature. maximum safety conditions, according to the claimed process, in that it has a stainless steel housing (1). figure 1. from a stainless steel pipe on which a lid (3) is connected connected to a hydrogen supply pipe (2). inside the housing (1) comprising:

• o cameră distribuție uniformă a hidrogenului (Ml) delimitată de un capac (3) și un capac (5). ambele din tablă dc inox;• a uniform hydrogen distribution chamber (Ml) bounded by a lid (3) and a lid (5). both of stainless steel sheet;

• o cameră de distribuție uniformă a dioxidului de carbon (M2) delimitată de capacul (5) și de un capac (6) tot din tablă de inox;• a uniform distribution chamber of carbon dioxide (M2) bounded by the lid (5) and a lid (6) also made of stainless steel;

• o cameră (M3) de omogenizare amestec H2-CO2 delimitată de un capac (9) din tablă de inox și sită interioară (14). omogenizarea realizându-se cu ajutorul unui deflector (16) confecționat din tablă de inox precum și nisip cuarțos sau cristale de cuarț cu granulație 0.82 mm:• a chamber (M3) for mixing H2-CO2 mixture bounded by a lid (9) of stainless steel sheet and inner screen (14). homogenization by means of a deflector (16) made of stainless steel as well as quartz sand or quartz crystals with granulation 0.82 mm:

• o cameră pentru catalizator (14) clin sită de inox cu perforații de 50 iun în interiorul căreia se găsește un catalizator de magneziu (13) atât în formă de așchii cât și în formă de pudră;• a chamber for catalyst (14) stainless steel sieve with perforations of 50 June, inside which is a magnesium catalyst (13), both in the form of chips and in the form of powder;

• țevi de cupru sau inox (7) și respectiv (8) ce asigură transportul și repartizarea uniformă a gazelor H2 și CO2 pe suprafața catalizatorului (13);• copper or stainless steel pipes (7) and (8) respectively, which ensure the uniform transport and distribution of H 2 and CO2 gases on the catalyst surface (13);

• un deflector (16). ce asigură o turbionare a H2 și CO2 prin startul de cuarț (18).• a deflector (16). which ensures a H2 and CO2 swirl through the quartz start (18).

Pc exteriorul carcasei (1) sunt prevăzute:Pc the outside of the housing (1) are provided:

^-2 0 1 1 - 0 0 β 3 1 - 2 3 -08- 2011 • ο conductă de completare a catalizatorului. (17);^ -2 0 1 1 - 0 0 β 3 1 - 2 3 -08- 2011 • ο the catalyst filler pipe. (17);

• o conductă de alimentare cu EL. (2);• an EL supply line. (2);

• o conductă de alimentare cu COj. (4).• a supply pipe with COj. (4).

Dispunerea țevilor (7) și (8) în interiorul carcasei (1) se poate vedea din figura 2.The arrangement of pipes (7) and (8) inside the housing (1) can be seen from figure 2.

Fixarea camerei pentru catalizator (14) cu elementul Mg care are rolul de catalizator, se poate observa din figura 3, aceasta realizându-se cu o piuliță (1.1). o garnitură (12) și un element elastic (15).The fixation of the chamber for the catalyst (14) with the element Mg that acts as a catalyst, can be seen in figure 3, this being accomplished with a nut (1.1). a gasket (12) and an elastic member (15).

Tn partea de jos a camerei pentru catalizator se execută tehnologic o înclinație de 15*' pe înălțimea acesteia astfel încât carbonul care rămâne în catalizator să poată fi recuperat prin o conductă (10).At the bottom of the catalyst chamber, a 15 * 'inclination is technologically executed on its height so that the carbon remaining in the catalyst can be recovered through a pipe (10).

Fixarea și forma dctlcctorului (16) este redată în figura 4. respectiv figura 5. Bolțul dc inox (19) are un ajustaj de strângere pentru fixarea în țeava de distribuție a CO2 și este prevăzut cu unele găuri pentru a permite intrarea CO2Î11 camera de amestec.The fixing and the shape of the dctlcctor (16) is shown in figure 4. respectively figure 5. The stainless steel bolt (19) has a tightening adjustment for fixing in the CO2 distribution pipe and is provided with some holes to allow the entry of CO2Î11 mixing chamber. .

Catalizatorul din Mg este în formă de așchii și în partea interioară a incintei cu Mg pudră. Raportul rnasic Mg așchii/Mg pudră = 5/1...4/1The Mg catalyst is in the form of chips and inside the enclosure with Mg powder. The ratio of Mg shavings / powder Mg = 5/1 ... 4/1

Din camera (Ml), hidrogenul se distribuie uniform prin conductele (7) mandrinată sau sudată pe capacele (5). (6) și (9) pentru a realiza o etanșare a camerelor.From the chamber (Ml), the hydrogen is evenly distributed through the pipes (7) beaded or welded on the covers (5). (6) and (9) to make a seal of the chambers.

Prin conducta (8) este distribuit uniform și CCfl. Aceasta este fixată pe capacele (6) și (9) prin mandrinarc sau sudare. în funcție dc materialul utilizat (cupru sau inox). în urma procesului de ardere, catalizatorul (13) care asigură transferul oxigenului de la dioxidul de carbon (CO2) la hidrogen (H2) poate să aibă și unele pierderi ce necesită periodic completarea camerei în care are destinația, lucru care se realizează prin conducta (17).Through the pipe (8) it is evenly distributed and CCfl. It is fastened to the covers (6) and (9) by mandrel or welding. depending on the material used (copper or stainless steel). As a result of the combustion process, the catalyst (13) that provides the transfer of oxygen from carbon dioxide (CO2) to hydrogen (H 2 ) may also have some losses that require periodic completion of the room where it is destined, which is achieved through the pipeline. (17).

l.a aplicațiile industriale este necesară și o dirijare a flăcării și a căldurii cu ajutorul aerului suflat din exteriorul instalației de ardere, conform figura 6.l.a industrial applications also require the control of the flame and the heat by means of the blown air from outside the combustion plant, according to figure 6.

Aerul suflat cu un ventilator este dirijat într-o cameră ce permite răcirea instalației (descrise în figurai), apoi aerul încălzit este turbionat printr-un spațiu tronconic pe care se sudează aripioare din tablă (27) în interiorul focarului cazanului (20). Carcasa (22) este prevăzută cu un circuit care conține țevi dc alimentare (23) în număr de 12 bucăți, umplutură de țeava de cupru ΦΙΟχΙχΙΟ mm (26) care asigură transferul de căldură la aerul ventilat. Tot la aplicațiile industriale trebuie asigurată o flacără de veghe printr-o conductă de alimentare (25), un sistem piezoelectric (21) de aprindere a flăcării.The air blown by a fan is directed into a room that allows the system to cool (described in the figure), then the heated air is swirled through a truncated space on which fins of the sheet (27) are welded inside the boiler outbreak (20). The housing (22) is provided with a circuit containing 12 pipes (23) in number of 12 pieces, filling of copper pipe ΦΙΟχΙχΙΟ mm (26) which provides the heat transfer to the ventilated air. Also in industrial applications, a wake-up flame must be provided through a supply line (25), a piezoelectric system (21) to ignite the flame.

Carbonul rezultat în urma procesului de descompunere a COț. datorită reactivității hidrogenului cu oxigenul din CO2. este recuperat prin conducta (10). iar o altă parte este spulberat la baza focarului cazanului termic, unde este amplasată instalația, acesta fiind periodic recuperat. Este foarte important de precizat că nu este admisă crearea în focar a unei cantități mai mari de carbon atomic deoarece ar exista riscul aprinderii acestuia lucru care ar conduce la topirea focarului.Carbon resulting from the decomposition process of COt. due to the reactivity of hydrogen with oxygen from CO2. it is recovered by the pipe (10). and another part is sprayed at the base of the furnace of the boiler, where the installation is located, which is periodically recovered. It is very important to note that the creation of a larger amount of atomic carbon in the outbreak is not allowed as there would be a risk of its ignition which would lead to the outbreak of the outbreak.

Exemple de realizareEmbodiment examples

Exemplul 1Example 1

Utilizăm o instalație cu diametrul exterior de 300 mm. lungimea de 300 mm. grosimea stratului de Mg așchii de 30 mm, grosimea stratului de Mg pudră de 5 mm și grosimea stratului de cuarț de 20 mm.We use an installation with an external diameter of 300 mm. length 300 mm. Mg layer thickness of 30 mm chips, 5 mm powder Mg layer thickness and 20 mm quartz layer thickness.

La acest gabarit al instalației se pot arde debite de 900 m7h și 3000 nr/h și dioxid de carbon proporțional la cel mult jumătatea hidrogenului folosit (la 2 moli de EL cel mult 1 mol de CO2).At this size of the plant, burns of 900 m7h and 3000 nr / h and carbon dioxide proportional to at most half of the hydrogen used can be burned (at 2 moles of EL at most 1 mole of CO2).

Pentru situații în care nu avem dioxid de carbon cu concentrații mari de 98-99% se poate folosi și amestec de gaz cum ar fi:For situations where we do not have carbon dioxide with high concentrations of 98-99%, a gas mixture such as:

o azot 40-60%;nitrogen 40-60%;

o oxigen 2-4%, o CO2 36-48%. gaz obținut din procesele chimice existente.or oxygen 2-4%, or CO2 36-48%. gas obtained from existing chemical processes.

^2011-00851-2 3 -08- 2011 9 în toate situațiile se ține cont de necesarul de O? atât în stare liberă cât și cel aflai în combinație cu COț astfel încât să asigure arderea completă a hidrogenului.^ 2011-00851-2 3 -08- 2011 9 in all situations, is the need for O taken into account? both in free and in combination with COt so as to ensure complete combustion of hydrogen.

Exemplul 2Example 2

Industrial, pe lângă instalația descrisă la exemplul 1 se utilizează o carcasă cu diametrul de 1200 mm și un ventilator ce asigură atât răcirea instalației prezentate anterior cât și dirijarea flăcării obținute. Se mai folosește o conductă pentru aducțiunea gazului metan în vederea realizării flăcării de veghe iar aprinderea se realizează cu o instalație piezoelectrică. Ciclul de funcționare este următorul: la pornire - ventilare cazan, oprire ventilare, aprindere flacără de veghe, deschidere progresivă vană de hidrogen, deschidere progresivă vană de CO2, introducere aer cald pentru dirijarea flăcării și căldurii, iar la oprire - oprire ventilare, oprire COo. oprire EE, oprire flacără de veghe.Industrially, in addition to the installation described in example 1, a casing with a diameter of 1200 mm and a fan are used which ensures both the cooling of the previously presented installation and the management of the flame obtained. A pipeline is also used for the methane gas supply in order to make the wake fire and the ignition is carried out with a piezoelectric installation. The operating cycle is as follows: at start-up - boiler ventilation, ventilation switch-off, flame wake-up ignition, progressive hydrogen valve opening, progressive CO2 valve opening, hot air introduction for flame and heat management, and at stop - ventilation stop, COo stop . EE stop, flame wake stop.

Claims (5)

1. Procedeu de ardere a amestecului II2-CO2, caracterizat prin aceea că, într-o primă fază este realizată arderea hidrogenului din amestecul H2-CO2 în prezența magneziului drept catalizator într-o incintă cu orificii pentru evacuarea gazelor și a atomilor de carbon, cu formare de MgO, iar în a doua fază în aceeași incintă în care a avut loc arderea hidrogenului conform primei faze, plusul de hidrogen permițând regenerarea magneziului. conform reacțiilor fazice:1. Burning process of the II2-CO2 mixture, characterized in that, in the first phase, the hydrogen is burned from the H2-CO2 mixture in the presence of magnesium as a catalyst in a chamber with holes for the exhaust of gases and carbon atoms, with MgO formation, and in the second phase in the same enclosure in which the hydrogen combustion took place according to the first phase, the addition of hydrogen allowing the magnesium to regenerate. according to the phase reactions: H2 + CO2 + Mg MgO + C + H2OH 2 + CO2 + Mg MgO + C + H 2 O MgO + H2 Mg + H2O + Q și reacției generale, de bilanț:MgO + H 2 Mg + H 2 O + Q and the general balance sheet reaction: catalizator (Malcatalyst (Mal 2H2 + CO2----- ► C + 2H2O + Q utilizându-se doi moli de hidrogen pentru cel mult un mol de dioxid de carbon.2H 2 + CO 2 ----- ► C + 2H 2 O + Q using two moles of hydrogen for at most one mole of carbon dioxide. 2. Instalație de ardere a amestecului H2-CO2, de aplicare a procedeului conform revendicării 1. caracterizată prin aceea că, are o carcasă (1) din inox, formată dintr-o țeavă de inox pe care sc fixează un capac (3) conectat la o conductă de alimentare cu hidrogen (2), în interiorul căreia sunt cuprinse:2. The combustion plant of the H 2 -CO 2 mixture, for applying the process according to claim 1. characterized in that it has a stainless steel housing (1), formed of a stainless steel pipe on which sc fixes a lid (3). ) connected to a hydrogen supply line (2), inside which are included: • o cameră distribuție uniformă a hidrogenului (Ml) delimitată de capacul (3) și un capac (5), ambele din tabkr de inox;• a uniform hydrogen distribution chamber (Ml) bounded by the lid (3) and a lid (5), both made of stainless steel; • o cameră distribuție uniformă a dioxidului de carbon (M2) delimitată de capacul (5) și un capac (6) tot din tablă de inox;• a uniform distribution chamber of carbon dioxide (M2) bounded by the lid (5) and a lid (6) also made of stainless steel; • o cameră (M3) de omogenizare amestec H2-CO2delimitată de un capac (9) din tablă de inox:• a chamber (M3) for mixing H2-CO 2 mixture bounded by a lid (9) of stainless steel: • o cameră pentru catalizator (14) în interiorul căreia se găsește un catalizator de magneziu (13) atât în formă de așchii cât și în formă de pudră;• a chamber for the catalyst (14) inside which is a magnesium catalyst (13) both in the form of chips and in the form of powder; • țevi de cupru sau inox (7) și respectiv (8) ce asigură transportul și repartizarea uniformă a gazelor H2 și CO2 pe suprafața catalizatorului și a cuarțului;• copper or stainless steel pipes (7) and 8 (respectively) that ensure the uniform transport and distribution of H 2 and CO 2 gases on the surface of the catalyst and quartz; • un deflector (16) de omogenizare amestec gazos, ce asigură o turbionare a H2 și CO2 prin stratul de cuarț.• a deflector (16) for mixing gas mixture, which ensures a turbulence of H 2 and CO 2 through the quartz layer. iar pe exteriorul carcasei sunt prevăzute:and on the outside of the housing are provided: • o conductă de completare a catalizatorului (17);• a pipeline for filling the catalyst (17); • o conductă de recuperare a carbonului (10);• a carbon recovery pipe (10); • o conductă de alimentare cu CO2 (4);• a CO 2 supply pipe (4); • o conductă de alimentare cu H2 (2).• a supply pipe with H 2 (2). 3. Procedeu industrial de ardere a amestecului H2-CO2- industrial, conform revendicărilor 1 și3. Industrial process for combustion of the H 2 -CO 2 mixture - industrial, according to claims 1 and 2. caracterizat prin aceea câ flacăra și căldura degajată prin arderi a H2 și Mg sunt dirijate cu aer cald după ce aerul parcurge un circuit special cu umplutura din țeavă de cupru pe baza unui ciclu de funcționare bine stabilit și anume: la pornire - ventilare cazan, oprire ventilare, aprindere flacără de veghe, deschidere progresivă vană de hidrogen, deschidere progresivă vană de CO2. introducere aer cald pentru dirijarea flăcării și căldurii, iar la oprire - oprire ventilare, oprire CO2. oprire H2. oprire flacără de veghe.2. characterized in that the flame and the heat released by combustion of H 2 and Mg are directed with hot air after the air goes through a special circuit with the filling of the copper pipe based on a well-established operating cycle, namely: starting - ventilation boiler, ventilation stop, flame wake ignition, progressive hydrogen valve opening, progressive CO 2 valve opening. introduction of hot air to direct flame and heat, and at stop - ventilation stop, CO 2 stop. stop H 2 . stop flame wake. 4. Instalație de ardere a amestecului H2-CO2 - industrial de aplicare a procedeului, conform revendicării 3. caracterizat prin aceea că mai cuprinde:4. Combination plant H 2 -CO 2 - industrial process application according to claim 3. characterized in that it further comprises: • o carcasă (22);• a housing (22); • mai multe țevi (23) pentru introducerea aerului în umplutură (26):• several pipes (23) for filling the air in the filling (26): • o conductă de alimentare de metan pentru asigurarea flăcării de veghe (25):• a methane supply pipe for flame retention (25): • grup de găuri Φ5 dispuse pe diametrul maxim al carcasei în partea tronconică (24) ce asigum ieșirea acrului cald din arzător.• group of holes Φ5 arranged on the maximum diameter of the housing in the truncated part (24), which ensures the exit of the hot acre from the burner. 5. Instalație ca la punctul 2 pentru varianta casnică și ca la punctul 4 pentru varianta industrială caracterizată prin aceea că se înlocuiește Mg cu un strat de cuarț necesar pentru presiuni medii ale gazelor de alimentare. H2 și CO2.5. Installation as in point 2 for the domestic version and as in point 4 for the industrial variant characterized in that Mg is replaced with a quartz layer required for average pressures of the gas supply. H 2 and CO 2 .
ROA201100831A 2011-08-23 2011-08-23 Process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide and installation for using the same RO128151B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201100831A RO128151B1 (en) 2011-08-23 2011-08-23 Process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide and installation for using the same
EA201490863A EA027456B1 (en) 2011-08-23 2012-08-22 Process for obtaining thermal energy by the combustion of hydrogen in admixture with carbon oxides, nitrogen oxides and/or sulphur oxides and installation for the application of the process
PCT/RO2012/000019 WO2013157974A2 (en) 2011-08-23 2012-08-22 Process for obtaining thermal energy by the combustion of hydrogen in admixture with carbon oxides, nitrogen oxides and/or sulphur oxides and installation for the application of the process
EP12832772.3A EP2867583A2 (en) 2011-08-23 2012-08-22 Process for obtaining thermal energy by the combustion of hydrogen in admixture with carbon oxides, nitrogen oxides and/or sulphur oxides and installation for the application of the process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201100831A RO128151B1 (en) 2011-08-23 2011-08-23 Process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide and installation for using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO128151A1 true RO128151A1 (en) 2013-02-28
RO128151B1 RO128151B1 (en) 2018-08-30

Family

ID=47757248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201100831A RO128151B1 (en) 2011-08-23 2011-08-23 Process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide and installation for using the same

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2867583A2 (en)
EA (1) EA027456B1 (en)
RO (1) RO128151B1 (en)
WO (1) WO2013157974A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105841146A (en) * 2016-01-26 2016-08-10 北京建筑大学 Nearly zero pollutant discharge flameless catalytic combustion condensing boiler

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB274475A (en) * 1926-07-14 1927-11-10 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to gas burners
DE637940C (en) * 1933-06-23 1936-11-06 Degussa Device for the flameless combustion of gaseous, liquid or dusty fuels in ovens
US7957893B2 (en) * 2004-11-30 2011-06-07 Dash Navigation, Inc. Methods and systems for deducing road geometry and connectivity
CH699292A2 (en) * 2008-08-05 2010-02-15 Mona Intellectual Property Est Procedure, useful for combusting combustible material in the form of e.g. cadaver, comprises coating combustible material with a mixture of pyrotechnic magnesium and aluminum powder, before combustible mixture is ignited by thermal impulse
EP2177256A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-21 Linde AG Catalyst containing platinum and palladium for the selective reduction of NOx with hydrogen (H2-SCR)
DE102009014026A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-10 Ernest Stangl Method for generating thermal energy as e.g. electrical energy, in distributed power plant, involves burning fuel in container in heat- or power plant using oxygen source, and supplying carbon dioxide and oxygen mixture for burning fuel

Also Published As

Publication number Publication date
EA201490863A1 (en) 2014-12-30
EA027456B1 (en) 2017-07-31
WO2013157974A2 (en) 2013-10-24
WO2013157974A3 (en) 2014-01-30
EP2867583A2 (en) 2015-05-06
RO128151B1 (en) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10196265B2 (en) Reformer of system preparing hydrogen with an aqueous solution of methanol, system preparing hydrogen with an aqueous solution of methanol, method of preparing hydrogen
WO2010128682A1 (en) Combined plant
CN104596001A (en) Air conditioning system based on methanol water hydrogen manufacturing and power generating system and control method thereof
RU2655318C2 (en) Method and device for off-gases separation during combustion of specified metals
JP2013257125A (en) Next-generation carbon-free power generation plant, next-generation carbon-free power generation method, and urea water used for the next-generation carbon-free power generation plant and the next-generation carbon-free power generation method
JP2015532195A (en) Catalyst for steam cracking, method for producing the same, and method for burning hydrogen gas obtained by steam cracking
US10317070B2 (en) Integrated combustion device power saving system
CN113028376A (en) Ammonia chemical looping combustion power generation system and method
RU2624690C1 (en) Gaz turbine installation and method of functioning of gas turbine installation
Mokheimer et al. Fuel reforming processes for hydrogen production
RO128151A1 (en) Installation and process for burning the mixture of hydrogen and carbon dioxide for thermal stations and thermal power stations used in domestic and industrial fields
CN101713534B (en) Combustion method of low-concentration combustible gas and fluidized reactor
KR101630374B1 (en) Apparatus for generating hydrogen using catalyst and waste heat
JP5879091B2 (en) Combined thermal power generation system
RU194450U1 (en) Boiler
CN101713535B (en) Burning method of gas fuel with ultra-low concentration
JP2008002725A (en) Hydrogen fuel combustion device and operation method
KR101937706B1 (en) High temperature generating device
CN103670712A (en) Power generation system of combustion gas turbine
JP2013167421A (en) Heat transport apparatus and heat transport method
CN214745627U (en) Chemical looping combustion power generation system of ammonia
CN216079866U (en) Environment-friendly low-nitrogen boiler
RU2535296C2 (en) Heating device
JP5677931B2 (en) Boiler equipment
US20120055778A1 (en) System and Method for Purifying Water