RO201200005U1 - Centrală de menajare climă şi mediu - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o centrală de menajare climă şi mediu. Centrala conform invenţiei este constituită dintr-o unitate () de producere energie cu turbină () cu gaz, cu două camere de ardere, care funcţionează cu gaz, de preferat gaze naturale şi ulei, şi cu turbină () cu aburi, dotată cu unitate () de evacuare produse de ardere, unitate () în care este amplasată o unitate () de separare bioxid de carbon, a cărei ieşire este legată prin conducte la intrarea unei unităţi () de primire bioxid de carbon al unui bioreactor () de alge, iar ieşirea () unităţii () de primire este conectată la un punct () de intrare a bioxidului de carbon; la bioreactorul () de alge este legată o centrifugă () de alge, o unitate () de presare ulei de alge, la care este conectată o unitate () de separare ulei de alge de brichete de alge, care, la rândul ei, este legată de un rezervor () de depozitare brichete de alge şi/sau un rezervor () de depozitare ulei de alge, iar la bioreactorul () de alge sunt legate o pompă () de apă, o unitate () de curăţare, filtre () şiun dozator () de substanţe nutritive, toate fiind comandate de un calculator ().

Description

1 RO 2012 00005 U1

CENTRALĂ DE MENAJARE CLIMĂ Şl MEDIU

Obiectul modelului de utilitate este centrală de menajare climă şi mediu, care constă dintr-o unitate de producere energie cu turbină de gaz cu două camere de ardere, ) care funcţionează cu gaz, Tn mod avantajos cu gaze naturale şi ulei, şi cu turbină de aburi, dotată cu unitate de evacuare produse de ardere. Ţara noastră în privinţa purtătorilor de energie primari este constrânsă la un import substanţial, datorită surselor de energie proprii insuficiente. în afară de purtători de energie primari importăm şi purtători de energie secundari, ca benzina sau energia electrică. Dependenţa importului de energie a Ungariei este peste media europeană şi în valori absolute este destul de mare, în 2008 a atins 64%. în sistemele CHP ( cogenerative) aburul obţinut în urma arderii combustibililor se introduce în turbine, se produce energie electrică, iar căldura remanentă introdusă în schimbătoare de căldură se foloseşte şi pentru încălzire. Răspândirea sistemelor CHP este rezolvabilă în orice domeniu economic - inclusiv pentru locuitori-, fjl Majoritatea centralelor funcţionează cu deşeuri şi alţi combustibili fosili, datorită conţinutului caloric redus a deşeurilor, s-ar putea produce numai energie calorică, dacă nu s-ar folosi şi purtători de energie fosili. în cazul în care scopul este de a produce energie electrică., atunci este nevoie de a adăuga în proporţie de peste 50% şi purtători de energie fosili, iar energia produsă nu mai este considerată energie „verde”. în majoritatea tehnologiilor, la arderea combustibililor se produce bioxid de carbon, care accentuează modificările de climă.

Obiectul brevetului no. 225 373 este procedeu şi instalaţie pentru prevenirea încălzirii globale, cu care se poate sista emisia gazelor nocive la arzătoarele de deşeuri şi/sau combustibili. 1 2 RO 2012 00005 U1 în decursul procedeului conform invenţiei, combustibilul şi/sau deşeul de ardere, dintr-un cuptor se introduce într-un reactor cu ardere completă, compus dintr-o cameră de ardere primară şi secundară de formă cilindrică cu perete subţire, unde se arde în aşa fel, ca o parte din combustibil şi/sau deşeu să se evapore sau se gazeifică, iar aceste gaze şi/sau aburi se accelerează şi se introduc în prima şi/sau a doua cameră de ardere a reactorului de ardere completă, după care aburii şi/sau gazele se atomizează, iar gazele ieşite din reactorul de ardere completă se introduc într-un concentrator de gaze arse, particulele solide şi concentrabile se concentrează, şi in final rezidiul de gaze purificat se reutilizează complet, în special conţinutul de CO2 se foloseşte pentru îngrăşământ chimic . Instalaţia conform ) invenţiei are o unitate închisă de ardere deşeuri şi/sau combustibil, cu o unitate de acumulare gaze, care conţine reactorul de ardere completă cu prima şi a doua cameră de ardere, camera de acumulare gaze şi sistemele de accelerare gaze între prima şi/sau a doua cameră a reactorului de ardere completă. Instalaţia totodată conţine condensatoarele de fum legate de sistemul de evacuare a reactorului de ardere completă, şi instalaţiile de refolosire a gazelor arse legate de purificatoarele de gaze arse.

Brevetul ungar P 02 00252 prezintă o centrală hibridă cu ciclu combinat, care unifică unităţile centralelor atomice cu unităţile cu turbine de gaze şi aburi cu ciclu combinat. Centrala hibridă combinată unifică cu succes într-un ciclu termic unităţile centralelor atomice care produc energie electrică pe bază de apă supraîncălzită sub presiune cu unităţile cu turbină de gaze şi aburi cu ciclu combinat, în urma căruia se obţine o mărire substanţială de capacitate şi randament, în care în circuitul tradiţional apă-abur căldura necesară pentru evaporarea apei de alimentare este dată de reactorul atomic. în circuitul tradiţional apă-abur, încălzirea condensului şi a apei de alimentare, de asemenea supraîncălzirea aburului produs în generatorul de aburi al reactorului atomic se realizează cu căldura gazelor de fum a turbinei cu gaz tradiţională în cazanul de reutilizare termică. Aburul expandat în treapta turbinei cu aburi, orKse reîncălzeşte în cazanul de reutilizare termică cu instalaţie de ardere şi Se introduce în treapta de turbină cu aburi, sau se introduce direct în turbina cu aburi. Ciclul centralelor apă-aburi în mod tradiţional se încheie cu treapta turbinei la 2 3 RO 2012 00005 U1 joasă presiune, condensator, pompă de condens, preîncălzitor de joasă presiune, încălzitor de apă , rezervor de alimentare, pompă de alimentare. Acest ciclu unificat al centralei este Ciclul Combinat Hibrid.

Obiectul (invenţiei ungare no. P 08 00337 este procedeu pentru utilizarea produselor secundate rezultate la fabricarea bioetanoiului, şi centrală pentru realizarea procedeglui. în decursul procedeului conform invenţiei, fabricarea etanolului se face din amidon de porumb, unde amidonul prima dată se zaharifică, după care se fermentează, iar alcoolul produs se distilează. Producerea bioetanoiului se realizează într-un proces închis, unde produsele secundare - DDGS30 cu conţinut ridicat de substanţă uscată şi produsul secundar lichid - se ard în cazane. Căldura rezultată este transformată în energie electrică, care este folosită la funcţionarea fabricii, la susţinerea fabricării bioetanoiului. Cenuşa rezultată în urma arderii se stochează în containere până la utilizare. Caracteristica centralei conform invenţiei, este că la fabricarea cunoscutului etanol în special al bioetanoiului, este compus din unitate de uscare pentru reducerea umidităţii produsului secundar - DDGS - cu conţinut ridicat de substanţă uscată, dinir-un cazan pentru arderea DDGS uscat, instalaţie de alimentare apă cazan, turbină pentru transformarea căldurii în urma arderii DDGS, în energie electrică, cazan de rezervă, precum şi un rezervor de stocare pentru depozitarea produselor secundare lichide la fabricarea etanolului în special bioetanoiului. Totodată are un arzător pentru arderea produsului secundar lichid, electrofiltru pentru purificarea gazelor rezultate în urma arderii, coş pentru evacuarea fumului, unitate pentru stocarea cenuşii, conducte de legătură între unităţi, şi alte elemente cunoscuta în sine, de asemenea sistem de control şi comandă pentru urmărirea proceselor de ardere şi de producere de energie.

Cererea de brevet internaţional no. WO 2009154437 prezintă un procedeu şi instalaţie pentru producerea de biodizel din alge. Invenţia se referă la un sistem de cultivare alge, extragere de lipide (grăsimi), şi esterificarea lipidelor, pentru obţinerea biodtzelului. Sistemul constă din trei părţi, cultivare, extracţie, depozitare şi fabricaţie. Extragerea lipidelor se realizează într-un reactor cu ultrasunete, în care pferetele exterior al algelor, adică sacul cu grăsimi se sparge, cea ce permite extragerea lipidelor. Esterificarea se realizează tot într-un reactor cu ultrasunete, 3 ' ' 4 RO 2012 00005 U1 care deteriorează moleculele lichidului iar prin aceasta se măreşte capacitatea şi randamentul procesului. în centrala cu ciclu combinat, o unitate de turbină de gaz-generator, produce energie electrică, iar cu căldura gazelor de ardere ieşite din turbina cu gaze, care ar însemna pierderi, se produce aburi, aceasta antrenează turbina cu aburi, care produce energie electrică cu un alt generator. Cu această soluţie randamentul total al procesului de producere a energiei electrice se îmbunătăţeşte. în Europa cele mai multe centrale noi pe bază de ardere gaze, se construiesc după acest sistem. Când f specialiştii investitorilor centralelor cu ciciu combinat au făcut calcule, a reieşit că la actualei preţuri de gaze (1 mc gaz natural 34 MJ = 80 Ft) preţurile sunt relativ scăzute fe energie electrică (1 kwh energie electrică 3,6 MJ = 16 Ft). Dacă se modelează cu aceste date amortizarea centralelor cu ciclu combinat gaze-aburi, atunci se constată că datele contrazic oportunitatea acestor investiţii, în lume îrt mai multe locuri se produce biodizel din alge. în aceste tehnologii algele se cultivă în lacuri sau în reţele de conducte - se recirculă, se adaugă substanţe nutritive şi €02 pentru creştere - după care din masa de alge filtrat în diferite moduri (prin presare sau sistem cu ultrasunete) se extrage uleiul din care prin esterificare se obţine biodizel.

Cele două tehnologii descrise mai sus (centrală electrică cu ciclu combinat şi fabrică de producere biodizel din alge în foto-bioreactor) până acum nu au fost combinate-pentru producerea energiei electrice, la antrenarea turbinei de gaze pe lângă gaz natural nu s-a folosit încă biodizel din alge, ca să se producă energie electrică mai „verde”.

Scopul a fost conceperea unei tehnologii care să menajeze mai muit mediul decât tehnologiile cunoscute şi cu îmbunătăţirea randamentului. S-a constatat că dacă se combină centrala cu ciclu combinat cu un reactor care produce biodizel din alge, consumul de gaze naturale ar scădea esenţial, prin aceasta ar scădea şi costurile de funcţionare, care ar duce la amortizarea investiţiei în mai puţin de 10 ani. Eventualele costuri de investiţii suplimentare, ar fi cofnpensate din belşug, datorită costurilor reduse de funcţionare şi consum redus de gaze. Astfel investiţia centralei din mode! s-ar amortiza în mai puţin de 10 ani. 4 5 RO 2012 00005 U1

Centrala conform modelului nostru, pe lângă faptul că îmbină două procedee cunoscute, conţine şi o noutate importantă pentru protecţia mediului: în turbinele cu gaz care produc energie electrică, ca produs secundar rezultă aşa numitul gaz de eşapament, care conţine o cantitate însemnată de bioxid de carbon. Acesta ajungând în atmosferă poluează în mare măsură mediul. în centrala din modelul nostru bioxidul de carbon rezultat este introdus în fabrica de producere a uleiului de alge din vecinătatea turbinelor de gaz, unde printr-un sistem de amestec este introdus ca nutritiv în suspensia de alge. în urma obţinerii uleiului de alge rezultă ca produs secundar brichete de alge care se folosesc ca hrană pentru animale. Din măsurătorile şi calculele rezultă, cu centrala conform modelului poate reduce substanţial poluarea mediului cu substanţe poluante.

Modelul este o centrală de menajare climă şi mediu, care constă dintr-o unitate de producere energie cu turbină de gaz cu două camere de ardere care funcţionează cu gaz, în mod avantajos cu gaze naturale şi ulei, şi cu turbină cu aburi, dotată cu unitate de evacuare produse de ardere. Uleiul folosit pentru funcţionarea turbinei cu gaz este ulei de alge obţinut prin presare sau sistem cu ultrasunete sau proces de extracţie din alge crescute în bioreactorul de alge, înzestrat cu unitate de primire bioxid de carbon. Unitatea de primire a bioxidului de carbon a bioreactorului de alge este legat prin conducte de unitatea de separare a bioxidului de carbon din produsele de ardere. Ieşirea unităţii de primire a bioreactorului de alge este legată de punctul de intrare a bioxidului de carbon a bioreactorului de alge. în mod avantajos turbina cu aburi funcţionează cu căldura remanentă de la turbina cu gaze.

Bioreactorul de alge este conceput ca o uzină pentru producerea uleiului de alge. La bioreactorul de alge este legată o centrifugă de alge, unitate de presare ulei de alge, unitate de separare ulei de alge de brichetele de alge. Unitatea de separare este legată de un rezervor de depozitare brichete de alge şi/sau rezervor de depozitare ulei de alge. La bioreactorul de alge în cazul dat este legată o pompă cu apă, unitate de curăţire, filtre, dozator de substanţe nutritive, pompă de aer pentru reglarea 5 6 RO 2012 00005 U1 intrării gazelor de eşapament aparţinând unităţii de intrare bioxid de carbon, toate conduse de calculator. în cazul dat uleiul introdus în cele două camere de ardere a turbinei cu gaz este ulei vegetal şi/sau biodizel, şi/sau ulei uzat refolosit, şi/sau ulei comestibil refolosit, şi/sau ulei sintetic. în mod avantajos în unitatea de evacuare produse de ardere sunt amplasate şi filtre chimice şi fizice.

Modelul este prezentat detailat pe baza desenelor.

Figura 1. este prezentarea schematică a componentelor uzinei de producere a uleiului de alge, a legăturile elementelor unităţilor între eleşi legăturile acestora la unităţile centralei.

Figura 2. este prezentarea schematică a unităţilor centralei, precum şi a legăturilor componentelor acestor unităţi între ele şi cu alte unităţi.

Figura 3. este prezentarea unei posibile variante a centralei conform figurii 2. unde s-au nominalizat componentele şi s-a precizat cantitatea de materiale introduse şi rezultate în proces.

Modelul centralei de menajare climă şi mediu (fig 2) constă din unitatea de evacuare produse de ardere 3 şi unitatea de producere a energiei 4 cu turbină de gaze 15 cu două camere de ardere 33 şi în cazul dat cu turbină de aburi 16, funcţionând cu gaze naturale, în mod avantajos cu gaze naturale şi ulei, şi din unitatea de producere a uleiului de alge. Gazul natural pentru funcţionarea turbinei cu gaze 15 este introdus prin conductele de gaze naturale în staţia de primire gaze 2, în rezervoarele de expansiune 30, iar uleiul este ulei de alge obţinut din algele crescute în bioreactorul de alge 6 înzestrat cu unitatea de primire bioxid de carbon 7, prin presare sau sistem cu ultrasunete sau proces de extracţie. în unitatea de evacuare produse de ardere 3, este un separator de bioxid de carbon 5, care este legat de ieşirea 8 a unităţii de primire a bioxidului de carbon 7 a bioreactorului de alge 6, componentă a unităţii de producere a uleiului de alge 24, cu punctul de intrare 9 a bioxidului de carbon în bioreactorul de alge 6 prin conducte. în unitatea de evacuare 6 7 RO 2012 00005 U1 produse de ardere 3 sunt amplasate filtre chimice şi fizice 17. Aceste filtre chimice şi fizice 17 ale unităţii de evacuare produse de ardere 3 după saturare sau uzură se pot folosi ca şi combustibil.

La realizarea avantajoasă a modelului (fig 1) bioreactorul de alge 6 este conceput ca uzină de producere ulei de alge 18. La bioreactorul de alge 6 este legată centrifuga de alge 10, unitatea de presare ulei de alge 11, iar la unitatea de presare ulei de alge 11 este racordată unitatea de separare 12 a brichetelor de alge de uleiul de alge. Unitatea de separare alge 12 este legată de rezervorul de depozitare 13 brichete de alge. La bioreactorul de alge 6 sunt racordate: pompa de apă 20, unitatea de curăţire 21, filtre 22, dozator de substanţe nutritive 23 -toate conduse de calculatorul 19. Unitatea de primire bioxid de carbon 7 este legată de unitatea de evacuare produse de ardere 3, prin sistemul de separare bioxid de carbon 5 iar ieşirea 8 este legată de intrarea bioreactorului de alge 6. Unitatea de primire 7 este înzestrată cu pompa de aer 34 pentru reglarea intrării gazelor de eşapament. Unitatea de producere a uleiului de alge 24 este compusă din uzina de obţinere a uleiului de alge 18 şi din rezervorul de depozitare ulei de alge 14.

Unitatea de producere a energiei 4 cu turbină cu gaze şi/sau turbină cu aburi este acţionată de turbina cu gaze 15 cu cele două camere de ardere 33, în urma arderii uleiului de alge produs în bioreactorul de alge 6, obţinut prin presare sau cu sistemul cu ultrasunete sau extracţie, şi gaze în speţă gaze naturale, în turbina cu gaze 15, şi cu căldura rămasă cu turbina cu aburi 16. în anumite cazuri uleiul de alge poate fi înlocuit cu ulei vegetal şi/sau biodizel şi/sau ulei uzat refolosit şi/sau ulei comestibil refolosit şi/sau ulei sintetic.

Construcţia ţi principiul de funcţionare a unităţii de producere a energiei 4 este cunoscut. Turbina cu gaze 15 este compusă din compresorul 31 şi turbina 32 în a cărei cele două camere de ardere 33 este introdus uleiul de alge şi gazul. Turbina cu gaze 15 produce pe de o parte căldură, pe de altă parte antrenează generatorul 25. Căldura produsă în turbina cu gaze 15 este introdusă în unitatea de utilizare căldură 35, care se compune din cazanul 26 şi unitatea de preparare apă 27. La turbina cu aburi 16 în modul cunoscut este legat sistemul de răcire 29, care este compus din turn de răcire şi condensator. Unitatea de producere a energiei 4 este condus de un 7 RO 2012 00005 U1 δ calculator de proces 28, care asigură buna funcţionare, automatizarea procesului şi măsurarea noxelor.

La funcţionarea centralei 1 conform modelului (fig 2 şi 3) gazul (natural) şi uleiul de alge se introduc în cele două camere de ardere 33 ale unităţii de producere a energiei 4, iar de acolo în turbina cu gaze 15, unde combustibilii se ard, şi în modul cunoscut se întrebuinţează. La unitatea de evacuare produse de ardere 3 este racordată instalaţia de separare 5 a bioxidului de carbon, cu care se separă bioxidul de carbon din gazele de eşapament rezultate în unitatea de producere a energiei 4. Bioxidul de carbon separat se conduce la bioreactorul de alge 6, parte componentă a unităţii de producere a uleiului de alge 24, care funcţionează cu lumină artificială şi/sau naturală,

Din bioreactorul de alge 6 algele se recoltează periodic în funcţie de producţia realizată. Algele recoltate se introduc în centrifuga de alge 10 pentu îndepărtarea umidităţii şi uscare. Algele deshidratate în unitatea de presare 11 se separă în brichete de alge şi ulei de alge. Uleiul de alge în cazul dat prin rezervorul de ulei de alge 14 se introduce în camera de ardere 33 a turbinei cu gaz 15 din cadrul unităţii de producere a energiei 4. Brichetele de alge se folosesc ca furaje pentru animale, sau combustibil.

Apa rezultată la centrifugarea algelor recoltate se purifică în modul cunoscut, şi se refoloseşte, în cazul dat se reintroduce în bioreactorul de alge 6. în unitatea de evacuare produse de ardere 3 se introduc filtre chimice şi fizice 17, care după saturare sau uzură se folosesc ca şi combustibil în instalaţiile de producere a energiei.

Temperarea (încălzirea) uzinei de producere a uleiului de alge 18, iar în interiorul acesteia a bioreactorului de alge 6 se poate realiza cu căldura produsă de sistemul de recuperare căldură 35. în mod avantajos căldura rămasă de la turbina cu gaze 15 a unităţii de producere a energiei 4 se foloseşte la funcţionarea turbinei cu aburi 16.

Gazul natural pentru funcţionarea unităţii de producere a energiei 4 se depozitează în rezervoarele tampon 30, din cadrul staţiei de gaze 2 şi se introduce în turbina cu gaze 15 a unităţii de producere a energiei 4. 9 RO 2012 00005 U1 Căldura gazelor de eşapament rezultate la turbina cu gaze 15 a unităţii de producere a energiei 4, se foloseşte în cazanul 26, unde se obţine abur de înaltă presiune pentru turbina cu aburi 16, care antrenează generatorul 25.

Unitatea de preparare apă 27, parte componentă a unităţii de producere a energiei 4, asigură calitatea apei pentru producerea aburului de înaltă presiune în cazanul 26. Unitatea de producere a energiei 4 lucrează în ciclu abur-gaze, şi produce energie electrică şi căldură pentru consumatorii interni şi externi. Gazele din cazanul 26 intră în sistemul de separare bioxid de carbon 5 a unităţii de evacuare produse de ardere 3, iar după separarea bioxidului de carbon, prin filtrele 17 ajung în atmosferă prin coşul de fum, ne mai fiind poluante pentru mediu. Emisia aceasta de "") gaze care nu mai este nocivă pentru mediu este controlată de sistemul de control ecologic din blocul de conducere şi control a procesului 28. Pentru pornirea şi reglarea funcţionării turbinelor cu gaze 15 se foloseşte şi ulei de biogaz care se produce în unitatea de fabricaţie ulei de alge 24, din algele crescute în bioreactorul de alge 6. Bioxidul de carbon separat din gazele de ardere a cazanelor 26 se foloseşte la funcţionarea bioreactorului de alge 6 din cadrul uzinei de producere a uleiului de alge 18. în continuare se prezintă ca exemplu o realizare posibilă cu datele de producţie a centralei 1 compusă din unitatea de producere a uleiului de alge 24 şi unitatea de producere a energiei 4.

Bioreactorul de alge 6 din sera cu suprafaţă utilă de 3200 mp, care iarna poate fi încălzită-iar vara răcită (24 C°), este confecţionat din ţevi cu diametrul de 30 cm de policarbonat în lungime de 488 ml. în ţevi poate fi crescută o cantitate de 339000 litri suspensie de alge (1 ml=70,65 I). După centrifugarea algelor recoltate rezultă o substanţă uscată de 17% adică 57500 I de alge uscate, care se foloseşte la obţinerea uleiului de alge prin presare. Conţinutul de ulei al substanţei uscate este de 36 %, deci se poate obţine 20700 I biodizel. în urma presării rezultă 37000 kg brichete de alge care are un conţinut de ulei de 5%.

Algele cultivate în bioreactorul de alge 6 sunt algele Chlorella minutissima a cărei conţinut de ulei este 39,9%. Caracteristica acestei alge este faptul că în 20 de ore îşi măreşte de cinci ori volumul. Cultivarea se face în apă cu pH de 5,7. Pentru 9 10 RO 2012 00005 U1 înmulţire în afară de lumină sunt necesarie substanţe nutritive de origine anorganică şi bioxid de carbon. Lumina artificială trebuie să fie de cel puţin 130 lux/mp. Pentru o înmulţire corespunzătoare apa trebuie să aibă un conţinut de 2% bioxid de carbon dizolvat. Compoziţia nutritivilor pentru alge este: KH2P04 1,31; MgS047H20 0,5; uree 0,44; Ca 5; Fe 2; Μη, Zn, B 0,5; Cu 0,04; Mo 0,02; Co; V 0,01; Fe, Mn, Zn, Cu, Co+ EDTA, unde cantităţile sunt date în g/l. Soluţia obţinută are pH-6,0.

Uzina de producere a uleiului de alge 18 în care este bioreactorul de alge 6 şi atelierul de presare ulei de alge de asemenea centrala energetică şi anexele inclusiv laboratorul sunt concepute într-un complex. Complexul este de exemplu o seră de 5600 mp, cu o înălţime de 6 m cu sticlă dublă cu umbrelă energetică, ca procesul de ) producţie să se realizeze în acelaşi loc, fără transport.

Cultivarea algelor se face în seră într-un sistem de ţevi de policarbonat în trepte. Atelierul de presare (centrifuga 10, presa de ulei de alge 11, unitatea de separare 12 etc) are un necesar de energie de 283 kW/h (lucrează 300 zile/an) adică 2038 MW/an. Bioxidul de carbon rezultat din cazanul 26 se introduce în bioreactorul de alge 6 ca nutritiv pentru alge. Bioreactorul de alge 6 şi atelierul de presare se menţin pe cât posibil la o temperatură de 24 C°, cu o pompă de căldură (nu este figurată). Necesarul de energie a pompei de căldură este de 130 kW/h. Consunul anual de energie este de 234 MW (funcţionare 6 ore/zi, 300 zile/an). Pompele de apă 20 care deservesc bioreactorul de alge 6 consumă 60 kW/h. Pompele de apă funcţionează 300 zile/an consumul de energie fiind de 432 MW/an. Lămpile de asimilare (400 bucx600 W=240 kW/h, 128 qmol/mp/sec=9,771 LUX) în timpul lipsei de lumină solară şi noaptea, luminează bioreactorul de alge 6, ca să asigure înmulţirea continuă a algelor. Consumul anual este de 864 MW (funcţionare medie zilnică de 12 ore, 300 zile/an). Dacă este necesar se poate racorda la sistem un generator diesel cu capacitatea de 320 kW/h (nu este figurat). Consumul este de 12 l/h ulei de alge (300 l/zi). Generatorul diesel are capacitatea de 2304 MW/an şi asigură necesarul de energie a uzinei în proporţie de 70%. Bioxidul de carbon din gazele de eşapament a generatorului diesel este introdus în bioreactorul de alge 6 pentru nutriţia algelor. Necesarul de energie a bioreactorului de alge 6 şi anexelor pentru producerea uleiului de alge este de 3568 MW/an. Producţia proprie de energie 10 11 RO 2012 00005 U1 electrică este de 2304 MW/an. Deficitul de energie electrică este de 1264 MW/an care se asigură din producţia de energie electrică produsă în centrala 1. Anual cu 8600 tone biodizel de alge cu adaos de gaze naturale se poate obţine 135750 MW/an energie electrică. Din aceasta centrala 1 pentru nevoi proprii se foloseşte 42750 MW/an, deci se poate valorifica 93000 MW/an energie electrică. Gazele de ardere a turbinei cu gaze 15 conţin între 2-4% bioxid de carbon, care printr-un sistem de filtrare se răcesc şi cu ajutorul pompei de aer 34 se introduc în bioreactorul de alge 6. Cele trei turbine ale unităţii de producere a energiei 4 (două turbine cu gaze 15 şi o turbină cu aburi 16) produc cu aproximaţie 18 MW/h energie electrică, din aceasta pentru nevoi proprii folosesc mai puţin de 5 MW/h-deci se ) poate valorifica mai mult de 13 MW/h energie electrică sau ca alternativă aproximativ 9 MW/h energie electrică şi cel puţin 20 t/h abur (256 oC-5 bari). Cele două uzine de ulei de alge 18 produc aproximativ 1245 l/h ulei de alge. Necesarul de energie este de 1 MW/h care se asigură din producţia de energie electrică a centralei 1.

Pentru funcţionarea în siguranţă a centralei 1 rezervorul de depozitare gaze 30 este umplut cu gazul necesar pentru două zile de funcţionare a unităţii de producere a energiei 4, totodată rezervorul de depozitare ulei de alge 14 este conceput să asigure necesarul de carburant pentru opt zile, asigurând prin aceasta funcţionarea continuă a turbinei cu gaze 15. Dacă din anumite motive temporar nu intră gaze naturale în centrală, de exemplu datorită reparaţiilor obligatorii, atunci unitatea de producere a energiei 4 poate funcţiona în continuare cu uleiul de alge produs, deci poate asigura continuitatea alimentării consumatorilor.

Avantajele modelului constau în faptul că algele nu ocupă teren cultivabil şi producţia de ulei este mai mare decât la cele mai bune plante de ulei. Din alge se poat obţine biocarburant fără ca să se folosească hrana umană (răpită, soia, cereale). înmulţirea algelor este constantă şi independentă de anotimp, recolta se poate strânge zilnic de mai multe ori. Bioxidul de carbon rezultat în centrala cu ciclu combinat gaze-aburi care funcţionează cu uleiul obţinut din bioreactorul de alge şi gaze naturale, se poate folosi la cultivarea algelor. Afirmăm că folosind această 11 12 RO 2012 00005 U1 centrală se poate întârzia consecinţele catastrofale ale modificărilor de climă, şi poate chiar şi copii noştri vor beneficia de efectele pozitive ale naturii. Bioreactoru! de alge parte componentă a centralei, produce menajând mediul, acel carburant alternativ biodizelul, care nu se fabrică din plantele folosite de om pentru alimentaţie. Brichetele de alge rezultate la fabricarea biodizelului sunt utilizabile. Bioxidul de carbon rezultat în centrală este legat de bioreactorul de alge, adică algele îl folosesc şi îl transformă. Apa utilizată la producţia de alge se poate epura şi refolosi. Producţia de alge se poate realiza şi cu lumină artificială. Din multitudinea speciilor de alge mai multe sunt corespunzătoare pentru fabricarea carburanţilor, de asemenea prin modificări genetice conţinutul de ulei poate fi crescut iar folosirea oricăruia dă rezultate mai bune decât porumbul sau trestia de zahăr folosite până acum. Aceasta se poate explica prin faptul că marea majoritate a algelor pot să se dubleze zilnic. Cel puţin la fel de important este şi faptul că la folosirea tehnologiei nu trebuie să scos din procesul agricol nici un metru pătrat de teren, şi la creşterea algelor se pot folosi şi terenuri nefertile. 12 15 15 RO 2012 00005 U1 \: : LEGENDĂ 1. centrală 2. staţie de primire gaze 3. unitate de evacuare produse de ardere * 4. unitate de producere a energiei 5. unitate de separare 6. bioreactor de alge 7. unitate de primire 8. ieşire 9. punct de intrare 10. centrifuga de alge i 11. unitate de presare ulei de alge 12. unitate de separare 13 rezervor de acumulare brichete de alge 14. rezervor de acumulare ulei de alge 15. turbină cu gaze 16. turbină cu aburi 17. unitate de filtrare 18. uzină de producere ulei de alge 19. comandă 20. pompă de apă 21. unitate de curăţire 22. filtre 23. dozator de nutritivi 24. unitate de producere ulei de alge 25. genărator *26. cazan 27. unitate de preparare apă 15 16 27. unitate de preparare apă 28. bloc de conducere şi verficare proces 29. sistem de răcire 30. rezervor 31. compresor 32 turbină 33. cameră de ardere 34. pompă de aer 35. unitate de utilizare căldură r‘ ) RO 2012 00005 U1 16

Claims (5)

13 RO 2012 00005 U1 REVENDICĂRI 1. Centrală de menajare climă şi mediu, constând dintr-o unitate de producere a energiei (4) cu turbină cu gaze (15) cu două camere de ardere (33) care funcţionează cu gaze, în mod avantajos cu gaze naturale şi ulei, şi cu turbină cu aburi (16), şi care este prevăzută cu o unitate de evacuare produse de ardere (3) caracterizată prin aceea că uleiul folosit la alimentarea turbinei cu gaze (15) este ulei de alge obţinut din alge crescute în bioreactorul de alge (6) înzestrat cu unitate de primire bioxid de carbon obţinut prin presare sau sistem cu ultrasunete sau proces de extracţie (7), unde unitatea de primire a bioxidului de carbon (7) a bioreactorului de alge (6) este legat prin conducte de sistemul de separare (5) a bioxidului de carbon din cadrul unităţii de evacuare a produselor de ardere (3), de asemenea ieşirea (8) a unităţii de primire (7) a bioreactorului de alge (6) este racordată la punctul de intrare (9) a bioxidului de carbon a bioreactorului de alge (6).

2. Centrală conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că turbina cu aburi (16) este acţionată cu căldura reziduală a turbinei cu gaze (15).

3. Centrală conform revendicării 1 , caracterizată prin aceea că bioreactorul de alge (6) este conceput ca uzină (18) de producere a uleiului de alge, adică la bioreactorul de alge (6) este legată centrifuga de alge (10), unitatea de presare (11) şi unitatea de separare (12) brichete de alge de uleiul de alge, unitatea de separare (12) este legată de rezervorul de depozitare brichete de alge (13) şi/sau rezervor de depozitare (14) ulei de alge, la bioreactorul de alge (6) sunt legate pompa de apă (20), unitatea de curăţire (21), filtre (22), dozatorul de nutritivi (23), pompă de aer 13 14 RO 2012 00005 U1 (34) pentru reglarea intrării gazelor de eşapament aparţinând unităţii de intrare bioxid de carbon (7)-toate conduse de calculator (19).

4. Centrală conform oricărei revendicări 1 - 3, caracterizată prin aceea că uleiul introdus în cele două camere de ardere (33) ale turbinei cu gaze (15) este ulei vegetal şi/sau biodizel, şi/sau ulei uzat refolosit, şi/sau ulei comestibil refolosit, şi/sau ulei sintetic.

5. Centrală conform oricărei revendicări 1-4, caracterizată prin aceea că în unitatea de evacuare produse de ardere (3) sunt amplasate şi filtre (17) chimice şi fizice. ί 14