RU2021100897A

RU2021100897A - Устройство и способ обессеривания природного газа

Info

Publication number: RU2021100897A
Application number: RU2021100897A
Authority: RU
Inventors: Рольф ХУЭЛЛЕР
Original assignee: Кнауф Гипс Кг
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2022-07-18

Claims

1. Устройство (100) для обессеривания природного газа, содержащее

a) систему обессеривания (102) высокосернистого газа (101), в которой, помимо обессеренного природного газа (103), образуется сероводородсодержащий кислый газ (104),

b) систему (106) извлечения из кислого газа (104), образованного в системе обессеривания (102), элементарной серы (107) и сероводородсодержащего остаточного газа (108) в качестве отходящего газа, и

c) установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21) из остаточного газа (108) или кислого газа (104) или из смеси кислого газа (104) и остаточного газа (108), при этом устройство дополнительно содержит

c1) устройство для выработки электроэнергии (4), содержащее топочное устройство (6) для сжигания остаточного газа (108) или кислого газа (104) или смеси остаточного газа (108) и кислого газа (104), при этом энергия, выделяемая при сжигании, по меньшей мере частично используется для выработки электроэнергии,

с2) систему (19) обессеривания топочных газов для обессеривания содержащих оксид серы отходящих газообразных продуктов (18) сгорания, выделяющихся при сжигании, путем образования гипса (21),

d) газопроводную систему (105) для подачи кислого газа (104) из системы обессеривания (102) в систему (106) для извлечения элементарной серы (107) и в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21) а также для подачи остаточного газа (108) из системы (106) извлечения элементарной серы (107) в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21), причем

d1) газопроводная система (105) имеет газораспределительное устройство (109), которое в первом положении подает кислый газ исключительно в систему (106) для извлечения элементарной серы (107), во втором положении подает кислый газ исключительно в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21), а в распределительном положении подает первую часть кислого газа (104) в систему (106) для извлечения элементарной серы (107), а вторую часть кислого газа (104) в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21).

2. Устройство (100) по п. 1, в котором топочное устройство (6) устройства (4) для выработки электроэнергии содержит парогенератор или представляет собой парогенератор, который является частью термодинамического контура (11) паросилового процесса, который, в свою очередь, содержит паровую турбину (7), установленную за парогенератором, и конденсатор (9), установленный за паровой турбиной (7),

при этом для выработки электроэнергии служит генератор (8), приводимый в действие паровой турбиной (7).

3. Устройство (100) по п. 1 или 2, в котором устройство (4) для выработки электроэнергии содержит газовую турбину (27) и/или газовый двигатель (28), а

для выработки электроэнергии служит генератор (8), приводимый в действие газовой турбиной (27) и/или газовым двигателем (28).

4. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее

измерительный прибор (12) для выявления состава и/или теплотворной способности газа перед сжиганием в топочном устройстве (6),

анализирующий аппарат (13) для сравнения указанного выявленного состава с заданным составом или заданным диапазоном состава и/или для сравнения указанной выявленной теплотворной способности с заданной теплотворной способностью или заданным диапазоном теплотворной способности, и

управляющее устройство (14) и подающее устройство (15) для подачи природного газа (16), при этом когда анализирующий аппарат (13) выявляет отклонение от заданного состава и/или заданного диапазона состава или заданной теплотворной способности и/или заданного диапазона теплотворной способности, управляющее устройство (14) устанавливает дополнительную долю природного газа, необходимую для корректировки, и перед сжиганием добавляет ее к газу (3) с использованием подающего устройства (15).

5. Устройство (100) по п. 4, в котором заданный состав или заданный диапазон состава включает следующие доли в мольных процентах:

сероводород: от 3% до 70%, в частности от 40% до 60%, предпочтительно приблизительно 50%, и/или

диоксид углерода: от 10% до 90%, в частности от 40% до 60%, предпочтительно приблизительно 50%, и/или

заданная теплотворная способность или заданный диапазон теплотворной способности составляет от 9 до 30 МДж/м³ (при стандартных условиях), в частности от 15 до 25 МДж/м³ (при стандартных условиях), предпочтительно приблизительно 20 МДж/м³ (при стандартных условиях).

6. Устройство (100) по любому из пп. 1-5, в котором установка (1) для производства электричества (24) и гипса (21) содержит гипсовый цех (22), в котором гипс (21), полученный в процессе обессеривания топочных газов (19), используется для производства гипсовых изделий (23), в частности гипсокартонных панелей и/или готовых гипсовых штукатурных смесей.

7. Устройство (100) по п. 6, в котором гипсовый цех (22) полностью или частично удовлетворяет свои потребности в электроэнергии с использованием электроэнергии из устройства (4) для выработки электроэнергии, и/или

гипсовый цех (22) полностью или частично удовлетворяет свои потребности в тепле с использованием газообразных продуктов (18) сгорания, образующихся при сжигании газов в топочном устройстве (6) и/или в процессе выработки электроэнергии, в частности в термодинамическом контуре (11) паросилового процесса.

8. Способ обессеривания природного газа с использованием устройства по любому из предшествующих пунктов, включающий следующие этапы:

a) обеспечение наличия природного газа в виде сероводородсодержащего высокосернистого газа (101);

b) обессеривание высокосернистого газа (101) с использованием системы обессеривания (102), в которой, в дополнение к обессеренному природному газу (103), образуется сероводородсодержащий кислый газ (104);

c) установку газораспределительного устройства (109) газопроводной системы (105) в первое положение или во второе положение или в распределительное положение, при этом в первом положении кислый газ подают исключительно в систему (106) для извлечения элементарной серы (107), во втором положении кислый газ подают исключительно в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21), а в распределительном положении первую часть кислого газа (104) подают в систему (106) для извлечения элементарной серы (107), а вторую часть кислого газа (104), подают в установку (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21);

d) производство электроэнергии (24) и гипса (21) из остаточного газа (108) или кислого газа (104) или из смеси кислого газа (104) и остаточного газа (108) с использованием установки (1) для производства электроэнергии (24) и гипса (21), причем

d1) остаточный газ (108) или кислый газ (104) или смесь остаточного газа (108) и кислого газа (104) подают в топочное устройство (6) устройства (4) для выработки электроэнергии и сжигают там, энергию, выделяемую при сжигании, по меньшей мере частично используют для выработки электроэнергии,

d2) содержащие оксид серы отходящие газообразные продукты (18) сгорания, полученные при сжигании, поступают на обессеривание топочных газов с использованием системы (19) обессеривания топочных газов, а

d3) при обессеривании топочных газов образуется гипс (21).

9. Способ по п. 8, в котором сжигание на этапе d1) происходит при температуре сгорания по меньшей мере 1000°С.

10. Способ по п. 8 или 9, в котором топочное устройство (6) устройства (4) для выработки электроэнергии содержит парогенератор или представляет собой парогенератор, который является частью термодинамического контура (11) паросилового процесса, который, в свою очередь, содержит паровую турбину (7) установленную за парогенератором, и конденсатор (9) установленный за паровой турбиной (7), при этом энергию, выделенную при сжигании, по меньшей мере частично используют для выработки электроэнергии, а именно выделенную энергию первоначально по меньшей мере частично используют в парогенераторе для производства пара, а произведенный пар по меньшей мере частично поступает в паровую турбину (7), которая приводит в действие генератор (8) для выработки электроэнергии.

11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором

устройство (4) для выработки электроэнергии содержит газовую турбину (27) и/или газовый двигатель (28), а

12. Способ по любому из пп. 8-11, в котором

перед сжиганием в топочном устройстве выявляют состав или теплотворную способность газа, подаваемого в устройство (4) для выработки электроэнергии на этапе d1),

выявленный состав сравнивают с заданным составом или заданым диапазоном состава и/или выявленную теплотворную способность сравнивают с заданной теплотворной способностью или с заданным диапазоном теплотворной способности,

а при наличии отклонения от заданного состава и/или заданного диапазона состава или заданной теплотворной способности и/или заданного диапазона теплотворной способности устанавливают дополнительную долю природного газа, необходимую для корректировки, и перед сжиганием добавляют ее к газу.

13. Способ по п. 12, в котором заданный состав или заданный диапазон состава включает следующие доли в мольных процентах:

диоксид углерода: от 10% до 90%, в частности от 40% до 60%, предпочтительно приблизительно 50%,

и/или заданная теплотворная способность или заданный диапазон теплотворной способности составляет от 9 до 30 МДж/м³ (при стандартных условиях), в частности от 15 до 25 МДж/м³ (при стандартных условиях), предпочтительно приблизительно 20 МДж/м³ (при стандартных условиях).

14. Способ по любому из пп. 8-13, в котором гипс (21), произведенный при обессеривании топочных газов (19), поступает в гипсовый цех (22) для получения гипсовых изделий (23), в частности, гипсокартонных панелей и/или готовых гипсовых штукатурных смесей.

15. Способ по п. 14, в котором гипсовый цех (22) полностью или частично удовлетворяет свои потребности в электроэнергии с использованием электроэнергии, произведенной на этапе d1), и/или

гипсовый цех (22) полностью или частично удовлетворяет свои потребности в тепле с использованием газообразных продуктов (18) сгорания, образующихся при сжигании газов на этапе d1) и/или в процессе выработки электроэнергии, в частности в термодинамическом контуре (11) паросилового процесса.