RU2385836C2 - Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation - Google Patents
Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385836C2 RU2385836C2 RU2008113706/15A RU2008113706A RU2385836C2 RU 2385836 C2 RU2385836 C2 RU 2385836C2 RU 2008113706/15 A RU2008113706/15 A RU 2008113706/15A RU 2008113706 A RU2008113706 A RU 2008113706A RU 2385836 C2 RU2385836 C2 RU 2385836C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- steam
- oxygen
- distributor
- supplied
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим и химическим комплексам и может быть использовано для одновременного получения эффективной, экологически чистой энергии и полезных химических продуктов.The invention relates to energy and chemical complexes and can be used to simultaneously obtain effective, environmentally friendly energy and useful chemical products.
Известны аналоги - энергетические комплексы в виде ТЭЦ, работающие на углеводородном сырье (природном газе или мазуте), и химические комплексы, например широко известные азотные комплексы, в которых путем паровой каталитической конверсии природного газа получают водород, который после очистки его от оксида углерода СО и диоксида углерода СО2 направляют в конвертор получения аммиака NH3, а углекислый газ CO2 в технологической установке превращается в удобрение карбомид [Федеральный справочник. Топливно-энергетический комплекс России, М.: «Центр стратегических программ», 2006 г., - с.423 (Электроэнергетика России, - с.335-338); Теплофикация СССР, Сб. статей под общей ред. С.Я.Белинского, Н.К.Громова. М.: «Энергия», 1977, - с.312 (Развитие и режимы работы ТЭЦ в электрических системах, - с.25-50); Теплоэнергетические установки и системы электроснабжения в текстильной промышленности. Учебное пособие для вузов. / Н.И.Взоров и др. - Легпромбытиздат, 1991, - 512 с. (Теплоэнергетические установки и источники тепла в системах теплоснабжения предприятия, с.5-75); Справочник азотчика. Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. - 2-е изд., перераб. М.: Химия, 1986, - 512 с, (Энерготехнологический принцип построения схем производства: Энерготехнологии крупнотоннажного производства, с.110-112; Энерготехнологическая схема производства аммиака мощностью 1360 т/сут, - с.112. Принцип построения энергетической схемы агрегата, - с.112-124)], согласно которым для получения энергии (тепловой и электрической) осуществляют преимущественно (до 75% от общей вырабатываемой энергии) процесс сжигания органического топлива (химическую реакцию окисления углеводородного сырья: природного газа или мазута), а для получения химических веществ на химических производствах затрачивается в определенных количествах энергия (тепловая или электрическая), например, для производства аммиака осуществляют следующие химические реакции:Analogs are known - energy complexes in the form of thermal power plants operating on hydrocarbon raw materials (natural gas or fuel oil), and chemical complexes, for example, widely known nitrogen complexes, in which hydrogen is produced by steam catalytic conversion of natural gas, which, after its purification from carbon monoxide CO and carbon dioxide CO 2 is sent to the converter for producing ammonia NH 3 , and carbon dioxide CO 2 in the technological installation is converted into fertilizer carbamide [Federal reference book. Fuel and Energy Complex of Russia, Moscow: “Center for Strategic Programs”, 2006, - p.423 (Electricity of Russia, - p.335-338); Heating of the USSR, Sat articles under the general ed. S.Ya. Belinsky, N.K. Gromova. M .: "Energy", 1977, - p. 312 (Development and modes of operation of thermal power plants in electrical systems, - p. 25-50); Thermal power plants and power supply systems in the textile industry. Textbook for universities. / N.I. Vzorov et al. - Legprombytizdat, 1991, - 512 p. (Thermal power plants and heat sources in enterprise heat supply systems, p.5-75); Reference book of nitrogen. Physico-chemical properties of gases and liquids. Production of technical gases. Process gas cleaning. The synthesis of ammonia. - 2nd ed., Revised. M.: Chemistry, 1986, - 512 s, (Energy-technology principle for constructing production schemes: Energy technologies for large-capacity production, pp. 110-112; Energy-technology scheme for the production of ammonia with a capacity of 1360 tons / day, - p. 112. The principle of constructing the energy scheme of the unit, - p.112-124)], according to which, for the production of energy (thermal and electric), the process of burning fossil fuels (chemical reaction of the oxidation of hydrocarbons: natural gas or fuel oil) is predominantly (up to 75% of the total energy generated), and for I chemicals in the chemical industry in the specified amounts expended energy (thermal or electrical), such as for the production of ammonia is carried out following chemical reactions:
- паровую каталитическую конверсию природного газа в синтез-газ (СО+3Н2);- steam catalytic conversion of natural gas to synthesis gas (СО + 3Н 2 );
- паровую каталитическую конверсию оксида углерода СО+Н2О→СО2+Н2;- steam catalytic conversion of carbon monoxide СО + Н 2 О → СО 2 + Н 2 ;
- очистку водорода 4Н2 от диоксида углерода CO2 с помощью адсорбции (например, раствора поташа и др.);- purification of hydrogen 4H 2 from carbon dioxide CO 2 using adsorption (for example, potash solution, etc.);
- проведение реакции синтеза азота с водородом 3Н2+N2→2NH3.- carrying out the reaction of nitrogen synthesis with hydrogen 3H 2 + N 2 → 2NH 3 .
Из приведенного рассмотрения процессов получения соответственно энергии и новых химических веществ особенно с участием водорода Н2 присутствуют обязательно в том или ином виде как процессы получения и применения энергии, так и химические реакции.From the above consideration of the processes of obtaining energy and new chemicals, respectively, especially with the participation of hydrogen H 2 , both processes of obtaining and applying energy and chemical reactions are necessarily present in one form or another.
Таким образом, водород следует рассматривать в энергетике как энергоаккумулирующее вещество, энергоноситель, синтетическое топливо, ресурсы которого в природе практически неисчерпаемы (суммарная масса водорода составляет 1% общей массы Земли, а число атомов водорода составляет 16% от общего числа атомов Земли), а в химических отраслях водород следует рассматривать как активный восстановитель, основной компонент для получения гидридов, как самый активный элемент в большинстве химических реакций [«Водород - топливо будущего» Подгорный А.Н., Варшавский И.Л., Киев: Наук. Думка, 1977, - 136 с. (см. с.4)]. Водород, являясь универсальным топливом, обладает абсолютной экологической чистотой и может заменить природный газ, бензин, дизельное топливо и мазут в энергетике, в тепловых двигателях (в транспорте), природный газ для бытовых целей, авиационное и ракетное топливо, кокс в металлургии, ацетилен при сварке, углеводороды в промышленной микробиологии. Таким образом, водород можно рассматривать одним из главных объединяющих перспективных компонентов для энергетических и химических систем будущего.Thus, hydrogen should be considered in the energy sector as an energy-accumulating substance, energy carrier, synthetic fuel, the resources of which are practically inexhaustible in nature (the total mass of hydrogen is 1% of the total mass of the Earth, and the number of hydrogen atoms is 16% of the total number of Earth’s atoms), and chemical industries, hydrogen should be considered as an active reducing agent, the main component for producing hydrides, as the most active element in most chemical reactions [“Hydrogen is the fuel of the future” A. Podgorny ., Varshavsky I.L., Kiev: Science. Dumka, 1977, 136 p. (see p.4)]. Hydrogen, being a universal fuel, has absolute ecological purity and can replace natural gas, gasoline, diesel fuel and fuel oil in the energy sector, in heat engines (in transport), natural gas for domestic purposes, aviation and rocket fuel, coke in metallurgy, and acetylene in welding, hydrocarbons in industrial microbiology. Thus, hydrogen can be considered one of the main unifying promising components for the energy and chemical systems of the future.
Недостатком действующих в настоящее время раздельно энергетических и химических комплексов соответственно в энергетике и химических отраслях промышленности является то, что указанные в них технологические процессы происходят раздельно, не используются максимально в цепочке технологически последовательных операций, например, в энергетических комплексах введение параллельно процессу получения энергии с максимальным КПД процесса проведения химических процессов получения водорода путем паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ или технический водород с достаточно полной утилизацией вредных выбросов как, например, на азотных комплексах утилизацией диоксида углерода в удобрение карбомид. Аналогично и во многих химических производствах можно утилизировать тепловую энергию, например, на выходе реактора паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ с температурой 700-900°С и давлением 1,8-2,5 МПа, превратив ее в электрическую энергию или тепловую энергию пара для удовлетворения собственных нужд. Это позволяет значительно повысить энергоэффективность и улучшить экологию таких важнейших энергоемких производств, как энергетика и химическая промышленность.The disadvantage of separately operating energy and chemical complexes in the energy and chemical industries, respectively, is that the processes specified in them occur separately, are not used to the maximum in the chain of technologically sequential operations, for example, in energy complexes, introducing parallel to the process of generating energy with the maximum Efficiency of the process of carrying out chemical processes for the production of hydrogen by steam catalytic conversion of natural gas to synthesis gas or technical hydrogen with a sufficiently complete utilization of harmful emissions, such as, for example, in nitrogen complexes by utilization of carbon dioxide in fertilizer carbamide. Similarly, in many chemical industries it is possible to utilize thermal energy, for example, at the outlet of the steam catalytic conversion of natural gas into synthesis gas with a temperature of 700-900 ° C and a pressure of 1.8-2.5 MPa, turning it into electrical energy or heat steam energy to satisfy one's own needs. This allows you to significantly increase energy efficiency and improve the ecology of such important energy-intensive industries as energy and the chemical industry.
Как известно, действующие в настоящее время энергосистемы в паровом цикле имеют довольно низкий КПД: 32-38% (для России) и 35-42% (для стран ЕС). Работа практически всех ТЭЦ сопровождается в значительных объемах выбросами диоксида углерода CO2, пара, постоянно увеличивая концентрацию диоксида углерода СO2 в атмосфере Земли и увеличивая связанный с этим так называемый «парниковый эффект» и рост среднегодовой температуры на планете Земля. Для борьбы с загрязнением атмосферы Земли мировое сообщество подписало Киотский протокол, согласно которому можно получать квоты на развитие прогрессивных технологий по уменьшению вредных выбросов. Одновременно с указанными проблемами нарастает угроза истощения углеводородного сырья, особенно нефти и газа. Поэтому разработка энергосберегающих технологий как в энергетике, так и в химических отраслях промышленности весьма актуальна. Одним из таких направлений является создание комбинированного энергохимического комплекса. В научных трудах [«Водород - топливо будущего» Подгорный А.Н., Варшавский И.Л., Киев: Наук. Думка, 1977, - 136 с.; «Водород: свойства, получение, хранение, транспортирование, применение»: Справ, изд. / Д.Ю.Гинзбург, В.П.Семенов, Н.Ф.Дубовкин, Л.Н.Смирнова, под ред. Д.Ю.Гинзбурга и др. - М.: Наука, 1989, - 672 с.; Легасов В.А. Атомно-водородная энергетика и технология. М.: Энергоатомиздат, вып.8, 1988, с.3-9] отмечается актуальность развития водородной энергетики, а в научном труде [Легасов В.А. Проблемы развития химии - прорыв в будущее. М.: Знание, 1987, - с.31] отмечается актуальность решения задачи химической энергетики в области синтеза энергоемких веществ не только в части получения такого энергоемкого элемента, как водород Н2, но и в части разработки сопряженных химических реакций. Создание таких принципов и работающих на их основе химических систем является крупным успехом химической технологии и химической энергетики, в результате чего могут быть разработаны эффективные способы получения водорода, его хранения, транспортирования в технологически безопасном состоянии, что в итоге позволит на новых принципах проектировать совместную работу энергетических и химических систем в виде энергохимических комплексов.As you know, the current energy systems in the steam cycle have a rather low efficiency: 32-38% (for Russia) and 35-42% (for the EU countries). The operation of almost all TPPs is accompanied in significant volumes by emissions of carbon dioxide CO 2 , steam, constantly increasing the concentration of carbon dioxide CO 2 in the Earth’s atmosphere and increasing the so-called “greenhouse effect” and the increase in the average annual temperature on planet Earth. To combat pollution of the Earth’s atmosphere, the world community signed the Kyoto Protocol, according to which quotas for the development of advanced technologies to reduce harmful emissions can be obtained. Along with these problems, the threat of depletion of hydrocarbons, especially oil and gas, is growing. Therefore, the development of energy-saving technologies in both the energy sector and the chemical industries is highly relevant. One of these areas is the creation of a combined energy-chemical complex. In scientific works [“Hydrogen is the fuel of the future” Podgorny AN, Varshavsky IL, Kiev: Science. Dumka, 1977, 136 p .; “Hydrogen: properties, production, storage, transportation, use”: Sprav, ed. / D.Yu. Ginzburg, V.P. Semenov, N.F. Dubovkin, L.N. Smirnova, ed. D.Yu. Ginzburg and others - M .: Nauka, 1989, - 672 p .; Legasov V.A. Hydrogen atomic energy and technology. M .: Energoatomizdat, issue 8, 1988, pp. 3-9] the urgency of the development of hydrogen energy is noted, and in the scientific work [Legasov V.A. Problems of the development of chemistry - a breakthrough into the future. M .: Knowledge, 1987, p.31], the urgency of solving the problem of chemical energy in the field of synthesis of energy-intensive substances is noted, not only in terms of obtaining such an energy-intensive element as hydrogen N 2 , but also in terms of the development of conjugated chemical reactions. The creation of such principles and chemical systems operating on their basis is a major success of chemical technology and chemical energy, as a result of which effective methods for producing hydrogen, its storage, transportation in a technologically safe state can be developed, which ultimately allows us to design joint work of energy and chemical systems in the form of energy-chemical complexes.
Из известных наиболее близким по технической сущности является «Способ паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ и устройство для его реализации» [Патент RU 2320532, опубл. 27.03.2008], согласно которому осуществляют паровую каталитическую конверсию природного газа в синтез газ (СО+3Н2) аналогично химическому процессу, например, получения аммиака, с утилизацией тепловой энергии уходящих дымовых газов наружного обогрева трубок с катализатором и газовой смесью из природного газа и перегретого пара для подогрева природного газа и пара через теплообменники перед их подачей в реактор паровой каталитической конверсии и с утилизацией кинетической и тепловой энергии синтез-газа на выходе реактора конверсии с помощью газовой турбины, приводящей во вращение генератор электрической энергии.Of the known closest in technical essence is the "Method of steam catalytic conversion of natural gas into synthesis gas and a device for its implementation" [Patent RU 2320532, publ. March 27, 2008], according to which steam catalytic conversion of natural gas to synthesis gas (СО + 3Н 2 ) is carried out similarly to a chemical process, for example, the production of ammonia, with the utilization of the thermal energy of the flue gases from the external heating of pipes with a catalyst and a gas mixture from natural gas and superheated steam for heating natural gas and steam through heat exchangers before they are fed to the steam catalytic conversion reactor and with the utilization of the kinetic and thermal energy of the synthesis gas at the outlet of the conversion reactor using a gas turbine that drives a generator of electrical energy.
Устройство для паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ содержит, как и в химических системах, блок сероочистки, трубчатую печь с реакционными трубками, заполненными никелевым катализатором на подложке из оксида алюминия с входом для газовой смеси из природного газа и перегретого пара, зону наружного обогрева реакционных трубок с выходом для дымовых газов, газовую горелку для наружного обогрева реакционных трубок с входом для природного газа и воздуха. Для утилизации тепловой и кинетической энергии синтез-газа на выходе трубчатой печи устройство снабжено газовой турбиной с генератором электрической энергии и синтез-газовой горелкой системы электротеплоснабжения, а также теплообменниками для подогрева природного газа и пара дымовыми газами из зоны наружного обогрева трубчатой печи перед подачей их в трубчатую печь.A device for steam catalytic conversion of natural gas into synthesis gas contains, as in chemical systems, a desulfurization unit, a tube furnace with reaction tubes filled with a nickel catalyst on an aluminum oxide substrate with an inlet for a gas mixture of natural gas and superheated steam, an outer zone heating the reaction tubes with an outlet for flue gases, a gas burner for external heating of the reaction tubes with an inlet for natural gas and air. To utilize the heat and kinetic energy of the synthesis gas at the outlet of the tube furnace, the device is equipped with a gas turbine with an electric energy generator and a synthesis gas burner of the electric heat supply system, as well as heat exchangers for heating natural gas and steam with flue gases from the zone of external heating of the tube furnace before being fed into tube furnace.
Как видно из приведенного описания, устройство содержит основные базовые блоки, характерные для большинства химических систем, использующих водород, и базовые блоки, характерные для энергетических систем. Приведенный прототип позволяет в значительной степени повысить энергоэффективность процесса и улучшить экологические показатели.As can be seen from the above description, the device contains the main base blocks characteristic of most chemical systems using hydrogen, and the base blocks characteristic of energy systems. The above prototype can significantly increase the energy efficiency of the process and improve environmental performance.
Недостатком способа и устройства, взятых за прототип, является то, что в них не осуществляется, как и в традиционной энергетике, комплексная переработка сырья - углеводородов, которая увеличивала бы степень их использования путем утилизации побочных продуктов и отходов и превращения их в полезные продукты, а также не осуществляется совмещение нескольких производств внутри энергетического предприятия, как это выполняется на химическом производстве. Так, при конверсии природного газа получают наряду с водородом (например, для синтеза аммиака NH3) диоксид углерода, который в процессе синтеза аммиака NH3 не используется.The disadvantage of the method and device, taken as a prototype, is that they do not carry out, as in traditional energy, complex processing of raw materials - hydrocarbons, which would increase the degree of their use by recycling by-products and waste and turning them into useful products, and Also, there is no combination of several industries within the energy enterprise, as is done in the chemical industry. Thus, during the conversion of natural gas, carbon dioxide is obtained along with hydrogen (for example, for the synthesis of ammonia NH 3 ), which is not used in the synthesis of ammonia NH 3 .
Аналогично и в энергетике при сжигании такого же количества природного газа в дымовых газах образуется такое же количество диоксида углерода СО2, которое обычно выбрасывается в атмосферу, загрязняя ее и создавая угрозу роста «парникового эффекта». В химической промышленности (например, в азотной) совмещают производство водорода, аммиака с получением карбомида (мочевины в качестве азотного удобрения), где утилизируется диоксид углерода CO2 в химической реакции:Similarly, in the energy sector, when burning the same amount of natural gas in flue gases, the same amount of carbon dioxide CO 2 is formed , which is usually released into the atmosphere, polluting it and creating a threat to the growth of the “greenhouse effect”. In the chemical industry (for example, in the nitrogen industry), the production of hydrogen and ammonia is combined with the production of carbide (urea as a nitrogen fertilizer), where carbon dioxide CO 2 is utilized in a chemical reaction:
2NH3+CO2→CO(NH2)2+Н2O2NH 3 + CO 2 → CO (NH 2 ) 2 + H 2 O
Использование побочных продуктов и отходов для получения полезных продуктов позволяет экономить традиционное природное сырье и снижать загрязнение окружающей среды.The use of by-products and waste to produce healthy products allows you to save traditional natural raw materials and reduce environmental pollution.
В целом рациональное и комплексное использование топлива, включая использование вторичных ресурсов, имеет важное значение для повышения эффективности энергетики путем получения не только электрической и тепловой энергии, но и в получении попутной промышленной (химической) продукции, что дает значительный экономической эффект, выражающийся в сокращении потерь, расширении сырьевой базы, повышении технико-экономических показателей, значительном улучшении экологии в атмосфере, охране недр и природных вод. Для повышения энергоэффективности и энергосбережения в большинстве своем не используется так называемая «провальная» ночная энергия на создание энергоаккумулирующих веществ, нерационально используются водные ресурсы, т.к. пар при сгорании углеводородного топлива выбрасывается вместе с дымовыми выбросами.In general, the rational and integrated use of fuel, including the use of secondary resources, is important for increasing the energy efficiency by obtaining not only electric and thermal energy, but also in obtaining associated industrial (chemical) products, which gives a significant economic effect, which is expressed in reducing losses , expanding the raw material base, improving technical and economic indicators, significantly improving the environment in the atmosphere, protecting the subsoil and natural waters. For the most part, to increase energy efficiency and energy saving, the so-called “failed” night energy for creating energy-accumulating substances is not used, water resources are irrationally used, because steam during the combustion of hydrocarbon fuels is emitted along with smoke emissions.
Техническим результатом предлагаемого водородного энергохимического комплекса является реализация в энергетической системе не только процесса получения и сжигания такого перспективного, экологически чистого топлива, как водород, полученный по технологии паровой каталитической конверсии природного газа, аналогично действующей технологии в химическом производстве, но и использование побочных продуктов и отходов и превращение их в полезные продукты, а также использование так называемой «провальной» ночной энергии для получения полезных энергоаккумулирующих веществ, осуществляя тем самым рациональное и комплексное использование топлива, что дает значительный экономический эффект, выражающийся в сокращении потерь как энергии, так и пара, части химических элементов, в расширении сырьевой базы, улучшении экологии в атмосфере, охране недр и природных вод и, в целом, повышении технико-экономических показателей. Кроме того, полученный путем паровой каталитической конверсии природного газа водород позволяет с успехом применить наряду с его прямым сжиганием, например, в газотурбинной установке с получением на выходе преимущественно пара, еще так называемый водородный пароперегрев, позволяющий повысить электрический КПД вместо 30-38% в существующих ТЭЦ до 60-75% в энергосистемах с водородным пароперегревом, что также обеспечивает дополнительное энергосбережение и экономию топлива [Малышенко С.П., Назаров О.В., Сарумов Ю.А. Некоторые термодинамические и технико-экономические аспекты применения водорода как энергоносителя в электроэнергетике. Атомно-водородная энергетика и технология. / Сб. статей, вып.8. - М.: Энергоатомиздат, 1988, - 272 с. (см. с.16-38); Легасов В.А., Пахомов В.П., Сарумов Ю.А. Пример региональной атомно-водородной системы энергообеспечения. - В Междунар. научном журнале «Альтернативная энергетика и экология, 2006, вып.7, с.63].The technical result of the proposed hydrogen energy-chemical complex is the implementation in the energy system of not only the process of producing and burning such a promising, environmentally friendly fuel as hydrogen obtained by the technology of steam catalytic conversion of natural gas, similar to the existing technology in chemical production, but also the use of by-products and waste and turning them into useful products, as well as using the so-called “failed” night energy to produce sex knowledge of energy-accumulating substances, thereby making rational and integrated use of fuel, which gives a significant economic effect, which is expressed in reducing losses of both energy and steam, part of chemical elements, in expanding the raw material base, improving the environment in the atmosphere, protecting the bowels and natural waters and , in general, improving technical and economic indicators. In addition, hydrogen obtained by steam catalytic conversion of natural gas makes it possible to successfully use, along with its direct combustion, for example, in a gas turbine installation with predominantly steam output, the so-called hydrogen superheat, which allows increasing electric efficiency instead of 30-38% in existing Thermal power plants up to 60-75% in power systems with hydrogen superheating, which also provides additional energy and fuel savings [Malyshenko SP, Nazarov OV, Sarumov Yu.A. Some thermodynamic and technical and economic aspects of the use of hydrogen as an energy carrier in the electric power industry. Hydrogen atomic energy and technology. / Sat articles, issue 8. - M.: Energoatomizdat, 1988, - 272 p. (see p. 16-38); Legasov V.A., Pakhomov V.P., Sarumov Yu.A. An example of a regional atomic-hydrogen energy supply system. - Int. scientific journal "Alternative Energy and Ecology, 2006, issue 7, p.63].
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что синтез-газ после трубчатой печи для утилизации тепловой и кинетической энергии направляют на газовую турбину, приводящую во вращение генератор электрической энергии, затем с выхода газовой турбины синтез-газ направляют в котел-утилизатор для выработки пара и снижения температуры до 300-400°С и с выхода котла-утилизатора синтез-газ поступает в реактор двухступенчатой паровой конверсии оксида углерода с участием железохромового катализатора (на первом этапе) и окиси цинка (на втором этапе) в диоксид углерода и свободный молекулярный водород, с выхода реактора паровой конверсии оксида углерода в диоксид углерода и молекулярной водород газовая смесь, состоящая из четырех молей водорода и одного моля диоксида углерода, поступает на вход блока короткоцикловой адсорбции (КЦА) для разделения газовой смеси на два разделенных газовых потока - на водород и диоксид углерода, при этом первая регулируемая часть водорода (около 25%) с выхода распределителя-регулятора подачи водорода направляется на один из входов водородной горелки для его сжигания в кислороде, подаваемом на второй вход горелки, установленной на входе первого водородного пароперегревателя, с выхода которого высокотемпературный пар (с температурой более 2800°С) после смешения с паром из распределителя-регулятора подачи перегретого пара поступает на вход первой паровой турбины, при этом перегретый пар с выхода первой паровой турбины поступает на вход второго водородного пароперегревателя для смешения с высокотемпературным паром от сгорания второй регулируемой части водорода (около 30%) и кислорода, подаваемых во вторую водородную горелку второго пароперегревателя, с выхода второго водородного пароперегревателя пар повышенной температуры поступает во вторую паровую турбину, на вход третьей паровой турбины пар повышенной температуры поступает с третьего водородного пароперегревателя, на вход которого пар поступает с выхода второй паровой турбины для смешения с высокотемпературным паром, поступающим с выхода третьей водородной горелки в результате сгорания третьей регулируемой части водорода (около 45%) и кислорода, поступающих соответственно на ее входы. При этом паровые турбины могут находиться как на одном объединенном валу, на котором находится один более мощный электрический генератор, так и на раздельных валах, на каждом из которых находится электрический генератор. Весь объем пара, полученный как с зоны наружного обогрева реакционных трубок трубчатой печи и с выхода котла-утилизатора тепловой энергии синтез-газа на выходе реактора паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ, так и объем высокотемпературного пара, полученного соответственно в результате сгорания части водорода в кислороде в первой, второй и третьей водородных горелках, поступает из последней паровой турбины как в котел-утилизатор нагрева воды для системы теплоснабжения и для котла-утилизатора тепловой энергии синтез-газа, так и в распределитель-регулятор подачи перегретого пара в трубчатую печь, в теплообменники для подогрева природного газа перед подачей его в трубчатую печь для конверсии, в первый водородный пароперегреватель и электрориформер.The essence of the invention lies in the fact that the synthesis gas after the tube furnace for the recovery of thermal and kinetic energy is sent to a gas turbine, which drives the electric energy generator, then from the outlet of the gas turbine the synthesis gas is sent to a recovery boiler to generate steam and reduce temperatures up to 300-400 ° С and from the output of the recovery boiler, the synthesis gas enters the two-stage steam reforming reactor of carbon monoxide with the participation of the iron-chromium catalyst (in the first stage) and zinc oxide (in the second stage) into carbon dioxide and free molecular hydrogen, from the outlet of the steam reforming reactor of carbon monoxide to carbon dioxide and molecular hydrogen, a gas mixture consisting of four moles of hydrogen and one mole of carbon dioxide is fed to the input of a short-cycle adsorption unit (CCA) for separating the gas mixture into two separated gas flows - hydrogen and carbon dioxide, while the first regulated part of hydrogen (about 25%) from the outlet of the distributor-regulator of hydrogen supply is directed to one of the inputs of the hydrogen mount ki for its combustion in oxygen supplied to the second inlet of the burner installed at the inlet of the first hydrogen superheater, from the output of which high-temperature steam (with a temperature of more than 2800 ° C) after mixing with steam from the distributor-controller for supplying superheated steam enters the input of the first steam turbine while superheated steam from the outlet of the first steam turbine enters the inlet of the second hydrogen superheater for mixing with the high-temperature steam from the combustion of the second regulated part of hydrogen (about 30%) and oxygen supplied to the second hydrogen burner of the second superheater, from the output of the second hydrogen superheater, the steam of elevated temperature enters the second steam turbine, to the input of the third steam turbine the steam of elevated temperature comes from the third hydrogen superheater, the input of which is supplied from the output of the second steam turbine to mix with high-temperature steam coming from the exit of the third hydrogen burner as a result of combustion of the third regulated part of hydrogen (about 45%) and oxygen coming accordingly to its inputs. In this case, steam turbines can be located both on one combined shaft, on which there is one more powerful electric generator, and on separate shafts, on each of which there is an electric generator. The entire volume of steam obtained both from the zone of external heating of the reaction tubes of the tube furnace and from the outlet of the heat recovery boiler of synthesis gas thermal energy at the outlet of the steam catalytic conversion of natural gas into synthesis gas reactor, and the volume of high-temperature steam obtained respectively from the combustion of a part hydrogen in oxygen in the first, second and third hydrogen burners, comes from the last steam turbine as a waste heat boiler for a heat supply system and for a heat recovery boiler with ntez gas distributor and the controller supplying superheated steam into the tube furnace, the heat exchangers to preheat the natural gas before it is fed into a tubular furnace for conversion into the first superheater and elektroriformer hydrogen.
Одновременно диоксид углерода СO2 направляют совместно с парами воды в соотношении как 1: 2,3 в электрориформер. Парогазовую смесь диоксида углерода и паров воды подвергают конверсии путем их восстановления в электрориформере, в результате чего образуется метан СН4 при применении в качестве катализатора никеля Ni, кобальта Со или рутения Ru по реакции: СО2+2Н2О→CH4+2O2, а при применении в качестве катализатора оксидов данных металлов образуется метанол СН3ОН по реакции: СО2+2Н2O→СН3ОН+1,5O2.At the same time, carbon dioxide CO 2 is sent together with water vapor in a ratio of 1: 2.3 to the electric reformer. A gas-vapor mixture of carbon dioxide and water vapor is subjected to conversion by reduction in an electric reformer, as a result of which methane CH 4 is formed when using nickel Ni, cobalt Co or ruthenium Ru as a catalyst by the reaction: СО 2 + 2Н 2 О → CH 4 + 2O 2 and when using these metals as a catalyst of oxides, methanol CH 3 OH is formed by the reaction: СО 2 + 2Н 2 O → СН 3 ОН + 1,5O 2 .
Наиболее целесообразно для переработки диоксида углерода использовать так называемую «провальную» (ночную) электрическую энергию, а также избыток электрической энергии в летний период.For the processing of carbon dioxide, it is most advisable to use the so-called "failed" (night) electrical energy, as well as an excess of electrical energy in the summer.
Кроме того, полученный в двойном объеме свободный кислород направляют на вход распределителя-регулятора подачи кислорода с его выхода на входы водородных пароперегревателей и на вход наружного обогрева трубчатой печи, обеспечивая при сгорании молекулярного водорода Н2 в кислороде дополнительно высокотемпературный чистый пар без присутствия вредных выбросов оксидов углерода СО и оксидов азота NOX, который после смешения его с подаваемым на один из входов перегретым паром направляют на очередную ступень паровой турбины, обеспечивая повышенный электрический КПД.In addition, free oxygen obtained in a double volume is directed to the inlet of the oxygen supply distributor-regulator from its outlet to the inlets of the hydrogen superheaters and to the inlet of the external heating of the tube furnace, providing additional high-temperature pure vapor without the presence of harmful emissions of oxides during the combustion of molecular hydrogen H 2 in oxygen carbon CO and nitrogen oxides NO X , which, after mixing it with superheated steam supplied to one of the inlets, is sent to the next stage of the steam turbine, providing higher electrical efficiency.
В водородном энергохимическом комплексе, содержащем, как и в химическом комплексе, устройство для паровой каталитической конверсии природного газа в синтез-газ CH4+Н2О→СО+3Н2, содержащее блок сероочистки, трубчатую печь с реакционными трубками, заполненными никелевым катализатором на подложке из оксида алюминия Аl2О3 с входом для газовой смеси из природного газа и перегретого пара, зону наружного обогрева реакционных трубок с выходом для дымовых газов, газовую горелку для наружного обогрева реакционных трубок с входом для природного газа и воздуха, газовую турбину с генератором электрической энергии для утилизации тепловой и кинетической энергии синтез-газа с выхода трубчатой печи, систему электротеплоснабжения, а также теплообменники для подогрева природного газа и пара перед их подачей в трубчатую печь отходящими дымовыми газами наружного обогрева трубчатой печи, согласно предлагаемому изобретению дополнительно вводятся котел-утилизатор тепловой энергии синтез-газа с выхода газовой турбины, реактор паровой конверсии оксида углерода СО в диоксид углерода CO2 и водород H2, блок КЦА для разделения водорода от диоксида углерода СО2, водородные горелки на входе соответственно первого, второго, третьего водородных пароперегревателей, на входы которых подаются соответственно водород и кислород, которые при своем сгорании в водородных горелках образуют высокотемпературный пар, поступающий в водородный пароперегреватель соответственно для смешения с перегретым паром, а из водородного пароперегревателя смешанный пар с повышенной температурой поступает соответственно каждый в свою паровую турбину, как правило, сидящие на общем валу с генератором электрической энергии, с последней паровой турбины перегретый пар поступает как в выходной котел-утилизатор, откуда горячая вода поступает в систему горячего водоснабжения и в систему парообразования - в котел-утилизатор тепловой энергии синтез-газа, так и в распределитель-регулятор подачи перегретого пара в трубчатую печь для конверсии природного газа, в теплообменники подогрева природного газа перед его подачей в трубчатую печь, на вход первого водородного пароперегрева и электрориформер; для утилизации диоксида углерода комплекс снабжен электрориформером с входом диоксида углерода, перегретого пара и выходом, например, метана на катализаторе из металлов никеля Ni, кобальта Со или рутения Ru или жидкого топлива - на катализаторе из оксидов металлов никеля NiO, кобальта СоО и т.д. и двойного объема свободного кислорода для подачи его в распределитель-регулятор подачи кислорода, с выхода которого кислород подается в водородные горелки водородных пароперегревателей и на вход наружного обогрева трубчатой печи, на вторые входы которых подается водород с выхода распределителя-регулятора подачи водорода, переключатель подачи топлива в зону наружного обогрева трубчатой печи: природного газа при запуске паровой каталитической конверсии природного газа и затем водорода после запуска процесса конверсии природного газа в водород. Кроме того, водородный энергохимический комплекс снабжен устройством разделения воздуха на кислород и азот, при этом кислород с устройства разделения воздуха поступает на один из входов распределителя-регулятора подачи кислорода, на второй вход которого поступает свободный кислород с электрориформера в результате реакции CO2+2Н2O→СН4+2O2; с выхода распределителя-регулятора кислород подается на один из входов наружного обогрева трубчатой печи и на один из входов водородных горелок водородных пароперегревателей, что позволяет при сгорании водорода в кислороде в зоне наружного обогрева трубчатой печи в водородных горелках водородных пароперегревателей получать чистый перегретый пар, который по замкнутому циклу внутри водородного энергохимического комплекса в достаточной мере покрывает внутренние потребности, исключая тем самым затраты на подачу, водоподготовку, на парообразование и выбросы паров воды в атмосферу.In a hydrogen energy-chemical complex containing, as in a chemical complex, a device for steam catalytic conversion of natural gas into synthesis gas CH 4 + Н 2 О → СО + 3Н 2 , containing a desulfurization unit, a tube furnace with reaction tubes filled with a nickel catalyst on a substrate of aluminum oxide Al 2 O 3 with the inlet for the gas mixture of natural gas and the superheated steam heating zone of the outer reaction tubes to an outlet for flue gases, a gas burner for external heating of the reaction tubes with the inlet for natural air and gas, a gas turbine with an electric energy generator for utilizing the heat and kinetic energy of the synthesis gas from the outlet of the tube furnace, an electric heat supply system, as well as heat exchangers for heating natural gas and steam before they are fed into the tube furnace with flue gases of external heating of the tube furnace, according to the invention HRSG heat energy of the synthesis gas is further introduced from the output of the gas turbine, the reactor carbon monoxide vapor conversion of CO to CO 2 and carbon dioxide odorod H 2 PSA unit for separating hydrogen from carbon dioxide CO2, hydrogen burner at the entrance, respectively the first, second, third hydrogen superheaters, the inputs of which are respectively, hydrogen and oxygen, which at its combustion in the hydrogen burner form a high-temperature steam, introduced into the hydrogen superheater, respectively, for mixing with superheated steam, and from the hydrogen superheater mixed steam with an elevated temperature enters each of its own steam turbine As a rule, superheated steam, seated on a common shaft with an electric energy generator, from the last steam turbine enters both the exhaust heat recovery boiler, from where the hot water enters the hot water supply system and into the steam generation system, into the heat recovery syngas heat recovery boiler, and in the distributor-regulator for supplying superheated steam to a tube furnace for converting natural gas, to heat exchangers for heating natural gas before it is fed to a tube furnace, to the inlet of the first hydrogen superheat and electric heating measures; for utilization of carbon dioxide, the complex is equipped with an electric reformer with an input of carbon dioxide, superheated steam and an exit, for example, methane on a catalyst made of nickel metals Ni, cobalt Co or ruthenium Ru or liquid fuel - on a catalyst made of metal oxides nickel NiO, cobalt CoO, etc. . and a double volume of free oxygen for supplying it to the oxygen distribution distributor-regulator, from the output of which oxygen is supplied to the hydrogen burners of the hydrogen superheaters and to the input of the external heating of the tube furnace, to the second inputs of which hydrogen is supplied from the output of the distributor-regulator of hydrogen supply, the fuel supply switch to the external heating zone of the tube furnace: natural gas when starting the steam catalytic conversion of natural gas and then hydrogen after starting the natural gas conversion process but into hydrogen. In addition, the hydrogen energy-chemical complex is equipped with a device for the separation of air into oxygen and nitrogen, while oxygen from the air separation device is supplied to one of the inputs of the oxygen supply distributor-regulator, to the second input of which free oxygen is supplied from the electric reformer as a result of the reaction CO 2 + 2Н 2 O → CH 4 + 2O 2 ; from the outlet of the distributor-regulator, oxygen is supplied to one of the inputs of the external heating of the tubular furnace and to one of the inputs of the hydrogen burners of the hydrogen superheaters, which allows for the combustion of hydrogen in oxygen in the zone of the external heating of the tube furnace in the hydrogen burners of the hydrogen superheaters, to obtain clean superheated steam, which the closed cycle inside the hydrogen energy-chemical complex sufficiently covers the internal needs, thereby eliminating the cost of supply, water treatment, steam formation and emission of water vapor into the atmosphere.
Такое сочетание новых признаков с известными позволяет решить поставленную техническую задачу, улучшить технические характеристики заявленного водородного энергохимического комплекса по следующим показателям:This combination of new features with the known allows you to solve the technical problem, improve the technical characteristics of the claimed hydrogen energy-chemical complex according to the following indicators:
- в энергохимическом комплексе обеспечивается реализация процессов не только получения и сжигания такого перспективного и экологически чистого топлива, как водород, полученный по действующей в химической промышленности технологии паровой каталитической конверсии природного газа в водород, но и использование побочных продуктов и отходов и превращения их в полезные продукты;- the energy-chemical complex ensures the implementation of processes not only for the production and burning of such promising and environmentally friendly fuels as hydrogen, obtained using the steam catalytic conversion of natural gas into hydrogen technology operating in the chemical industry, but also for the use of by-products and wastes and their conversion into useful products ;
- имеется возможность рационального использования так называемого «провального» режима работы энергосистем в ночное время для получения энергоаккумулирующих веществ, осуществляя тем самым рациональное и комплексное использование топлива, что также обеспечивает сокращение потерь как энергии, так и топлива, пара, улучшения экологии;- there is the possibility of rational use of the so-called “failing” mode of operation of energy systems at night to obtain energy-accumulating substances, thereby making rational and integrated use of fuel, which also ensures a reduction in losses of both energy and fuel, steam, and environmental improvement;
- полученный путем паровой каталитической конверсии природного газа водород позволяет применить его наряду с возможностью прямого сжигания, еще так называемый водородный пароперегрев, позволяющий повысить электрический КПД ТЭЦ с 30-38% в действующих ТЭЦ до 60-75% в энергосистемах с водородным пароперегревом;- hydrogen obtained by steam catalytic conversion of natural gas makes it possible to use it, along with the possibility of direct combustion, also the so-called hydrogen superheat, which allows increasing the electric efficiency of thermal power plants from 30-38% in existing thermal power plants to 60-75% in power systems with hydrogen superheating;
- в предлагаемом водородном энергохимическом комплексе удачно реализуется технология сжигания водорода в кислороде, в результате чего образуется чистый пар, который целесообразно полностью использовать для покрытия внутренних расходов, практически полностью исключая затраты на подачу воды, ее подогрев и выброс пара вместе с дымовыми газами, а из компоновки ТЭЦ исключаются дымососы и высотные трубы для выброса дымовых газов, а также реализуется практически полная утилизация тепловой энергии топлива внутри комплекса, ранее уходящая с дымовыми газами, состоящими из паров воды, диоксида углерода, оксидов СО и NOX.- the proposed hydrogen energy-chemical complex successfully implements the technology of burning hydrogen in oxygen, resulting in the formation of pure steam, which is advisable to completely use to cover domestic costs, almost completely eliminating the cost of supplying water, heating it and emitting steam along with flue gases, and from the layout of the CHP excludes smoke exhausters and high-altitude pipes for the emission of flue gases, and it also implements almost complete utilization of the thermal energy of the fuel inside the complex, previously leaving with flue gases, consisting of water vapor, carbon dioxide, oxides of CO and NO X.
На фиг.1 изображено устройство водородного энергохимического комплекса. Водородный энергохимический комплекс содержит блок сероочистки природного газа 1, соединенный с переключателем подачи топлива 2, теплообменником подогрева природного газа 3, выход которого соединен с распределителем-регулятором подачи природного газа 4, выход которого соединен с одним из входов 5 трубчатой печи 6, второй вход 5 соединен с выходом распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7, с входа 5 газовая смесь из природного газа и пара поступает в трубки 8 трубчатой печи 6 с катализаторами из окиси никеля на подложке из оксида алюминия Al2О3, выход переключателя подачи топлива 2 соединен с первым входом патрубка 9 зоны наружного обогрева 10 трубчатой печи 6, на второй вход патрубка 9 подается кислород с распределителя-регулятора подачи кислорода 11, с выхода 12 зоны наружного обогрева 10 трубок 8 с катализатором и газовой смеси из природного газа и пара трубчатой печи 6 полученный в результате сгорания водорода и кислорода высокотемпературный пар подается в распределитель пара 13, а с выхода 14 трубчатой печи 6 синтез-газ СО+3Н2, полученный в результате паровой каталитической конверсии природного газа в трубчатой печи 6 с температурой 700-900°С и давлением 1,8-2,5 МПа подается в газовую турбину 15, соединенную валом с генератором электрической энергии 16, с выхода газовой турбины 15 синтез-газ повышенной температуры поступает в котел-утилизатор 17 для выработки пара для внутренних нужд, с выхода котла-утилизатора 17 синтез-газ поступает в реактор 18 паровой каталитической конверсии оксида углерода СО в диоксид углерода СO2 и водород H2, с выхода реактора 18 паровой каталитической конверсии оксида углерода СО газовая смесь, состоящая из диоксида СО2 и четырех молей водорода H2, поступает в блок КЦА 19 отделения четырех молей водорода 4Н2 от диоксида углерода СO2, с выхода КЦА 19 водород поступает в распределитель-регулятор подачи водорода 20, с одного из выходов которого водород поступает в переключатель подачи топлива 2, а второй выход распределителя-регулятора подачи водорода 20 соединен соответственно с водородными горелками водородных пароперегревателей 21, 22, 23, на вторые входы которых подается кислород с распределителя-регулятора подачи кислорода 11, пар с выхода распределителя перегретого пара 13 поступает на вход распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7, с выхода которого перегретый пар поступает на вход теплообменника подогрева природного газа 3, на вход 5 трубчатой печи 6 и на третий вход водородного пароперегревателя 21, пар повышенной температуры с выхода водородного пароперегревателя 21 подается в турбину 24, соединенную валом со второй турбиной 25, а перегретый пар с выхода турбины 24 поступает на вход водородного пароперегревателя 22, с выхода которого пар повышенной температуры поступает в турбину 25, с выхода турбины 25 перегретый пар поступает в водородный пароперегреватель 23, с выхода которого пар повышенной температуры поступает в турбину 26, откуда перегретый пар поступает как в котел-утилизатор 27 тепловой энергии пара, в котором пар конденсируется в воду полностью, с выхода котла-утилизатора 27 чистая горячая вода поступает в систему теплоснабжения 28, в котел-утилизатор 17, так и в распределитель-регулятор подачи перегретого пара 7; соединенные общим валом турбины 24, 25, 26 вращают генератор электрической энергии 29 с повышенным КПД; отделенный блоком короткоцикловой адсорбции (КЦА) 19 диоксид углерода СO2 от водорода 4Н2 направляется совместно с перегретым паром с выхода распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7 на вход электрориформера 30, электрическая энергия в который подается с выхода генератора электрической энергии 16, с выхода электрориформера 30 полученный синтетический метан СH4 на катализаторах из металлов никеля Ni, кобальта Со или рутения Ru направляется в распределитель-регулятор подачи природного газа 4, а двойной объем кислорода со второго выхода электрориформера 30 поступает в распределитель-регулятор подачи кислорода 11, на второй вход которого кислород поступает по мере потребности с разделителя воздуха 31, со второго выхода которого выдается азот N2, например, для продажи или в реактор получения аммиака NH3 по реакции 3Н2+N2→2NH3, и далее в реактор утилизации диоксида углерода СO2 в удобрение карбомид по реакции СO2+2NH3→CO(NH2)2+H2O.Figure 1 shows the device of a hydrogen energy-chemical complex. The hydrogen energy chemical complex contains a natural gas desulfurization unit 1 connected to a fuel supply switch 2, a natural gas heating heat exchanger 3, the output of which is connected to a natural gas supply distributor-regulator 4, the output of which is connected to one of the inputs 5 of the tube furnace 6, the second input 5 connected to the outlet of the distributor-controller for supplying superheated steam 7, from the input 5 a gas mixture of natural gas and steam enters the tubes 8 of the tube furnace 6 with catalysts from nickel oxide on a substrate of alumina Miniya Al 2 O 3 , the output of the fuel supply switch 2 is connected to the first input of the pipe 9 of the external heating zone 10 of the tubular furnace 6, oxygen is supplied to the second input of the pipe 9 from the oxygen distribution distributor-regulator 11, from the output of the 12 external heating zone 10 of the tubes 8 s the catalyst and the gas mixture from natural gas and steam of the tube furnace 6 obtained by the combustion of hydrogen and oxygen, high-temperature steam is supplied to the steam distributor 13, and from the exit 14 of the tube furnace 6, the synthesis gas CO + 3H 2 obtained as a result of steam catalytic the conversion of natural gas in a tubular furnace 6 with a temperature of 700-900 ° C and a pressure of 1.8-2.5 MPa is supplied to a gas turbine 15, connected by a shaft with an electric energy generator 16, from the output of the gas turbine 15, the synthesis gas of elevated temperature is supplied to the recovery boiler 17 for generating steam for domestic needs, from the output of the recovery boiler 17, the synthesis gas enters the reactor 18 for the steam catalytic conversion of carbon monoxide CO to carbon dioxide CO 2 and hydrogen H 2 , from the output of the reactor 18 for the steam catalytic conversion of carbon monoxide CO gas mixture l, consisting of CO 2 dioxide and four moles of hydrogen H 2 , enters the CCA 19 separation unit of four moles of hydrogen 4H 2 from carbon dioxide CO 2 , from the CCA 19 output, hydrogen enters the distributor-regulator of hydrogen supply 20, from one of the outputs of which hydrogen enters the fuel supply switch 2, and the second output of the distributor-regulator of hydrogen supply 20 is connected respectively to the hydrogen burners of the hydrogen superheaters 21, 22, 23, to the second inputs of which oxygen is supplied from the distributor-regulator of oxygen supply 11, steam with the output of the superheated steam distributor 13 is fed to the input of the superheated steam supply distributor-regulator 7, from the output of which the superheated steam is fed to the input of the natural gas preheater 3, to the input 5 of the tube furnace 6 and to the third input of the hydrogen superheater 21, the steam of elevated temperature from the hydrogen output superheater 21 is fed into the turbine 24, connected by a shaft to the second turbine 25, and superheated steam from the output of the turbine 24 is fed to the input of a hydrogen superheater 22, from the output of which the steam is of high temperature It enters the turbine 25, from the outlet of the turbine 25 superheated steam enters the hydrogen superheater 23, from the output of which the steam of elevated temperature enters the turbine 26, from where the superheated steam enters the heat recovery steam boiler 27, in which the steam is completely condensed into water , from the output of the recovery boiler 27, clean hot water enters the heat supply system 28, into the recovery boiler 17, and into the distributor-controller for supplying superheated steam 7; turbines 24, 25, 26 connected by a common shaft rotate an electric energy generator 29 with increased efficiency; separated by a short-cycle adsorption unit (CCA) 19, carbon dioxide СО 2 from hydrogen 4Н 2 is sent together with superheated steam from the output of the distributor-regulator for supplying superheated steam 7 to the input of the electric converter 30, the electric energy to which is supplied from the output of the electric energy generator 16, from the output of the electric converter 30 obtained synthetic methane CH 4 on catalysts of metals nickel Ni, cobalt Co or ruthenium Ru is sent to the distributor-regulator of natural gas 4, and a double volume of oxygen from the second outlet and the electricformer 30 enters the oxygen distribution distributor-regulator 11, to the second input of which oxygen is supplied from the air separator 31, from the second output of which nitrogen N 2 is supplied, for example, for sale or to the ammonia reactor NH 3 by reaction 3Н 2 + N 2 → 2NH 3 , and then into the reactor for utilization of carbon dioxide CO 2 in the fertilizer carbamide by the reaction CO 2 + 2NH 3 → CO (NH 2 ) 2 + H 2 O.
Водородный энергохимический комплекс работает следующим образом.Hydrogen energy chemical complex works as follows.
Природный газ вначале подается в блок сероочистки 1, с выхода которого очищенный от соединений серы природный газ подается через переключатель подачи топлива 2 вместе с кислородом воздуха с распределителя-регулятора подачи кислорода 11 на входы 9 зоны наружного обогрева 10 трубчатой печи 6, в теплообменник 3 подогрева природного газа перед подачей его через распределитель-регулятор подачи природного газа 4 вместе с перегретым паром с распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7 на вход 5 смешения природного газа и перегретого пара перед их подачей в трубки 8 с никелевым катализатором на подложке из оксида алюминия Al2О3. После запуска паровой каталитической конверсии природного газа с подачей части природного газа вместе с кислородом на вход 9 зоны наружного обогрева 10 трубок 8 с катализатором на подложке Al2О3 и газовой смеси из природного газа и перегретого пара на вход трубчатой печи 6 в переключателе 2 осуществляется переключение с подачи природного газа на подачу водорода с распределителя-регулятора подачи водорода 20 на входы 9 зоны наружного обогрева 10 трубчатой печи вместе с кислородом с распределителя-регулятора подачи кислорода 11. В результате сгорания водорода в кислороде в зоне наружного обогрева 10 трубчатой печи 6 высокотемпературный пар (700-900°С) с выхода 12 трубчатой печи 6 поступает в распределитель пара 13, а высокотемпературный синтез-газ (700-900°С) объемом, в 4 раза большем объема природного газа, подаваемого на конверсию, с выхода 14 поступает на вход газовой турбины 15, приводя во вращения ее вал вместе с генератором электрической энергии 16. С выхода газовой турбины 15 синтез-газ поступает в котел-утилизатор 17, где температура синтез-газа снижается до 300-400°С. С выхода котла-утилизатора синтез-газ подается в реактор 18 двухступенчатой паровой каталитической конверсии оксида углерода СО в диоксид углерода СО2 и водород Н2 по реакции СO2+Н2О→СO2+Н2. Здесь в качестве катализатора используется железохромовый катализатор на первой ступени и окись цинка на второй ступени.First, natural gas is supplied to desulfurization unit 1, from the output of which natural gas purified from sulfur compounds is supplied through the fuel supply switch 2 together with air oxygen from the oxygen distributor-regulator 11 to the inputs 9 of the external heating zone 10 of the tube furnace 6, to the heat exchanger 3 natural gas before supplying it through the distributor-regulator of the supply of natural gas 4 together with superheated steam from the distributor-regulator of the supply of superheated steam 7 to the input 5 of mixing natural gas and superheated steam units in their feed tube 8 with a nickel catalyst supported on alumina Al 2 O 3. After starting the steam catalytic conversion of natural gas with the supply of part of the natural gas along with oxygen to the input 9 of the external heating zone 10 tubes 8 with a catalyst on an Al 2 O 3 substrate and a gas mixture of natural gas and superheated steam at the inlet of the tube furnace 6 in switch 2, switching from natural gas supply to hydrogen supply from the distributor-regulator of hydrogen supply 20 to the inputs 9 of the external heating zone 10 of the tube furnace together with oxygen from the distributor-regulator of oxygen supply 11. As a result of hydrogen gas in oxygen in the zone of external heating 10 of the tubular furnace 6 high-temperature steam (700-900 ° C) from the output of 12 of the tubular furnace 6 enters the steam distributor 13, and high-temperature synthesis gas (700-900 ° C) with a volume of 4 times a larger volume of natural gas supplied to the conversion, from the outlet 14 enters the inlet of the gas turbine 15, causing its shaft to rotate together with the electric energy generator 16. From the outlet of the gas turbine 15, the synthesis gas enters the recovery boiler 17, where the synthesis temperature gas is reduced to 300-400 ° C. From the outlet of the recovery boiler, synthesis gas is supplied to the reactor 18 of a two-stage steam catalytic conversion of carbon monoxide CO to carbon dioxide CO 2 and hydrogen H 2 by the reaction СО 2 + Н 2 О → СО 2 + Н 2 . Here, the iron-chromium catalyst in the first stage and zinc oxide in the second stage are used as a catalyst.
С выхода реактора 18 паровой каталитической конверсии оксида углерода СО в диоксид углерода СО2 и водород H2 газовая смесь из диоксида углерода СO2 и четырех молей водорода 4Н2 поступает в блок КЦА 19 для отделения водорода от диоксида углерода СO2, при этом водород в соотношении 4 моля водорода к 1 молю природного газа на входе трубчатой печи 6 подается в распределитель-регулятор подачи водорода 20, с выхода которого водород поступает на вход переключателя 2 подачи топлива и с выхода переключателя подачи топлива 2 на вход 9 зоны наружного обогрева 10 трубчатой печи 6. С выхода распределителя-регулятора подачи водорода 20 водород подается в водородные горелки водородных пароперегревателей соответственно 21, 22, 23, на вторые входы которых подается кислород с выхода распределителя-регулятора подачи кислорода 11. Далее с выхода распределителя перегретого пара 13, на входы которого перегретый пар поступает с выхода 12 зоны наружного обогрева 10 трубок 8 трубчатой печи 6 с катализатором и газовой смесью из природного газа и перегретого пара и с выхода котла-утилизатора 17, перегретый пар поступает на один из входов распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7, с выхода которого перегретый пар поступает на вход теплообменника 3 подогрева природного газа, на вход 5 трубчатой печи 6 для смешения его с природным газом, на вход водородного пароперегревателя 21 и на вход электрориформера 30. При поступлении на входы водородной горелки водородного пароперегревателя 21 соответственно водорода с выхода распределителя-регулятора подачи водорода 20 объемом до 25% и кислорода в стехиометрическом соотношении с объемом подаваемого водорода с распределителя-регулятора подачи кислорода 11 происходит их сгорание и образование высокотемпературного пара с температурой 2800°С, в результате его смешения с перегретым паром, поступившим на третий вход водородного пароперегревателя 21, образуется перегретый пар повышенной температуры и повышенного объема, равного объему пара, полученного в результате сгорания водорода в кислороде в водородном пароперегревателе 21. С выхода водородного пароперегревателя 21 перегретый пар повышенной температуры поступает на вход паровой турбины 24, приводя во вращение вал, объединенный с валом других турбин. Перегретый пар с выхода турбины 24 поступает на вход водородного пароперегревателя 22, на вторые входы которого подаются соответственно в водородную горелку водород с регулируемым объемом до 30% и кислород в стехиометрическом соотношении к объему подаваемого водорода. В результате сгорания водорода в кислороде во втором водородном пароперегревателе 22 образуется высокотемпературный пар с температурой 2800°С, который смешивается с увеличенным объемом пара с выхода турбины 24, по сравнению с объемом перегретого пара, поданного на третий вход водородного пароперегревателя 21. Во втором водородном пароперегревателе 22 происходит дополнительное увеличение объема перегретого пара повышенной температуры, который поступает на вход второй паровой турбины 25, вращая вал, соединенный как с валом турбины 24, так и с валом турбины 26. С выхода турбины 25 перегретый пар поступает на вход водородного пароперегревателя 23, на вторые входы которого поступает соответственно водород с регулируемым объемом до 45% от всего объема полученного водорода с выхода распределителя-регулятора подачи водорода 20 и кислород с выхода распределителя-регулятора подачи кислорода 11 в стехиометрическом соотношении к объему подаваемого на водородные горелки водорода. После сгорания водорода в кислороде образуется высокотемпературный пар с температурой 2800°С, который после смешения с паром, поступившим на третий вход водородного пароперегревателя 23 с выхода турбины 25, перегретый пар повышенной температуры и объема поступает на вход паровой турбины 26, вращая общий вал турбин соответственно 24, 25, 26, соединенный с валом общего генератора электрической энергии 29, а пар с выхода турбины 26, равный объему пара, поступившего на вход пароперегревателя 21 с выхода распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7, и объему пара, полученного в результате сгорания всего объема водорода соответственно в водородных горелках пароперегревателей 21, 22 и 23, поступает как на второй вход распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7, так и в котел-утилизатор 27, где происходит конденсация пара с образованием горячей воды, которая поступает в систему горячего водоснабжения 28, в котел-утилизатор 17 тепловой энергии синтез-газа. С выхода блока разделения водорода 4Н2 и диоксида углерода СО2 КЦА 19 диоксид углерода СO2 поступает на вход электрориформера 30, на другие входы которого поступает перегретый пар с распределителя-регулятора подачи перегретого пара 7 и электрическая энергия с генератора электрической энергии 16, соединенного валом с газовой турбиной 15. В результате реакции диоксида углерода СО2 с парами воды Н2O на катализаторе из металлов никеля Ni, кобальта Со или рутения Ru образуются метан СН4 и две молекулы кислорода:From the output of the reactor 18 for the steam catalytic conversion of carbon monoxide CO to carbon dioxide CO 2 and hydrogen H 2, a gas mixture of carbon dioxide CO 2 and four moles of hydrogen 4H 2 enters the CCA 19 unit to separate hydrogen from carbon dioxide CO 2 , while hydrogen in the ratio of 4 moles of hydrogen to 1 mole of natural gas at the inlet of the tube furnace 6 is fed to a distributor-regulator of hydrogen supply 20, from the output of which hydrogen is fed to the input of the fuel supply switch 2 and from the output of the fuel supply switch 2 to the input 9 of the outdoor heating zone and 10 of the tube furnace 6. From the output of the distributor-regulator of hydrogen supply 20, hydrogen is supplied to the hydrogen burners of hydrogen superheaters, respectively, 21, 22, 23, to the second inputs of which oxygen is supplied from the output of the distributor-regulator of oxygen supply 11. Next, from the output of the distributor of superheated steam 13 , the inputs of which superheated steam comes from the outlet 12 of the external heating zone 10 tubes 8 of the tube furnace 6 with a catalyst and a gas mixture of natural gas and superheated steam and from the output of the recovery boiler 17, the superheated steam is supplied emits to one of the inputs of the distributor-controller for supplying superheated steam 7, from the output of which superheated steam is fed to the input of the heat exchanger 3 for heating natural gas, to the input 5 of the tube furnace 6 for mixing it with natural gas, to the input of the hydrogen superheater 21, and to the input of the electric reformer 30 Upon receipt at the entrances of a hydrogen burner of a hydrogen superheater 21, respectively, of hydrogen from the output of the distributor-regulator of supply of hydrogen 20 with a volume of up to 25% and oxygen in a stoichiometric ratio with the volume of hydrogen supplied and from the distributor-regulator of oxygen supply 11, they are burned and the formation of high-temperature steam with a temperature of 2800 ° C, as a result of its mixing with superheated steam supplied to the third input of the hydrogen superheater 21, superheated steam of increased temperature and increased volume equal to the volume of steam is formed, obtained as a result of the combustion of hydrogen in oxygen in a hydrogen superheater 21. From the output of the hydrogen superheater 21, superheated steam of elevated temperature enters the input of the steam turbine 24, p rotating the shaft combined with the shaft of other turbines. Superheated steam from the exit of the turbine 24 enters the input of a hydrogen superheater 22, the second inputs of which are supplied respectively to a hydrogen burner with a controlled volume of up to 30% and oxygen in a stoichiometric ratio to the volume of hydrogen supplied. As a result of the combustion of hydrogen in oxygen in the second hydrogen superheater 22, high-temperature steam with a temperature of 2800 ° C is formed, which is mixed with the increased volume of steam from the output of the turbine 24, compared with the volume of superheated steam supplied to the third input of the hydrogen superheater 21. In the second hydrogen superheater 22 there is an additional increase in the volume of superheated steam of elevated temperature, which enters the input of the second steam turbine 25, rotating a shaft connected to both the shaft of the turbine 24 and turbine scar 26. From the output of the turbine 25 superheated steam enters the input of a hydrogen superheater 23, the second inputs of which respectively receive hydrogen with an adjustable volume of up to 45% of the total hydrogen produced from the output of the distributor-regulator of hydrogen supply 20 and oxygen from the output of the distributor-regulator oxygen supply 11 in a stoichiometric ratio to the volume of hydrogen supplied to the hydrogen burners. After the combustion of hydrogen in oxygen, high-temperature steam with a temperature of 2800 ° C is formed, which, after mixing with the steam supplied to the third input of the hydrogen superheater 23 from the output of the turbine 25, superheated steam of elevated temperature and volume enters the input of the steam turbine 26, rotating the common turbine shaft, respectively 24, 25, 26, connected to the shaft of a common electric energy generator 29, and steam from the output of the turbine 26, equal to the volume of steam received at the input of the superheater 21 from the output of the distributor-controller for supplying superheated steam 7, and the volume of steam resulting from the combustion of the total volume of hydrogen in the hydrogen burners of superheaters 21, 22, and 23, respectively, enters both the second input of the distributor-controller for supplying superheated steam 7, and to the recovery boiler 27, where steam the formation of hot water, which enters the hot water supply system 28, into the heat recovery boiler 17 of the synthesis gas thermal energy. From the output of the unit for the separation of hydrogen 4H 2 and carbon dioxide CO 2 CCA 19, carbon dioxide CO 2 is fed to the input of the electric reformer 30, the other inputs of which are superheated steam from the distributor-controller for supplying superheated steam 7 and electric energy from the electric power generator 16 connected by a shaft with a gas turbine 15. As a result of the reaction of carbon dioxide CO 2 with water vapor H 2 O on a catalyst of metals nickel Ni, cobalt Co or ruthenium Ru, methane CH 4 and two oxygen molecules are formed:
СO2+2Н2O→СН4+2O2.CO 2 + 2H 2 O → CH 4 + 2O 2 .
Кислород в двойном объеме поступает на вход распределителя-регулятора подачи кислорода 11 для удовлетворения внутренних нужд, а метан поступает на вход распределителя-регулятора подачи метана 4. На второй вход распределителя-регулятора подачи кислорода 11 поступает кислород с разделителя воздуха 31 на кислород и азот, который можно реализовать на продажу или дополнительно на вход оборудования для получения аммиака NH3 и удобрения карбомид по реакции CO2+2NH3→CO(NH2)2+Н2O.Oxygen in a double volume enters the inlet of the oxygen distribution distributor-regulator 11 to satisfy internal needs, and methane enters the inlet of the methane-4 distribution distributor-regulator. Oxygen is supplied from the air separator 31 to oxygen and nitrogen to the second input of the oxygen-distributor-regulator 11, which can be implemented for sale or additionally at the input of equipment for the production of ammonia NH 3 and fertilizer carbamide by the reaction CO 2 + 2NH 3 → CO (NH 2 ) 2 + Н 2 O.
Технический результат предлагаемого изобретения следующий:The technical result of the invention is as follows:
- В предлагаемом способе создания водородного энергохимического комплекса объединены ранее осуществляемые раздельно технологические процессы в химических отраслях промышленности и энергетике за счет применения в энергетике такого главного объединяющего перспективного компонента для энергетических и химических систем будущего, как водород, являющийся энергоаккумулирующим веществом, универсальным топливом, активным восстановителем, активным элементом в большинстве химических реакций и обладающий абсолютной экологической чистотой;- The proposed method for creating a hydrogen energy-chemical complex combines previously separately carried out technological processes in the chemical industries and energy through the use in the energy industry of such a major unifying promising component for future energy and chemical systems as hydrogen, which is an energy storage substance, universal fuel, an active reducing agent, active element in most chemical reactions and having absolute ecological purity th;
- В способе создания водородного энергохимического комплекса обеспечивается реализация процессов не только получения и сжигания такого перспективного и экологически чистого топлива, как водород, полученный по действующей в химической промышленности технологии паровой каталитической конверсии природного газа в водород, но и возможность в полной мере использовать вторичное сырье и вредные выбросы с целью превращения их в полезные продукты, что позволяет значительно экономить такое весьма дефицитное сырье, как природный газ;- The method for creating a hydrogen energy-chemical complex ensures the implementation of processes not only for producing and burning such promising and environmentally friendly fuels as hydrogen obtained using the technology of steam catalytic conversion of natural gas into hydrogen in the chemical industry, but also the ability to fully use secondary raw materials and harmful emissions in order to turn them into useful products, which can significantly save such very scarce raw materials as natural gas;
- Полученный путем паровой каталитической конверсии природного газа водород позволяет реализовать весьма перспективную технологию водородного пароперегрева, позволяющую повысить электрический КПД ТЭЦ с 30-38% в действующих ТЭЦ до 60-75% в энергосистемах с водородным пароперегревом;- Hydrogen obtained by steam catalytic conversion of natural gas allows implementing a very promising technology of hydrogen superheating, which allows increasing the electric efficiency of thermal power plants from 30-38% in existing thermal power plants to 60-75% in power systems with hydrogen superheating;
- В предлагаемом способе создания водородного энергохимического комплекса реализуется технология сжигания водорода в кислороде, в результате чего образуется высокотемпературный чистый пар, который полностью используется для покрытия внутренних расходов, практически полностью исключая затраты на подготовку чистой воды, на ее подачу, подогрев и выброс пара в составе дымовых газов, а из компоновки ТЭЦ исключаются дымососы, насосы подачи воды, установки подогрева воды и пара, высотные трубы для выброса дымовых газов, а также реализуется практически полная утилизация тепловой энергии топлива с парами воды, уходящей ранее с вредными выбросами: диоксида углерода СO2, оксида углерода СО и оксидов азота NOX;- The proposed method for creating a hydrogen energy-chemical complex implements the technology of burning hydrogen in oxygen, resulting in the formation of high-temperature pure steam, which is completely used to cover domestic costs, almost completely eliminating the costs of preparing clean water, its supply, heating and steam release in the composition flue gases, and smoke exhausts, water supply pumps, water and steam heating plants, high-altitude pipes for flue gas emissions are excluded from the layout of the CHP, and Practical utilization of the total thermal energy of the fuel with water vapor, leaving the previously harmful emissions: carbon dioxide CO 2, carbon monoxide CO and nitrogen oxide NO X;
- В предлагаемом способе создания водородного энергохимического комплекса реализуется согласно прототипу энергосбережение весьма дефицитного и постоянно дорожающего природного газа до 15-40% и обеспечивается технология экологически чистой энергетики, так как сжигание водорода в кислороде исключает возможность образования таких вредных выбросов, как оксид углерода СО и оксиды азота NOX, и связанные с ними затраты на очистку дымовых газов от вредных выбросов;- In the proposed method for creating a hydrogen energy-chemical complex, energy saving of a very scarce and constantly rising natural gas is realized up to 15-40% according to the prototype and the technology of environmentally friendly energy is provided, since the combustion of hydrogen in oxygen eliminates the possibility of the formation of such harmful emissions as carbon monoxide CO and oxides nitrogen NO X , and the associated costs of cleaning flue gases from harmful emissions;
Следует также отметить, что в предлагаемом водородном энергохимическом комплексе 50% водорода составляет водород из воды, а вторые 50% - водород получают из природного газа, что в результате также приводит к экономии природного газа по сравнению, например, с технологией прямого термического разложения природного газа на углерод и водород: СН4→С+2Н2;It should also be noted that in the proposed hydrogen energy-chemical complex, 50% of hydrogen is hydrogen from water, and the second 50% is hydrogen from natural gas, which also leads to savings in natural gas compared to, for example, direct thermal decomposition of natural gas on carbon and hydrogen: CH 4 → C + 2H 2 ;
- В способе создания водородного энергохимического комплекса наиболее полно реализуется технология максимального использования затраченной на образование молекулярного водорода энергии в процессе паровой каталитической конверсии природного газа, которая в химических отраслях при применении водорода для получения новых веществ не возвращается, а при применении водорода в энергетике затраченная на паровую каталитическую конверсию природного газа энергия, превратившись в повышенное значение потенциальной химической энергии водорода, полностью возвращается в процессе сжигания водорода в кислороде согласно законам термодинамики.- In the method of creating a hydrogen energy-chemical complex, the technology is maximally implemented that maximizes the use of energy spent on the formation of molecular hydrogen in the process of steam catalytic conversion of natural gas, which is not returned in the chemical industries when using hydrogen to produce new substances, but when using hydrogen in the energy industry catalytic conversion of natural gas energy, turning into an increased value of the potential chemical energy of hydrogen yes, it fully returns in the process of burning hydrogen in oxygen according to the laws of thermodynamics.
В целом внедрение в энергетику водородного энергохимического комплекса позволяет создать экологически чистую, высокоэффективную энергетику с полной утилизацией диоксида углерода CO2 и превращением его в полезные вещества: метан и свободный кислород. Кроме того, технология паровой каталитической конверсии природного газа хорошо освоена в химической промышленности, в настоящее время изобретены в начинают внедряться более современные компактные и эффективные реакторы паровой каталитической конверсии (например, по металлоемкости на порядок меньше) фирмы ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ», а внедрение новых изобретений и использование сопряженных химических реакций позволит реализовать высокоэффективную и экологически чистую энергетику на базе такого универсального, экологически чистого энергоносителя, активного химического элемента как водород. С учетом постоянного роста цен на органическое топливо на мировом рынке и указанных выше высоких технико-экономических показателей предлагаемого водородного энергохимического комплекса достаточно быстро осуществляется окупаемость проекта (до 2-3 лет) при значительных разовых затратах на реализацию технического решения.In general, the introduction of a hydrogen energy-chemical complex into the energy sector allows you to create environmentally friendly, highly efficient energy with the complete utilization of carbon dioxide CO 2 and turning it into useful substances: methane and free oxygen. In addition, the technology of steam catalytic conversion of natural gas has been well mastered in the chemical industry, more modern compact and efficient steam catalytic conversion reactors (for example, metal consumption by an order of magnitude less) of FAST ENGINEERING LLC are being invented and are being introduced, and the introduction of new inventions and the use of conjugated chemical reactions will allow for the implementation of highly efficient and environmentally friendly energy based on such a universal, environmentally friendly energy carrier, an active chemical element like hydrogen. Given the constant increase in prices for fossil fuels on the world market and the above-mentioned high technical and economic indicators of the proposed hydrogen energy-chemical complex, the project will pay for itself quite quickly (up to 2-3 years) with significant one-time costs for the implementation of the technical solution.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113706/15A RU2385836C2 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113706/15A RU2385836C2 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008113706A RU2008113706A (en) | 2009-10-20 |
| RU2385836C2 true RU2385836C2 (en) | 2010-04-10 |
Family
ID=41262456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008113706/15A RU2385836C2 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2385836C2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499896C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-11-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions) |
| RU2526459C2 (en) * | 2009-12-10 | 2014-08-20 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Apparatus for producing hydrogen and power generating unit |
| CN104058368A (en) * | 2014-06-10 | 2014-09-24 | 中国五环工程有限公司 | Process and system for producing hydrogen by converting hydrocarbon-containing tail gas |
| RU2529615C1 (en) * | 2013-06-20 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of energy accumulation |
| RU2561755C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Operating method and system of gas-turbine plant |
| RU2639397C1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Mode of gas turbine plant operation on methane-contained steam-gas mixture and its actualization device |
| RU2689483C2 (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Energy plant with high-temperature steam-gas condensate turbine |
| RU2693777C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Power chemical plant for producing synthesis gas, electric and heat energy |
| RU2708957C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas-turbine unit of gas transfer unit |
| RU217760U1 (en) * | 2023-01-25 | 2023-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | UNIT FOR CAPTURE AND UTILIZATION OF CARBON DIOXIDE GAS |
-
2008
- 2008-04-07 RU RU2008113706/15A patent/RU2385836C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526459C2 (en) * | 2009-12-10 | 2014-08-20 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Apparatus for producing hydrogen and power generating unit |
| RU2499896C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-11-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions) |
| RU2529615C1 (en) * | 2013-06-20 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of energy accumulation |
| RU2561755C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Operating method and system of gas-turbine plant |
| US10060301B2 (en) | 2013-11-07 | 2018-08-28 | Publichnoe Aktsionernoe Obschestvo “Gazprom” | Gas turbine unit operating mode and design |
| CN104058368A (en) * | 2014-06-10 | 2014-09-24 | 中国五环工程有限公司 | Process and system for producing hydrogen by converting hydrocarbon-containing tail gas |
| CN104058368B (en) * | 2014-06-10 | 2015-09-23 | 中国五环工程有限公司 | A kind of hydrocarbonaceous tail gas reforming process and system |
| RU2639397C1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Mode of gas turbine plant operation on methane-contained steam-gas mixture and its actualization device |
| RU2689483C2 (en) * | 2017-10-30 | 2019-05-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Energy plant with high-temperature steam-gas condensate turbine |
| RU2693777C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Power chemical plant for producing synthesis gas, electric and heat energy |
| RU2708957C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas-turbine unit of gas transfer unit |
| RU217760U1 (en) * | 2023-01-25 | 2023-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | UNIT FOR CAPTURE AND UTILIZATION OF CARBON DIOXIDE GAS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008113706A (en) | 2009-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2385836C2 (en) | Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation | |
| JP5595265B2 (en) | Syngas production method | |
| US9856426B2 (en) | Combined processes for utilizing synthesis gas with low CO2 emission and high energy output | |
| Di et al. | Thermodynamic analysis on the parametric optimization of a novel chemical looping methane reforming in the separated productions of H2 and CO | |
| Weng et al. | Ammonia production from biomass via a chemical looping–based hybrid system | |
| Liu et al. | Solar methanol by hybridizing natural gas chemical looping reforming with solar heat | |
| CN104445060B (en) | Comprehensive utilization method for high-temperature energy | |
| JP2022549356A (en) | Process for converting carbon dioxide | |
| Habibi et al. | A novel integrated Ca-Cu cycle with coal/biomass gasification unit for clean hydrogen production | |
| Pashchenko | Low-grade heat utilization in the methanol-fired gas turbines through a thermochemical fuel transformation | |
| Pashchenko | Ammonia fired gas turbines: Recent advances and future perspectives | |
| WO2009029292A1 (en) | Hydrogen production with carbon sequestration in coal and/natural gas-burning power plants | |
| Demirbaş et al. | Catalytic steam reforming of biomass and heavy oil residues to hydrogen | |
| Saupsor et al. | Performance comparison among different multifunctional reactors operated under energy self-sufficiency for sustainable hydrogen production from ethanol | |
| Omidvar et al. | Performance assessment and exergy analysis of hydrogen production from natural gas in a petrochemical unit (A real case study) | |
| TW202408660A (en) | Process | |
| Seirafi et al. | Pinch, energy, and exergy analysis for a power-hydrogen cogeneration system fueled by biogas | |
| US8671695B2 (en) | Process for the production of hydrogen with total recovery of CO2 and reduction of unconverted methane | |
| Jin et al. | Progress of energy system with chemical-looping combustion | |
| Barelli et al. | Study of the carbonation–calcination reaction applied to the hydrogen production from syngas | |
| JP6434117B1 (en) | High concentration hydrogen liquid combustion method | |
| RU2386819C2 (en) | Method of energy conversion with regeneration of energy sources in barchan cyclic process | |
| RU2323351C2 (en) | Method of conversing energy emanating during exothermic process, into mechanical work | |
| JP6574183B2 (en) | Process of combustion in a heat engine of solid, liquid or gaseous hydrocarbon (HC) raw materials, heat engine and system for producing energy from hydrocarbon (HC) material | |
| Giaconia et al. | Experimental and theoretical studies of solar steam reforming assisted by molten salts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110408 |