RU2553892C2 - Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка - Google Patents

Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка Download PDF

Info

Publication number
RU2553892C2
RU2553892C2 RU2012137276/05A RU2012137276A RU2553892C2 RU 2553892 C2 RU2553892 C2 RU 2553892C2 RU 2012137276/05 A RU2012137276/05 A RU 2012137276/05A RU 2012137276 A RU2012137276 A RU 2012137276A RU 2553892 C2 RU2553892 C2 RU 2553892C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas stream
reactor
heat
gasification
heat treatment
Prior art date
Application number
RU2012137276/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012137276A (ru
Inventor
Раймон Франсуа ГИОМАРК
Original Assignee
Сее - Солусойнш, Энержия Э Мейу Амбиенте Лтда.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сее - Солусойнш, Энержия Э Мейу Амбиенте Лтда. filed Critical Сее - Солусойнш, Энержия Э Мейу Амбиенте Лтда.
Publication of RU2012137276A publication Critical patent/RU2012137276A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2553892C2 publication Critical patent/RU2553892C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/80—Other features with arrangements for preheating the blast or the water vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/463—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension in stationary fluidised beds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0909—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0969—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к подаче тепловой энергии и может быть использовано в химической промышленности и газификации. Способ подачи тепловой энергии в систему термообработки (104) сырья включает: газификацию сухого сырья в первом реакторе (106) потоком газифицирующего газа (FGG) с получением первого газового потока (PFG); окисление во втором реакторе (108) с получением второго газового потока (DFG); активацию в третьем реакторе носителей кислорода с получением избытка тепловой энергии; подачу части тепловой энергии указанного второго газового потока (DFG) и/или избыточного тепла с активации носителей кислорода в систему (104) термообработки сырья; и повышение температуры потока газифицирующего газа (FGG) по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа (FGG) до температуры газификации. Изобретение позволяет снизить энергопотребление, негативное влияние на окружающую среду, а также исключить непрерывное внешнее снабжение. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу подачи тепловой энергии из системы термообработки сырья. Оно относится также к системе, осуществляющей такой способ, и к установке термообработки сырья, включающей указанную систему.
Термообработка влажного и/или сухого сырья или произведенных продуктов для сушки/обезвоживания и/или для получения особых характеристик хорошо известна и предусматривается различными промышленными производителями.
Термообработка влажных материалов требует, с одной стороны, потока газа для обработки, называемого также газом-теплоносителем, и, с другой стороны, требует тепловой энергии для осуществления обработки, причем указанная тепловая энергия передается сырью, которое требуется обработать, благодаря потоку обрабатывающего газа.
Наиболее широко используемыми потоками обрабатывающего газа являются горячий воздух, газы неполного сгорания, водяной пар или любой нагревающий газ, не имеющей иной цели, чем перенести и передать свою тепловую мощность обрабатываемой среде. Диоксид углерода, CO2, был целью таких важных разработок, как теплоноситель для термообработки углеродсодержащих материалов, благодаря таким его свойствам, как химическая стабильность и нейтральность по отношению к большинству обрабатываемых сред, и благодаря особым взаимодействиям, которые возникают естественным образом, с углеродсодержащими материалами, особенно, когда углеродсодержащие материалы являются влажными, в особых условиях для таких взаимодействий: температура, давление, степень насыщения водяного пара и т.д.
Тепловая энергия, требуемая для обработки сырья, обеспечивается средствами, обычно известными как "теплоносители". Указанные способы и системы термообработки зависят от внешнего снабжения тепловой энергией.
В последние несколько лет было разработано много способов термообработки сырья, чтобы одновременно создавать нагревающий газ, как CO2, и теплоту, требуемую для обработки, из сухих материалов, содержащих углерод, путем их сжигания с чистым кислородом. С другой стороны, указанное сжигание с кислородом производит поток газообразного CO2 и тепловую энергию, необходимую для осуществления термообработки.
Однако эти способы и системы зависят, в свою очередь, от непрерывного потока кислорода.
Таким образом, современные способы и системы зависят:
- от непрерывной внешней подачи тепловой энергии, требуемой для обработки,
- или от непрерывной внешней подачи кислорода, требуемого для сжигания с чистым кислородом.
Однако эти способы и системы требуют много энергии и отрицательно влияют на окружающую среду.
Одной целью настоящего изобретения является устранить указанные недостатки.
Другой целью изобретения является предоставить способ и систему для снабжения системы термообработки сырья, потребляющие меньше энергии.
Другой целью настоящего изобретения является предложить способ и систему подачи для системы термообработки, позволяющие освободить указанную систему от поддержания непрерывного внешнего снабжения.
Наконец, целью изобретения является предложить способ и систему подачи для системы термообработки, снижающие негативное влияние такой системы на окружающую среду.
Изобретение позволяет достичь указанных целей посредством способа подачи тепловой энергии в систему термообработки сырья, причем указанный способ содержит по меньшей мере один цикл следующих стадий:
- газификация в первом реакторе, так называемом реакторе газификации, сухого сырья, содержащего углерод, потоком газифицирующего газа, содержащего СО2 при высокой температуре и кислород О2, причем указанная газификация дает первый газовый поток, содержащий CO2, молекулы моноксида углерода (СО) и молекулярного водорода (H2) и, возможно, водяной пар (H2Ог);
- окисление во втором реакторе, так называемом реакторе окисления, носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО), указанных молекул моноксида углерода (СО) и молекулярного водорода (H2), присутствующих в указанном первом газовом потоке, причем указанное окисление дает второй газовый поток при высокой температуре, содержащий CO2 и водяной пар (Н2Oг), и носители кислорода в восстановленном состоянии (Me);
- активация в третьем реакторе, так называемом реакторе активации, указанных носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком, содержащим элементарный кислород, причем указанное окисление обеспечивает доступ кислорода в окисленном состоянии и избыток тепловой энергий;
- подача части тепловой энергии указанного второго газового потока и/или указанного избытка тепла с указанной активации в указанную систему термообработки сырья; и
- повышение температуры потока газифицирующего газа по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа до температуры газификации.
В настоящем описаний раскрыты:
- поток газифицирующего газа означает поток газообразного СО2, используемый для газификации высушенного сырья;
- поток обрабатывающего газа означает газовый поток, используемый системой термообработки для проведения термообработки сырья; и
- перенесенный поток обрабатывающего газа означает поток обрабатывающего газа на выходе обрабатывающей системы, полученный после обработки загрузки сырья.
На этой стадии описания газификация сухого сырья осуществляется с подачей чистого кислорода, таким образом, способ по изобретению все же зависит от источника O2, необходимого для потребностей в тепле указанной газификации. Далее будет подробно рассмотрено, как предлагаемые изобретением система и способ освобождаются от зависимости от внешнего подвода кислорода.
С другой стороны, помимо сухого сырья способ по изобретению не требует непрерывного подвода тепловой и/или электрической мощности от внешнего источника энергии. Единственная внешняя энергия, потребляемая в способе по изобретению, есть тепловая и/или электрическая энергия, требующаяся для пуска этапа газификации в самом начале процесса. После начала газификации способ по изобретению позволяет подать достаточно энергии для осуществления всех стадий процесса. Таким образом, как будет подробнее поясняться ниже в описании, тепло второго газового потока достаточно, чтобы снабжать систему термообработки тепловой энергией. Энергия, имеющаяся в теплосодержании второго газового потока, и тепловая энергия, даваемая активацией носителей кислорода, достаточна, чтобы довести поток газифицирующего газа до температуры газификации. Всю энергию, необходимую для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа, фактически можно получить от дополнительного тепла, обеспечиваемого подачей кислорода (O2) в реактор газификации. Указанная подача ограничена дополнительными потребностями в тепле, каждая молекула O2 окисляет две молекулы водорода (Н2) и/или атомы С, давая две молекулы H2O и/или две молекулы СО (или ту и другую в зависимости от начального состава углеродсодержащего сырья), генерируя таким образом тепловую энергию, полезную для реакции в способе по изобретению. Затем можно провести новую стадию газификации, и таким образом, новый цикл стадий процесса.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления поток обрабатывающего газа, используемый обрабатывающей системой, может содержать, по меньшей мере частично, второй газовый поток, содержащий CO2 (выделенный по меньшей мере частично из водяного пара, который его содержит). В этом варианте осуществления подача по меньшей мере одной части тепловой энергии в систему термообработки может включать в себя подачу по меньшей мере одной части второго газового потока в систему термообработки сырья. В таком случае второй газовый поток представляет собой средства переноса тепловой энергии в систему термообработки.
В этом первом варианте осуществления способ по изобретению снабжает систему термообработки не только тепловой энергией, но также газовым потоком для обработки.
Во всех случаях в первом варианте осуществления способ по изобретению может включать этап снижения температуры указанной части второго газового потока, подаваемого в систему термообработки, перед его использованием как поток обрабатывающего газа.
Снижение температуры можно осуществить путем теплообмена или смешением с газовым потоком, содержащим холодный CO2.
Во всех случаях в первом варианте осуществления способ по изобретению может содержать этап регулирования концентрации CO2 во втором газовом потоке перед его использованием в качестве потока обрабатывающего газа в системе термообработки. Регулирование концентрации СО2 во втором газовом потоке можно проводить путем смешения последнего с некоторым количеством чистого, холодного (≤20°С) и сухого CO2 в требуемых пропорциях.
В этом первом варианте осуществления способ по изобретению может включать рециркуляцию по замкнутому контуру по меньшей мере одной части СО2, присутствующего в потоке термообрабатывающего газа, на вход системы термообработки, образуя, по меньшей мере в части, поток газифицирующего газа, причем указанная рециркуляция в замкнутом контуре включает этап разделения CO2 и водяного пара, присутствующего в указанном насыщенном потоке обрабатывающего газа.
Указанная рециркуляция позволяет использовать, по меньшей мере частично, один и тот же газовый поток CO2 одновременно как поток газифицирующего газа и как поток газа для обработки и регулирования указанного потока обрабатывающего газа.
Позднее в настоящем описании будет показано, что указанный газовый поток CO2 может с выгодой обеспечиваться газификацией.
Во втором варианте осуществления подача по меньшей мере одной части тепловой энергии в обрабатывающую систему может включать передачу тепловой энергии потоку термообрабатывающего газа. В этом случае теплоперенос может быть осуществлен в теплообменниках, которые известны специалисту в данной области.
Во всех случаях в этом втором варианте осуществления способ по изобретению может включать возврат в замкнутом контуре по меньшей мере одной части CO2 во второй газовый поток, чтобы образовать указанный поток газифицирующего газа.
Рециркуляция может включать этап разделения CO2 и водяного пара, присутствующего во втором газовом потоке, системами, которые известны специалисту в данной области.
Предпочтительно активация носителей кислорода в восстановленном состоянии может включать окисление указанных носителей в восстановленном состоянии заранее нагретым атмосферным воздухом.
В первом варианте осуществления предварительный нагрев атмосферного воздуха предпочтительно может включать передачу тепловой энергии от насыщенного потока термообрабатывающего газа, проводимую на выходе системы термообработки, в указанный атмосферный воздух после термообработки.
Во втором варианте осуществления предварительный нагрев атмосферного воздуха может предпочтительно включать передачу тепловой энергии от второго газового потока на входе второго реактора в указанный атмосферный воздух.
В случае первого варианта осуществления передача тепловой энергии от насыщенного потока термообрабатывающего газа, проводимая на выходе системы, в указанный атмосферный воздух осуществляет разделение CO2 и водяного пара, присутствующих в указанном потоке термообрабатывающего газа.
В случае второго варианта осуществления передача тепловой энергии от второго газового потока на указанный атмосферный воздух осуществляет разделение CO2 и водяного пара, присутствующих в указанном втором газовом потоке.
Согласно другому аспекту изобретения предлагается система подачи тепловой энергии для системы термообработки сырья, содержащая:
- первый реактор газификации сырья, содержащего сухой углерод (MPCS), потоком газифицирующего газа, содержащего CO2 при высокой температуре и добавление кислорода (O2), обеспечивающее возможное дополнение тепла, полезное для реакции газификации, причем указанный реактор дает первый газовый поток, содержащий CO2, молекулы моноксида углерода (СО), молекулярный водород (Н2) и, в конечном счете, водяной пар (Н2Oг);
- второй реактор окисления носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) указанных молекул моноксида углерода (СО) и молекулярного водорода (Н2), присутствующих в указанном первом газовом потоке, причем указанный второй реактор дает второй газовый поток (DFG) при высокой температуре, содержащий CO2 и водяной пар (Н2Oг), и носители кислорода в восстановленном состоянии (Me);
- третий реактор активации указанных носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком, содержащим элементарный кислород, причем указанный реактор дает носители кислорода в окисленном состоянии и избыток тепловой энергии;
- средства подачи по меньшей мере части тепловой энергии указанного второго газового потока и/или указанного избыточного тепла с указанной активации в указанную систему термообработки сырья; и
- средства повышения температуры указанного потока газифицирующего газа по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа до температуры газификации.
С другой стороны, система может содержать механические средства транспортировки носителей кислорода из второго реактора в третий реактор и/или из третьего реактора во второй реактор.
Преимущественно, система согласно изобретению может содержать схему возврата в замкнутый контур по меньшей мере части CO2, присутствующего во втором газовом потоке, как поток газифицирующего газа, причем указанная схема рециркуляции содержит средства разделения CO2 и водяного пара.
В особенно предпочтительном варианте системы согласно изобретению контур рециркуляции охватывает, по меньшей мере опосредовано, второй реактор, систему термообработки, средства отделения CO2 от водяного пара, средства повышения температуры потока газифицирующего газа и первый реактор.
Согласно другому аспекту изобретения предлагается система термообработки сырья, включающая предлагаемую изобретением систему энергоснабжения и газовый поток обработки (FGT).
Согласно еще одному аспекту изобретения предлагается установка для термообработки сырья, содержащая систему термообработки сырья и систему энергоснабжения указанной системы термообработки согласно изобретению.
Другие преимущества и характеристики выявятся из анализа подробного описания неограничивающих вариантов осуществления и из приложенных фигур, где:
фигура 1 схематически показывает первый вариант установки согласно изобретению; и
фигура 2 схематически показывает второй вариант установки согласно изобретению.
Фигура 1 схематически показывает один предпочтительный вариант установки согласно изобретению.
Установка 100 включает систему 102 подачи тепловой энергии для установки 104 термообработки.
Система подачи 102 содержит реактор газификации 106, реактор окисления 108 и реактор активации 110 носителей кислорода.
Реактор газификации 106 содержит (не показано) камеру подачи углеродсодержащего материала MPCS под контролем СО2. Эта питающая камера контролируется CO2, чтобы предотвратить доступ воздуха в реактор газификации 106 и гарантировать герметичность указанного реактора газификации. Она содержит питающее отверстие (не показано) и устройство ввода (не показано) углеродсодержащего материала MPCS в реактор газификации.
Реактор газификации 106 снабжается, с одной стороны, сухим сырьем, содержащим углерод, MPCS, 112 и, с другой стороны, потоком газифицирующего газа FGG, содержащего CO2 при температуре 1000°С или выше. В конечном счете дополнительное тепло может создаваться в центре реакции газификации в результате введения кислорода (O2) в поток газифицирующего газа FGG. Каждый моль этого введенного кислорода окисляет в таком случае два моля H2 и/или два моля С, создавая соответствующую тепловую энергию в ядре реактора газификации. Указанное возможное дополнение позволяет контролировать терморегулирование реакции в указанном реакторе газификации и увеличивать выход реакции, повышая конечную выработку энергии и производительность реакции в способе по изобретению.
В реакторе газификации 106 сухое углеродсодержащее сырье, MPCS, приводится в контакт с потоком газифицирующего газа FGG, поддерживающим углеродсодержащее сырье при высокой температуре, примерно 1000-1100оС. При этой температуре взаимодействие между CO2 и сухим углеродсодержащим сырьем полное. Термическая реакция является бурной и мгновенной. Углеродсодержащее сырье MPCS реагирует с молекулярным кислородом О этого же углеродсодержащего сырья M.PCS, образуя моноксид углерода СО, согласно реакции:
Figure 00000001
Остальные атомы углерода в сухом углеродсодержащем сырье MPCS доводятся до входной температуры химически активного CO2. При этой температуре они предпочтительно являются окислителями-восстановителями и реагируют с CO2 по следующей реакции, называемой "равновесиями BOUDOUART", при 1000оС.
Figure 00000002
Газовая смесь, называемая первым газовым потоком PFG, выходящая из реактора газификации 106, имеет температуру ≥900оС. Она состоит из:
- СО, полученного пиролизом сухого углеродсодержащего сырья (MPCS) и конверсией "реакционноспособного CO2" в СО (посредством остаточных атомов углерода при температуре, оптимальной для его окислительно-восстановительных свойств);
- Н2, выделяемого при разложении молекул сухого углеродсодержащего сырья (MPCS), создаваемом пиролизом, генерируемым "реакционноспособным CO2" при температуре 1000-1100оС;
- паров Н2Ог, получаемых вынужденным окислением Н2, используемых для дополнительного тепла, требуемого для пиролиза указанного сухого углеродсодержащего сырье (MPCS);
- возможно, избытка CO2 из потока газифицирующего газа FGG. Избыток CO2 является теплоносителем, который может применяться как дополнение к "реакционноспособному СО2", при необходимости подачи тепловой энергии для газификации и эндотермической реакции BOUDOUART. Этот первый газовый поток PFG находится при температуре 900°С или выше на выходе реактора газификации 106.
Затем первый газовый поток PFG вводится в реактор окисления 108. Этот реактор окисления 108 снабжается, с одной стороны, первым газовым потоком PFG, и с другой стороны, носителями кислорода в окисленном или активированном состоянии, обозначенном как МеО.
Активированные носители кислорода МеО окисляют молекулы моноксида углерода СО и молекулярный водород Н2, присутствующие в первом газовом потоке PFG, согласно следующим реакциям:
Figure 00000003
, и
Figure 00000004
Указанное окисление проводится путем восстановления активированных носителей кислорода МеО в деактивированные носители кислорода Me, заменяя их кислород на молекулы газов СО и Н2. Фактически, указанные молекулы являются в высшей степени окислительно-восстановительными и горючими при температуре на выходе реактора газификации 106, которая выше 900оС.
Газообразная смесь, называемая вторым газовым потоком DFG, выходящая из реактора окисления 108, содержит:
- CO2, полученный в результате реакции окисления молекул СО,
- CO2, изначально присутствовавший в первом газовом потоке, и
- пары Η2Oг, полученные в реакции окисления молекул Н2.
Этот второй газовый поток DFG выходит из реактора окисления 108 при температуре 900°С или выше и будет служить потоком обрабатывающего газа в системе термообработки.
Однако второй газовый поток DFG на входе в реактор окисления 108 находится при температуре ≥900°С. Поэтому он горячее, чем требуется для большинства операций термообработки, для которых он производится. Кроме того, он содержит примерно 34% водяного пара (эта степень относится к химическому составу MPCS вводимому в работу в реакторе газификации). Требуется быстро охладить этот газовый поток перед его вводом в зону термообработки системы 104, добавляя холодный и сухой СО2, идущий с резервуара 114 кондиционирования CO2.
Холодный и сухой СО2 смешивают со вторым газовым потоком DFG в смесительном устройстве 116 в желаемых пропорциях, получая поток обрабатывающего газа FGT, отвечающий условиям указанной обработки.
Поток обрабатывающего газа FGT, состоящий из СО2 и водяного пара, имеет в настоящем примере температуру 200°С или ниже. Этот поток обрабатывающего газа подается в систему термообработки 104 сырья.
Система термообработки 104 дает на выходе насыщенный поток обрабатывающего газа FGTC, состоящий из потока обрабатывающего газа FGT и водяного пара, идущего с обработки сырья. Учитывая непрерывную выработку энергии и, как результат, непрерывное образование CO2, эквивалентная часть потока обрабатывающего газа FGT должна удаляться. Эта эквивалентная часть потока обрабатывающего газа FGTC удаляется на выходе системы термообработки 104. Этот СО2 может быть затем выпущен в атмосферу без вреда для окружающей среды, так как он образован из возобновляемых материалов; кроме того, основная энергия, генерированная в способе/системе согласно изобретению, не образует или не выбрасывает опасного СО2. Указанный СО2 можно также повторно использовать в других приложениях после удаления влаги и/или таким, как есть в установке выращивания микроводорослей для производства сырьевой биомассы.
Возвращаемый насыщенный поток обрабатывающего газа FGTC подается в абсорбционную холодильную установку 118, как и поток атмосферного воздуха FA. Холодильная установка производит теплообмен между насыщенным потоком обрабатывающего газа FGTS и потоком атмосферного воздуха FA. Указанный теплообмен передает тепло от насыщенного потока термообрабатывающего газа FGTS в поток атмосферного воздуха FA. Указанный теплообмен позволяет достаточно охладить насыщенный поток термообрабатывающего газа FGTS, чтобы сконденсировать водяной пар и разделить СО2 и водяной пар. На выходе холодильная установка дает жидкую воду Н2Ог, поток воздуха FAR, предварительно нагретого до температуры, соответствующей стадии термообработки, причем конечная температура обработка составляет 30оС, а для сухой древесины она может доходить до 130°С и выше (выше 300°С, если это процесс высокотемпературной обработки), а также поток возвращаемого CO2, обозначенный FCO2.
Поток предварительно нагретого воздуха FAR подается в реактор активации 110 для деактивированных носителей кислорода. Указанный реактор 110 получает также деактивированные носители кислорода (т.е. в восстановленном состоянии) Ме из реактора окисления 108. Эти деактивированные носители кислорода Me приводятся в контакт с потоком предварительно нагретого атмосферного воздуха FAR. Молекулы кислорода O2, присутствующие в потоке разогретого атмосферного воздуха FAR, окисляют (активируют) деактивированные носители кислорода согласно следующей реакции:
Figure 00000005
Когда носители кислорода активированы, их можно подавать в реактор окисления 108 для осуществления нового окисления.
Реактор активации 110 дает на выходе активированные носители кислорода МеО, которые будут подаваться в реактор окисления 108, и поток FAA горячего воздуха, бедный кислородом. Такой бедный кислородом поток воздуха FAA все еще является горячим и может использоваться средствами теплообмена (не показаны) для кондиционирования потока обрабатывающего газа FGT и/или для предварительного нагрева возвращаемого потока CO2, обозначенного FCO2, перед его введением в теплообменник Е1 реактора активации 110.
Так как реакция окисления носителей кислорода очень экзотермическая, в реакторе активации 110 создается большой избыток тепловой энергии, соответствующий более 85% внутреннего энергетического потенциала отработанного MPCS.
Это избыточное тепло отбирается первым теплообменником Е1, на который подается часть возвращаемого потока CO2, обозначенного FCO2 (холодного или подогретого потоком FAA в непоказанном теплообменнике). Указанный CO2 нагревается в теплообменнике Е1 до температуры 1000°С или выше. Газовый поток СО2, полученный на выходе указанного теплообменника Е1, используется как поток газифицирующего газа FGG.
Другая часть потока холодного CO2 (≤20оС) FCO2 используется для подачи в резервуар 114 кондиционирования CO2.
Избыточное тепло, созданное в реакторе активации 110, также отбирается во втором теплообменнике, позволяя поднять температуру теплофикационного газового потока FGG, служащего для создания термодинамического потенциала в форме водяного пара высокого давления и высокой температуры для когенерации механической энергии и/или электричества в системе 120, которая может содержать турбогенератор.
С другой стороны, система подачи содержит механическое устройство 130, позволяющее транспортировать носители кислорода из реактора окисления 108 в реактор активации 110 и наоборот.
Фигура 2 схематически показывает второй вариант установки согласно изобретению.
Установка 200, показанная на фигуре 2, содержит все элементы установки 100, показанной на фигуре 1.
С другой стороны, установка 200 включает в себя биореактор 202, содержащий микроводоросли.
Часть CO2, присутствующего в насыщенном потоке обрабатывающего газа FGTS, охлаждается и нагнетается в биореактор 202. В биореакторе 202 для выращивания водорослей диоксид углерода CO2 используется для фотосинтеза, осуществляемого микроводорослями. Фотосинтез, с одной стороны, производит биомассу ВС, содержащую углерод, а с другой стороны, поток газообразного кислорода FO2 в результате разделения на элементарный углерод <С> и молекулярный кислород <O2>.
Полученная карбонизированная биомасса ВС подается в систему 204 кондиционирования биомассы, которая может представлять собой:
- систему экстракции эфирных масел из микроводорослей с высоким содержанием липидов и молекул фармацевтической направленности, используемых в фармакопее, и/или углеводородов для рафинирования; в конце этой экстракции примерно 30% биомассы остается в форме углерода, который можно вернуть в газификатор 106;
- или, например, сушильную установку для кондиционирования перед введением в реактор газификации 106.
Поток газообразного кислорода FO2 можно подавать в систему согласно изобретению, например, на уровне реактора газификации 102, чтобы дополнить газификацию углеродсодержащего материала в реакторе 102. Таким образом, достигается автономность процесса, делая его свободным от внешних носителей кислорода (как тепловые установки).
Предпочтительно выработка карбонизированной биомассы в этом втором варианте осуществления повышает производительность в целом.
Далее будет обсуждаться энергетический баланс способа по изобретению, применяющего установку 100, показанную на фигуре 1, взяв для примера загрузку 1 кг биомассы как сухого углеродсодержащего сырья MPCS. Средний химический состав 1 кг биомассы следующий:
- С≈50%: т.е. 0,500 кг на 1 кг MCPS, т.е. 41,67 моль.
Таким образом, теплосодержание равно 41,67×394 кДж/моль=16417, 98 кДж.
- O2≈44%, т.е. 0, 440 кг на 1 кг MCPS, т.е. 13,75 моль O2, соответственно 27,50 моль «О»; и
- Н2≈6%, т.е. 0,060 кг на 1 кг MCPS, т.е. 29,76 моль.
Таким образом, теплосодержание равно 29,76×242 кДж/моль=7201,92 кДж,
т.е. внутренний энергетический потенциал:
16417,98+7201,92=23619,90 кДж, на выходе реактора газификации.
В соответствии с этим составом "эндогенная" газификация этого MCPS в реакторе газификации 106 будет создавать:
- 27,50 моль СО;
- 14,17 моль С; и
- 29,76 моль Н2;
т.е. на 1 кг (MCPS/биомасса): 0,830 кг в форме газа и 0,170 кг в форме жидкого углерода, т.е. углерода биомассы.
Эти 14,17 моля углерода при температуре ≥1000°С будут реагировать с таким же количеством молей CO2 и восстанавливать его с образованием 28,34 моль СО.
Термохимическая реакция CO2+С=2СО является эндотермической согласно реакциям:
Figure 00000006
т.е. дефицит тепла составляет 172 кДж/моль CO2, участвующего в этой реакции.
Наконец, состав первого газового потока следующий:
- 55,84 моль СО, таким образом, полезная тепловая энергия для удовлетворения эндотермических потребностей равна:
- 14,17 моль СО2×172 кДж/моль=2437,24 кДж + (теплосодержание MCPS и реакционноспособного СО2, использующееся для газификации и конверсии = 1786,14 кДж);
- 29,76 моль Н2;
причем потребность в энергии на газификацию составляет:
2437,24+1786,14 кДж=4223,38 кДж.
Молекулярные взаимодействия в этой пиролитической среде считаются бестепловыми. Экзотермическое окисление с молекулярным кислородом компенсирует экзотермический крекинг молекул системы. Эта реакция должна рассчитываться на теплоноситель и общий теплообмен, дающий полезную мощность, по термочувствительности к достижению температуры указанного пиролиза. Роль теплоносителя заключается также в подаче энергии для компенсации эндотермичности (и кислорода) для реакции атомов углерода, которые не находят этот кислород в молекулярном составе своей среды. Полный баланс реакций в этом реакторе газификации эндотермический.
Подача тепла, используемого для протекания указанных реакций, равна 4223,38 кДж на 1 кг (MCPS/биомасса).
Если указанный газовый поток FGG состоит ровно из 14,17 моль СО2, используемого в реакции конверсии, при его переносе в реактор активации 110 он имеет температуру выше 1000°С, т.е. извлеченное теплосодержание составляет всего 574,344 кДж.
Таким образом, 4233,38-574,344=3649,036 кДж тепловой мощности теряется для реакции в реакторе газификации 106.
Как будет видно из ряда иллюстраций, имеющаяся энергия (генерированная в цепи реакции) достаточна, чтобы дать такую тепловую мощность. С другой стороны, это приводит к переносу такой энергии от источника в реактор газификации 102. Для этого требуется добавка возвращаемого CO2 (в таком случае используется внешняя подача, чтобы запустить процесс).
Для создания такой тепловой энергии можно осуществить ввод O2 с потоком газифицирующего газа FGG на входе активной фазы в реактор газификации 106.
В пиролитической среде согласно изобретению, находящейся при температуре 1000-1100оС, молекулярный водород реагирует сначала с доступным кислородом, и способ по изобретению (в этом случае) дает 29,762 моль Н2, т.е. полное теплосодержание равно: 7202,404 кДж.
Если выбрана эта опция, затем потребуется 15,079 моль водорода, чтобы произвести недостающую тепловую мощность. Каждый введенный моль O2 будет реагировать с двумя молями водорода, давая два моля H2O, таким образом, затем потребуется 7,54 моль O2, чтобы компенсировать нехватку тепловой мощности, необходимой для этой реакции. Остается 14,863 моль Н2, которые будут реагировать с СО, давая цепь реакций в реакторе окисления 108.
На выходе реактора окисления
Теплосодержание 14,683 моль Н2 равно:
14,683×242 кДж/моль=3553,286 кДж; и
теплосодержание 55,84 моль СО равно:
55,84×283 кДж/моль=15802,72 кДж.
Окисление СО и Н2, присутствующих в первом газовом потоке PFG, идущем из реактора окисления 106, является экзотермическим: 15802,72+3553,286=19356,008 кДж.
Например, когда носителем кислорода является NiO (NiO в активном состоянии и Ni в неактивном состоянии), требуется 70523 моль МеО, чтобы окислить 55,84 моль СО и 14,683 моль Н2. Восстановление 70,523 моль МеО в 70,523 моль Me, если взять, к примеру, восстановление NiO в Ni, является эндотермическим:
70,523 моль × 244,30 кДж/моль=17066,566 кДж.
Наконец, тепловой баланс реакции в реакторе окисления является экзотермическим и создает 2289,442 кДж.
Второй газовый поток DFG, выходящий из реактора окисления, состоит из CO2, образованного в реакции, плюс, возможно, избыток нагретого CO2+водяной пар, образованный при окислении Н2, т.е.:
- 2,457 кг CO2 из реакции (55,84 моль, 1,252 Нм3) +
- 0,536 кг Н2О2 из реакций (29,76 моль, 0, 667 Нм3),
- т.е. 22% по массе и 53% по объему.
Этот второй газовый поток DFG находится при температуре ≥900°С и имеет значительный тепловой потенциал: 3573,083 кДж теплосодержания +2228,951 кДж энтальпии 29,762 молей паров (Н2Ог), которые должны конденсироваться в жидкую H2O, т.е.: 5802,034 кДж.
Эта тепловая энергия используется в теплообменной системе 116 для создания потока обрабатывающего газа FGT. Указанный поток обрабатывающего газа FGT содержит в основном:
- часть второго газового потока DFG, который должен сохраняться после обмена его тепловой мощности в указанном теплообменнике 116 с холодным и сухим CO2 (идущим из буфера 114), который был частично обезвожен во время указанного теплообмена;
- часть сухого CO2, поступающего из буфера 114, который будет служить носителем холода в теплообменнике 116, будет использоваться для кондиционирования указанного потока обрабатывающего газа FGT (согласно требованиям обезвоживания и охлаждения, причем указанный сухой CO2 из буфера 114 может находиться в избытке; затем избыток снова вводят в охлаждающую систему 118 для повторного использования).
Указанный поток обрабатывающего газа FGT будет затем доведен до температуры, требуемой для обработки сырья (рабочая температура: от 30 до ≥300°С и выше для высокотемпературной обработки), и его остаточная влажность будет минимальной.
К этому этапу системы и способа по изобретению тепловой баланс уже положительный:
- 4223,38 кДж подачи тепла на реакции в реакторе газификации на 1 кг (MPCS/биомасса);
+2289,442 кДж экзотермическая реакция в реакторе окисления первого газового потока ("топливо");
+5802,034 кДж теплосодержания, доступного для второго газового потока DFG, выходящего из реактора окисления.
Таким образом, положительный итог на 1 кг использованной биомассы MPCS:
2289,442 кДж+5802,034=8091,476-4223,38 кДж=3868,096 кДж
На выходе реактора активации
Реактивация Me в МеО является экзотермической: 244,30 кДж/моль.
В примере имеем 70,523 моль Me на кг MPCS использованной биомассы. Рассматривая тепловую энергию, генерированную в этом реакторе активации: +17228,769 кДж/кг MPCS использованной биомассы.
Газификация CO2 получит свою тепловую мощность из теплообменника Е1 (т.е. 4223,38 кДж/кг MPCS, учитывая предыдущий баланс.
Окончательный баланс энергии реакций и обменов в системе/способе по изобретению дает:
3868,096+17228,769=21096,865 кДж/кг MCPS.
Учитывается также 89% энергетического потенциала сырья.
Вся эта энергия доступна для применения и получения потребляемой мощности для системы и способа по изобретению.
Эта доступная мощность будет отбираться, чтобы позволить обработку сырья в системе термообработки. Большая часть этой энергии является избыточной и может использоваться для совместной генерации тепловой и электрической энергии, используемой для соответствующих приложений, будь то механическая и/или превращенная в электричество.
В настоящем изобретении система термообработки сырья может быть системой:
-> сушки:
• любого сырья, которое должно обезвоживаться и/или дегидратироваться перед применением в производственном процессе;
• любого сырья и/или произведенного продукта, который будет сушиться перед применением и/или кондиционированием;
-> термообработки:
• любого сырья, чувствительного (по его составу) к взаимодействию с СО2, и которое должно подвергаться как можно более однородному теплорассеянию и/или теплорассеянию при высоких температурах (до 1000/1100°С и выше, в зависимости от требуемых взаимодействий, путем нагрева СО2 при оптимальной кинетике) до его применения в производственном процессе;
• любого сырья и/или произведенного продукта, который должен подвергаться термообработке (любым термохимическим и/или термофизическим модификациям/нейтрализациям перед применением и/или кондиционированием).
Изобретение не ограничено описанными примерами.

Claims (16)

1. Способ подачи тепловой энергии в систему термообработки (104) сырья, причем указанный способ включает в себя следующее:
- газификацию в первом реакторе (106), так называемом реакторе газификации сухого сырья, содержащего углерод (MPCS), потоком газифицирующего газа (FGG), содержащего СО2 при высокой температуре и кислород (O2), причем указанная газификация дает первый газовый поток (PFG), содержащий в основном молекулы монооксида углерода (СО), молекулярный водород (Н2) и, в конечном итоге, водяной пар (Н2O)г;
- окисление во втором реакторе (108), так называемом реакторе окисления носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) указанных молекул моноксида углерода (СО) и молекулярного водорода (Н2), присутствующих в указанном первом газовом потоке (PFG), причем указанное окисление дает второй газовый поток (DFG) при температуре от 900°С до 1100°С, содержащий CO2 и водяной пар (Н2О)г, и носители кислорода в восстановленном состоянии (Me);
- активацию в третьем реакторе, так называемом реакторе активации указанных носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком (FAP), содержащим элементарный кислород, причем указанное окисление дает носители кислорода в окисленном состоянии (МеО) и избыток тепловой энергии;
- подачу части тепловой энергии указанного второго газового потока (DFG) и/или указанного избытка тепла с указанной активации в указанную систему (104) термообработки сырья; и
- повышение температуры потока газифицирующего газа (FGG) по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа (FGG) до температуры газификации.
2. Способ по п. 1, отличающийся подачей по меньшей мере одной части тепловой энергии в систему термообработки (104), включающий подачу по меньшей мере одной части второго газового потока (DFG) в систему термообработки (104) сырья для применения в качестве потока термообрабатывающего газа (FGT).
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что он включает снижение температуры указанной подачи по меньшей мере одной части второго газового потока (DFG) до его использования в качестве потока обрабатывающего газа (FGT).
4. Способ по любому из пп. 2 или 3, отличающийся наличием замкнутого контура, возвращающего по меньшей мере одну часть CO2, присутствующего в насыщенном газовом потоке термообработки (FGTC) на выходе системы термообработки (104); чтобы образовать по меньшей мере часть указанного потока газифицирующего газа (FGG), причем указанный возврат в замкнутый контур включает этап разделения СО2 и водяного пара (Н2О)г, присутствующих в указанном насыщенном потоке обрабатывающего газа (FGTC).
5. Способ по п. 1, отличающийся подачей по меньшей мере одной части тепловой энергии в систему термообработки (104), включающий передачу тепловой энергии на поток термообрабатывающего газа.
6. Способ по п. 5, отличающийся наличием возврата в замкнутый контур по меньшей мере части CO2 из второго газового потока (DFG) для образования указанного потока газифицирующего газа.
7. Способ по любому одному из пп. 1, 2, 3, 5 или 6, отличающийся активацией носителей кислорода в восстановленном состоянии (Me), включающий окисление указанных носителей кислорода в восстановленном состоянии (Me) заранее нагретым атмосферным воздухом (FAP).
8. Способ по п. 7, отличающийся предварительным нагревом атмосферного воздуха, включающий передачу тепловой энергии от насыщенного потока термообрабатывающего газа (FGTC) на выходе из системы термообработки в указанный атмосферный воздух.
9. Способ по п. 4, отличающийся передачей тепловой энергии от насыщенного потока термообрабатывающего газа (FGTC) на выходе системы термообработки (104) в указанный атмосферный воздух (FA), проводя разделение CO2 и водяного пара (Н2O)г, присутствующего в указанном насыщенном потоке термообрабатывающего газа (FGTC).
10. Способ по п. 8, отличающийся передачей тепловой энергии от насыщенного потока термообрабатывающего газа (FGTC) на выходе системы термообработки (104) в указанный атмосферный воздух (FA), проводя разделение CO2 и водяного пара (Н2O)г, присутствующего в указанном насыщенном потоке термообрабатывающего газа (FGTC).
11. Система (102) подачи тепловой энергии в систему термообработки (104) сырья, причем указанная система содержит:
- первый реактор газификации (106) сырья, содержащего сухой углерод (MPCS), потоком газифицирующего газа (FGG), содержащего CO2 при температуре от 900°С до 1100°С, причем указанный реактор (106) дает первый газовый поток (PFG), содержащий СО2, молекулы монооксида углерода (СО), молекулярный водород (Н2) и в конечном итоге водяной пар (Н2О)г;
- второй реактор окисления (108) носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) указанных молекул монооксида углерода (СО) и молекулярного водорода (Н2), присутствующих в указанном первом газовом потоке (PFG), снабжая указанный второй реактор (108) вторым газовым потоком (DFG) при высокой температуре, содержащим CO2 и водяной пар (Н2О)г, и носители кислорода в восстановленном состоянии (Me);
- третий реактор активации (110) указанных носителей кислорода в восстановленном состоянии (Me) газовым потоком (FAP), содержащим элементарный кислород, причем указанный реактор (110) дает носители кислорода в окисленном состоянии (МеО) и избыток тепловой энергии;
- средства регулирования температуры потока обрабатывающего газа (FGT), чтобы подать по меньшей мере часть тепловой энергии указанного второго потока (DFG) и/или указанное избыточное тепло с указанной активации в указанную систему термообработки 104 сырья; и
- средства (Е1) повышения температуры указанного потока газифицирующего газа (FGG) по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода, чтобы довести указанный поток газифицирующего газа (FGG) до температуры газификации.
12. Система по п. 11, отличающаяся наличием механических средств транспортировки (130) носителей кислорода из второго реактора (108) в третий реактор (110) и/или из третьего реактора (110) во второй реактор (108).
13. Система по любому из пп. 11 или 12, отличающаяся наличием схемы возврата в замкнутый контур по меньшей мере части CO2, присутствующего во втором газовом потоке (DFG), а также потоке газифицирующего газа FGG, причем указанный контур рециркуляции содержит средства (118) разделения СО2 и водяного пара (Н2O)г.
14. Система по п. 13, отличающаяся контуром рециркуляции, соединяющим, по меньшей мере опосредованно, второй реактор (108), систему термообработки (104), средства (118) разделения СО2 и водяного пара (Н2О)г, средства (Е1) повышения температуры потока газифицирующего газа (FGG) и первый реактор (106).
15. Система термообработки сырья, включающая систему энергоснабжения и газовый поток обработки (FGT) по любому из пп. 11-14.
16. Установка (100) для термообработки сырья, содержащая систему термообработки (104) сырья и систему энергоснабжения (102) указанной системы термообработки по любому из пп. 11-15.
RU2012137276/05A 2010-02-01 2010-10-08 Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка RU2553892C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1000378A FR2955866B1 (fr) 2010-02-01 2010-02-01 Procede et systeme d'approvisionnement en energie thermique d'un systeme de traitement thermique et installation mettant en oeuvre un tel systeme
FR10/00378 2010-02-01
PCT/BR2010/000338 WO2011091488A1 (pt) 2010-02-01 2010-10-08 Processo e sistema de abastecimento de energia térmica de um sistema de tratamento térmico a partir de gaseificação de uma matéria-prima contendo carbono seca e sua posterior oxidação e instalação operando tal sistema

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137276A RU2012137276A (ru) 2014-03-10
RU2553892C2 true RU2553892C2 (ru) 2015-06-20

Family

ID=42831619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137276/05A RU2553892C2 (ru) 2010-02-01 2010-10-08 Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка

Country Status (10)

Country Link
US (2) US9505997B2 (ru)
EP (1) EP2532728B1 (ru)
JP (1) JP2013518149A (ru)
CN (1) CN102844412A (ru)
BR (1) BR112012019105B1 (ru)
ES (1) ES2727429T3 (ru)
FR (1) FR2955866B1 (ru)
PT (1) PT2532728T (ru)
RU (1) RU2553892C2 (ru)
WO (1) WO2011091488A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683065C1 (ru) * 2018-07-23 2019-03-26 Николай Борисович Болотин Способ управления режимом работы газогенераторной электроустановки и газогенераторная электроустановка
RU2683064C1 (ru) * 2018-07-23 2019-03-26 Николай Борисович Болотин Газогенераторная электроустановка

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011053109B4 (de) * 2011-08-30 2016-10-13 Robert Stöcklinger System zur Erzeugung von Energie und/oder Energieträgern
FR2994980B1 (fr) * 2012-09-05 2014-11-14 Commissariat Energie Atomique Procede de gazeification de charge de matiere carbonee, a rendement ameliore.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095397C1 (ru) * 1994-04-19 1997-11-10 Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш" Способ переработки твердого топлива с получением высококалорийного газа или синтез-газа
RU2115696C1 (ru) * 1997-03-25 1998-07-20 Антон Анатольевич Кобяков Способ переработки твердого углеродсодержащего топлива

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1163922A (en) 1915-06-29 1915-12-14 Charles B Hillhouse Method of producing carbon monoxid from carbon dioxid.
US2128262A (en) 1935-09-05 1938-08-30 Semet Solvay Eng Corp Carbon monoxide manufacture
BE437031A (ru) 1938-11-18
US2602809A (en) 1948-07-10 1952-07-08 Kellogg M W Co Treatment of solid carbon containing materials to produce carbon monoxide for the synthesis of organic materials
US2656255A (en) 1949-02-02 1953-10-20 Kellogg M W Co Manufacture of hydrogen
US2772954A (en) 1951-01-29 1956-12-04 Amonia Casale Societa Anonima Gasification method
GB757333A (en) 1952-07-11 1956-09-19 Montedison Spa Improvements in and relating to the production of hydrogen and carbon monoxide synthesis gas
US2864688A (en) 1958-01-28 1958-12-16 United States Steel Corp Two-step method of removing oxygen from iron oxide
US3031287A (en) * 1958-06-23 1962-04-24 Homer E Benson Process for manufacturing mixtures of hydrogen, carbon monoxide, and methane
US3201215A (en) 1963-06-07 1965-08-17 Chemical Construction Corp Production of combustible gas
US3442620A (en) 1968-04-18 1969-05-06 Consolidation Coal Co Production of hydrogen via the steam-iron process
US3915840A (en) 1974-05-24 1975-10-28 Exxon Research Engineering Co Process for improving the octane number of cat cracked naphtha
US4040976A (en) 1976-07-06 1977-08-09 Cities Service Company Process of treating carbonaceous material with carbon dioxide
US4070160A (en) 1977-05-09 1978-01-24 Phillips Petroleum Company Gasification process with zinc condensation on the carbon source
US4265868A (en) * 1978-02-08 1981-05-05 Koppers Company, Inc. Production of carbon monoxide by the gasification of carbonaceous materials
US4272555A (en) 1979-09-21 1981-06-09 Monsanto Company Conversion of carbon-containing materials to carbon monoxide
US4343624A (en) 1979-12-10 1982-08-10 Caterpillar Tractor Co. Rotating fluidized bed hydrogen production system
US4382915A (en) 1981-10-13 1983-05-10 Phillips Petroleum Company Quenching of ZnO-char gasification
JPS5930702A (ja) 1982-08-13 1984-02-18 Toyo Eng Corp 重質油の熱分解の方法
US4725381A (en) 1984-03-02 1988-02-16 Imperial Chemical Industries Plc Hydrogen streams
US5213587A (en) 1987-10-02 1993-05-25 Studsvik Ab Refining of raw gas
JPH06319520A (ja) 1993-05-10 1994-11-22 Toshiba Corp 光合成バイオリアクタ
JP3904161B2 (ja) 1997-03-19 2007-04-11 バブコック日立株式会社 水素・一酸化炭素混合ガスの製造方法および製造装置
ID28691A (id) * 1998-11-05 2001-06-28 Ebara Corp Sistem pembangkit listrik melalui gasifikasi zat-zat yang dapat dibakar
AU7765200A (en) 1999-10-05 2001-05-10 Ballard Power Systems Inc. Autothermal reformer
DK200000417A (da) 2000-03-15 2001-09-16 Cowi Radgivende Ingeniorer As Fremgangsmåde og anlæg til dekomposition, forgasning og/eller forbrænding af fugtigt brændsel.
JP2002173301A (ja) 2000-12-04 2002-06-21 Sumitomo Precision Prod Co Ltd 水素エネルギー発生システム
US6682714B2 (en) 2001-03-06 2004-01-27 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen gas
US6648949B1 (en) 2001-11-28 2003-11-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy System for small particle and CO2 removal from flue gas using an improved chimney or stack
US6896854B2 (en) 2002-01-23 2005-05-24 Battelle Energy Alliance, Llc Nonthermal plasma systems and methods for natural gas and heavy hydrocarbon co-conversion
US20040009378A1 (en) 2002-07-09 2004-01-15 Lightner Gene E. Gasification of lignocellulose for production of electricity from fuel cells
EP1540144A1 (en) 2002-09-17 2005-06-15 Foster Wheeler Energy Corporation Advanced hybrid coal gasification cycle utilizing a recycled working fluid
WO2004067933A2 (en) 2003-01-21 2004-08-12 Los Angeles Advisory Services Inc. Low emission energy source
CN100504053C (zh) * 2003-01-27 2009-06-24 中国科学院工程热物理研究所 内外燃煤一体化联合循环发电系统及发电方法
US7334371B2 (en) * 2003-04-04 2008-02-26 E.I. Du Pont De Nemours And Company Glass laminates having improved structural integrity against severe stresses for use in external pressure plate glazing applications
EP1633501A4 (en) * 2003-04-24 2013-01-02 Cato Res Corp METHOD FOR RECOVERING ENERGY FROM ORGANIC WASTE
RU2006102516A (ru) 2003-06-28 2006-06-27 ЭКСЕНТУС ПиЭлСи (GB) Сжигание газообразного топлива
US7767191B2 (en) * 2003-12-11 2010-08-03 The Ohio State University Combustion looping using composite oxygen carriers
JP2006008872A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 二酸化炭素によるバイオマスのガス化法
US20060130401A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Foster Wheeler Energy Corporation Method of co-producing activated carbon in a circulating fluidized bed gasification process
JP4314488B2 (ja) 2005-07-05 2009-08-19 株式会社Ｉｈｉ 固体燃料のガス化方法及び該方法を用いたガス化装置
CA2636325C (en) * 2006-01-12 2015-04-28 The Ohio State University Systems and methods of converting fuel
US20110179762A1 (en) * 2006-09-11 2011-07-28 Hyun Yong Kim Gasification reactor and gas turbine cycle in igcc system
US7824574B2 (en) 2006-09-21 2010-11-02 Eltron Research & Development Cyclic catalytic upgrading of chemical species using metal oxide materials
US8038744B2 (en) * 2006-10-02 2011-10-18 Clark Steve L Reduced-emission gasification and oxidation of hydrocarbon materials for hydrogen and oxygen extraction
US7833296B2 (en) 2006-10-02 2010-11-16 Clark Steve L Reduced-emission gasification and oxidation of hydrocarbon materials for power generation
US20080134666A1 (en) 2006-12-11 2008-06-12 Parag Prakash Kulkarni Systems and Methods Using an Unmixed Fuel Processor
US7780749B2 (en) * 2006-12-11 2010-08-24 General Electric Company Unmixed fuel processors and methods for using the same
CN1994865B (zh) * 2006-12-12 2011-05-18 华东理工大学 两段气化并耦合热量回收和洗涤于一体的气化装置和应用
US20090049748A1 (en) 2007-01-04 2009-02-26 Eric Day Method and system for converting waste into energy
US8236072B2 (en) 2007-02-08 2012-08-07 Arizona Public Service Company System and method for producing substitute natural gas from coal
WO2009018200A1 (en) 2007-07-27 2009-02-05 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods and systems for producing synthetic fuel
US8951314B2 (en) * 2007-10-26 2015-02-10 General Electric Company Fuel feed system for a gasifier
US20090148927A1 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Sequest, Llc Mass Production Of Aquatic Plants
US7833315B2 (en) 2008-02-26 2010-11-16 General Electric Company Method and system for reducing mercury emissions in flue gas
JP5205568B2 (ja) 2008-03-28 2013-06-05 独立行政法人産業技術総合研究所 ジメチルエーテルの製造方法および製造装置
KR100887137B1 (ko) * 2008-06-12 2009-03-04 김현영 탄화물 열분해 개질 방법 및 그 장치
FR2941689B1 (fr) 2009-01-30 2011-02-18 Inst Francais Du Petrole Procede integre d'oxydation, reduction et gazeification pour production de gaz de synthese en boucle chimique
US20100132633A1 (en) 2009-06-29 2010-06-03 General Electric Company Biomass gasification reactor
EP2475613B1 (en) 2009-09-08 2017-05-03 The Ohio State University Research Foundation Integration of reforming/water splitting and electrochemical systems for power generation with integrated carbon capture
US20140158940A1 (en) * 2012-07-24 2014-06-12 Shahram Navaee-Ardeh Production of Synthesis Gas From Biosolid-Containing Sludges Having a High Moisture Content

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095397C1 (ru) * 1994-04-19 1997-11-10 Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш" Способ переработки твердого топлива с получением высококалорийного газа или синтез-газа
RU2115696C1 (ru) * 1997-03-25 1998-07-20 Антон Анатольевич Кобяков Способ переработки твердого углеродсодержащего топлива

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683065C1 (ru) * 2018-07-23 2019-03-26 Николай Борисович Болотин Способ управления режимом работы газогенераторной электроустановки и газогенераторная электроустановка
RU2683064C1 (ru) * 2018-07-23 2019-03-26 Николай Борисович Болотин Газогенераторная электроустановка

Also Published As

Publication number Publication date
FR2955866A1 (fr) 2011-08-05
ES2727429T3 (es) 2019-10-16
JP2013518149A (ja) 2013-05-20
BR112012019105A2 (pt) 2018-03-27
PT2532728T (pt) 2019-05-08
US20120298921A1 (en) 2012-11-29
RU2012137276A (ru) 2014-03-10
EP2532728B1 (en) 2019-01-16
US9505997B2 (en) 2016-11-29
EP2532728A4 (en) 2014-01-01
EP2532728A1 (en) 2012-12-12
CN102844412A (zh) 2012-12-26
WO2011091488A8 (pt) 2012-02-09
BR112012019105B1 (pt) 2018-07-31
WO2011091488A1 (pt) 2011-08-04
FR2955866B1 (fr) 2013-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101638590B (zh) 一种可燃固体废弃物化学链气化制合成气的方法及串行流化床反应器
US8790428B2 (en) Method and device for producing synthesis gas from biomass
KR101599374B1 (ko) 이산화탄소의 일산화탄소로의 전환을 위한 방법 및 시스템
US6571747B1 (en) Method and device for producing energy or methanol
RU2495914C2 (ru) Устройства и способы обработки водорода и монооксида углерода
EP2254973B1 (en) Active reformer
RU2553892C2 (ru) Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка
RU2559511C2 (ru) Способ и система для получения водорода из сырьевого материала, содержащего углерод
CN108699612A (zh) 向高炉炉身部供给含氢气的还原气体的方法
KR20120022480A (ko) 2단계 열분해 가스화 장치 및 2단계 열분해 가스화 방법
KR101397378B1 (ko) 2단계 열분해 가스화 장치 및 2단계 열분해 가스화 방법
CN102869607A (zh) 再利用二氧化碳co2的方法
JP2013539813A (ja) 間接的加熱ガス化中にコークスを生産する方法および設備
US20090320369A1 (en) Method of generating an energy source from a wet gas flow
CN101665722B (zh) 高温转化器
RU2808735C1 (ru) Линия производства восстановленного железа и способ получения восстановленного железа
US20230121974A1 (en) Method and apparatus for manufacturing steel using rotary generated thermal energy
JP2954585B1 (ja) 水素製造方法及び装置
CN207738700U (zh) 一种年处理200万吨长焰煤全循环瓦斯干馏系统
CN108473893A (zh) 等离子气化反应器和方法
NO338230B1 (no) Fullstendig integrert redoks-assistert gassifisering (RAG) for produktiv konvertering av karbonholdig materiale
WO2012010846A1 (en) Gasification of carbonaceous feedstock
JPH04345764A (ja) 燃料電池発電プラントにおける燃料供給システム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191009