CZ2004930A3 - Způsob výroby kapalného syntetického paliva z uhlíkatých materiálů pro dopravní prostředky a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Způsob výroby kapalného syntetického paliva z uhlíkatých materiálů pro dopravní prostředky a zařízení k provádění způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ2004930A3
CZ2004930A3 CZ2004930A CZ2004930A CZ2004930A3 CZ 2004930 A3 CZ2004930 A3 CZ 2004930A3 CZ 2004930 A CZ2004930 A CZ 2004930A CZ 2004930 A CZ2004930 A CZ 2004930A CZ 2004930 A3 CZ2004930 A3 CZ 2004930A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
steam
reactor
hydrogen
hydrogenation gasification
gasification reactor
Prior art date
Application number
CZ2004930A
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph N. Norbeck
Colin E. Hackett
James Edward Heumann
Uy Quoc Ngo
Nguven The Tran
Bilge Vilmaz
Original Assignee
The Regents Of The University Of California
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 The Regents Of The University Of California filed Critical The Regents Of The University Of California
Publication of CZ2004930A3 publication Critical patent/CZ2004930A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air
    • C01B3/34—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • 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
    • 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
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • 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
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • 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
    • C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • 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
    • C10J3/723—Controlling or regulating the gasification process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0833—Heating by indirect heat exchange with hot fluids, other than combustion gases, product gases or non-combustive exothermic reaction product gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276—Mixing of different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • 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
    • C10J2300/06—Modeling or simulation of processes
    • 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
    • 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
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C10J2300/092—Wood, cellulose
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0943—Coke
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • 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
    • C10J2300/0966—Hydrogen
    • 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
    • C10J2300/0973—Water
    • 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
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • 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
    • C10J2300/0983—Additives
    • 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
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1253—Heating the gasifier by injecting hot gas
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C10J2300/1675—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity making use of a steam turbine
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1693—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
    • 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
    • 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
    • C10J2300/1853—Steam reforming, i.e. injection of steam only
    • 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
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • 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
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892—Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
    • 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]
    • 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
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • 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
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • 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)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

Oblast techniky
Oblastí vynálezu je syntéza paliva pro dopravní prostředky z uhlíkatých materiálů.
Dosavadní stav techniky
Existuje potřeba nalézt nové zdroje chemické energie a způsoby jejich přeměny na alternativní paliva pro dopravní prostředky vyvolaná mnoha faktory jako jsou ekologické, zdravotní a bezpečnostní problémy stejně jako nevyhnutelný nedostatek paliv na bázi ropy v budoucnosti. Ve světovém měřítku trvale roste počet vozidel s vnitřním spalováním, zvláště ve středně pokročilé části rozvojového světa. Světový vozový park mimo USA používající převážně motorovou naftu roste rychleji než v USA. Tato situace se může změnit, protože se zavádí více vozidel s vyšší účinností spalování užívajících hybridních nebo vznětových technologií s cílem snížit jednak spotřebu paliv, jednak celkové emise. Protože jsou zdroje pro výrobu paliv na bázi ropy trvale čerpány, stane se závislost na ropě velkým problémem, pokud nebudou vyvinuta paliva jiného než ropného původu, zvláště syntetická motorová nafta s dokonalým spalováním. Kromě toho může dnes běžný způsob spalování paliv na bázi ropy v normálních motorech způsobit závažné znehodnocení prostředí pokud se nezavedou přísná opatření pro snížení emisí výfukových plynů. Syntetická paliva pro naftové motory s dokonalým spalováním mohou pomoci snížit emise ze vznětových motorů.
Výroba paliv pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním vyžaduje buď přeformulování existujících paliv na bázi ropy, nebo objevení nových způsobů pro výrobu energie nebo syntézu paliv z dosud nepoužívaných materiálů. K dispozici jsou mnohé zdroje na bázi obnovitelných organických • · · · nebo odpadních uhlíkatých materiálů. Využití uhlíkatých odpadů pro syntézu paliv je ekonomicky schůdný způsob, protože vstupní surovina se již považuje za prakticky bezcennou a ukládá se jako odpad, což představuje riziko pro čistotu prostředí.
Kapalná paliva pro dopravní prostředky představují oproti plynným palivům výhodná řešení, protože mají při daném tlaku a teplotě vyšší hustoty energie. Kapalná paliva lze skladovat při atmosférických nebo nízkých tlacích, zatímco pro dosažení hustoty energie kapalného paliva by se plynné palivo muselo v nádrži vozidla skladovat při vysokých tlacích, jež by v případě úniku nebo náhlého prasknutí mohly znamenat bezpečnostní problém. Distribuce kapalných paliv je ve srovnání s plynnými palivy mnohem snadnější, protože je možno užít běžných čerpadel a potrubí. Infrastruktura pro kapalná paliva existujícího dopravního systému umožňuje snadné začlenění jakékoliv produkce syntetických kapalných paliv s dokonalým spalováním pro dopravní prostředky do existujícího trhu.
V celonárodním měřítku je nezbytností mít k dispozici kapalná paliva pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním. Čistá a efektivní výroba syntézních plynů z uhlíkatých zdrojů a jejich zpracování způsobem FischerTropsch na čistý a kvalitní syntetický benzin a motorovou naftu bude přínosem pro dopravní sektor a zdraví společnosti. Tento způsob připouští užití používaných způsobů čištění výfukových plynů pro snížení obsahu N0x, odstranění toxických částic přítomných ve výfukových plynech vznětových motorů a omezení znečišťujících spalných produktů, jež se dnes provádí pomocí katalyzátorů podléhajících otravě obsaženou sírou ve sloučeninách, jako je tomu v případě normální motorové nafty vyrobené z ropy, což snižuje účinnost katalyzátoru. Kapalná paliva vyrobená procesem Fischer-Tropsch ze syntézních plynů vyrobených z biomasy neobsahují za normálních okolností žádnou síru, žádné aromatické uhlovodíky a v případě syntetické motorové nafty mají velmi vysoké cetanové číslo. Biomasa je nej častěji zpracovávanou uhlíkatou odpadní surovinou používanou pro výrobu paliv z obnovitelných zdrojů. Za potenciální surovinu pro konverzní procesy je možno považovat i plastový odpad, kaučuk, hnůj, rostlinné zbytky po zemědělských sklizních, odřezky a štěpky z lesního hospodářství, stromy, trávu a pevné organické látky z úpravy odpadních vod. Surovinu typu biomasy lze zpracovávat na elektrickou energii, teplo, komerční chemikálie nebo paliva. Kalifornie je v USA na čele v užití a vyvíjení některých technologií pro zužitkování biomasy. V Kalifornii se ročně dodává do závodů na zpracování odpadu 45 milionů tun komunálního pevného odpadu. Asi polovina tohoto odpadu končí na skládkách. Například se odhaduje, že jen v kalifornské oblasti Riverside County se denně ukládá asi 4 000 t odpadního dřeva. Podle jiného odhadu se ve sběrné oblasti Riverside County denně deponuje na skládky více jak 100 000 t biomasy. Tento komunální odpad tvoří asi 30 % odpadního papíru a lepenky, asi 40 % organického odpadu (zelené hmoty a zbytků potravin) a 30 % směsi dřeva, papíru, plastů a kovů. Uhlíkaté složky tohoto odpadu mají chemickou energii použitelnou pro snížení potřeby jiných energetických zdrojů, pokud by je bylo možno konvertovat na palivo s dokonalým spalováním. Přitom nejsou zdroje odpadního uhlíkatého materiálu jediným ekonomickým přínosem. Zatímco mnoho existujícího odpadního uhlíkatého materiálu jako je papír je možno třídit, recyklovat a znovu použít, v případě jiných odpadů by jejich producent nemusel platit poplatky, pokud by se odpad dodával přímo do závodu na chemickou konverzi. Tyto poplatky v současnosti představující 30 - 35 dolarů za tunu se platí orgánu odpovědnému za likvidaci odpadu na pokrytí jeho nákladů. Proto by se dopravou odpadu do závodu na jeho zpracování na syntetická paliva nejen mohly snížit náklady na likvidaci odpadu, ale snížení nákladů likvidace odpadu by vedlo ke zvětšení kapacity pro jeho zpracování.
Spalování dřeva v kamnech na dřevo je příkladem použití biomasy pro výrobu tepelné energie. Spalování odpadní biomasy v otevřeném systému za účelem výroby energie a tepla však bohužel není ani čistý ani účinný způsob využití jejího energetického obsahu. V současné době je vynalézáno mnoho nových způsobů využití uhlíkatého odpadu. Jeden takový způsob představuje například výroba syntetických kapalných paliv pro dopravní prostředky a jiný způsob je výroba plynů pro energetiku a jejich konverze na elektrickou energii.
Používání paliv z obnovitelných zdrojů biomasy může skutečně snížit akumulaci skleníkových plynů jako je oxid uhličitý, přičemž současně vzniká účinná energie pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním. Jedním z hlavních přínosů koprodukce kapalných syntetických paliv ze zdrojů biomasy je, že nabízí skladovatelné palivo pro dopravní prostředky a zároveň omezuje účinky skleníkových plynů přispívajících ke globálnímu oteplování. V budoucnosti by tyto koprodukční procesy mohly poskytovat paliva s dokonalým spalováním pro ekonomickou produkci paliv z obnovitelných zdrojů, jež by byla trvale energeticky soběstačná.
Pro konverzi uhlí a jiných uhlíkatých materiálů na paliva pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním dnes existuje řada způsobů, ale mají tendenci být příliš nákladné pro konkurenci na trhu paliv na bázi ropy, nebo vznikají těkavá paliva jako je methanol nebo ethanol s příliš vysokou tenzí nasycených par pro používání v oblastech s vysokým stupněm znečištění ovzduší jako je vzdušný prostor nad Jižní Kalifornií, pokud by se nevyjmula z působnosti zákonů na ochranu ovzduší. Příkladem takového způsobu je Hynol Methanol Process, kterým se syntetizuje methanol v reaktorech pro hydrogenační zplyňování a parní reformování ze směsi pevných uhlíkatých materiálů a zemního plynu a který v modelové aparatuře prokázal účinnost při konverzi uhlíku >85 %.
Potřeba nalézt nové zdroje a způsoby výroby paliv pro • · · · ft • · ·
• ftft · dopravní prostředky vyžaduje nejen kreativní zlepšení způsobů výroby dnes existujících paliv na bázi ropy, ale také výzkum v oblasti nových způsobů syntézy funkčně ekvivalentních alternativních paliv získaných s použitím zdrojů a způsobů dnes nepoužívaných. Jednou z cest k řešení tohoto problému je výroba syntetických kapalných paliv z uhlíkatých materiálů jako jsou odpadní organické materiály. Využití uhlíkatého odpadu pro výrobu syntetických paliv lze považovat za schůdný způsob získání nových zdrojů pro výrobu paliv, protože tato surovina se již považuje za bezcenný odpad, jehož likvidace navíc často přispívá ke znečištění prostředí.
Podstata vynálezu
Tento vynález používá reaktorů pro parní pyrolýzu, hydrogenační zplyňování a reformování vodní párou pro výrobu syntézního plynu, který lze konvertovat na syntetické parafinické palivo, zejména motorovou naftu, i když lze pomocí Fischer-Tropschova reaktoru pro syntézu parafinického paliva vyrábět i syntetické benziny a trysková paliva. Alternativně je možno používat syntézního plynu v systému koprodukce, společné výroby energie a procesního tepla. Tento vynález nabízí zcela rovnovážné termochemické rozbory pro hlavní skupinu koprodukčních procesů při výrobě syntetických kapalných paliv pro dopravní prostředky, tepelné energie a elektrické energie ze surovin jako je uhlí a jiné uhlíkaté materiály a voda v kapalném skupenství. Umožňuje to originální konstrukce, operační účinnost a vyčerpávající analýza konverze uhlí nebo jakéhokoliv jiného uhlíkatého materiálu přidávaného do systémů společné výroby paliv, energie a tepla.
Tento vynález nabízí způsob a zařízení pro výrobu syntézního plynu použitelného jako plynné palivo nebo jako nástřik do Fischer-Tropschova reaktoru při výrobě kapalného parafinického paliva, recyklované vody a zjevného tepla v prakticky energeticky nezávislém (autarkním) procesu.
« · • φ φ φφφφφ φφφφ • · ·
Suspenze částic uhlíkatého materiálu v kapalné vodě a vodík z vnitřních zdrojů se uvádějí do parogenerátoru pro parní pyrolýzu a do reaktoru pro hydrogenační zplyňování za podmínek, při kterých vzniká přehřátá pára, methan, oxid uhličitý a oxid uhelnatý a dále do parního reforméru za podmínek za kterých vzniká syntézní plyn složený hlavně z vodíku a oxidu uhelnatého. Část vodíku vyrobeného v parním reforméru se vede přes filtr pro čištění vodíku do reaktoru pro hydrogenační zplyňování jako vodík z vnitřních zdrojů. Zbylý syntézní plyn vyrobený v parním reforméru se buď užívá jako palivo pro plynem poháněný motor nebo plynovou turbinu vyrábějící elektřinu a procesní teplo, nebo se přivádí do reaktoru Fischer-Tropsch pro syntézu paliva v podmínkách, za nichž vzniká kapalné palivo a recyklovaná voda. Správný stechiometrický poměr vodíku k oxidu uhelnatému ve směsi přiváděné do reaktoru Fischer-Tropsch pro syntézu paliva se reguluje poměrem vody a uhlíku v přiváděné surovině. Pro přenos tepla z exothermního reaktoru pro hydrogenační zplyňování (a výroby kapalného paliva z exothermního FischerTropschova reaktoru) do endothermního parogenerátoru pro parní pyrolýzu a reaktoru pro parní reformování.
Tento vynález vykazuje zejména tyto znaky:
1. Univerzální systém na zpracování pevného uhlíkatého materiálu, který může hydrogenačním zplyňováním zpracovávat libovolné kombinace uhlí, městské a zemědělské biomasy a pevného komunálního odpadu.
2. V prvním stupni parogenerátor pro parní pyrolýzu a jednotku hydrogenačního zplyňování.
3. Ve druhém stupni parní reformér pro výrobu syntézního plynu bohatého na obsah vodíku z výstupu parogenerátoru pro parní pyrolýzu a hydrogenační zplyňovači jednotky v prvním stupni. Molární poměr vodní páry a uhlíku se udržuje tak, aby chemická reakce probíhala blízko rovnovážného stavu.
4. Jako reaktor třetího a posledního stupně buď a) reaktor Fischer-Tropsch pro syntézu paliv (syntéza plyn-kapalina) pro konverzi syntézního plynu z parního reforméru na kapalné palivo neobsahující síru pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním a recyklovanou vodu nebo b) použití vyrobeného syntézního plynu jako paliva pro výrobu procesního tepla a/nebo v plynem poháněném stroji nebo plynové turbině pro výrobu elektrické energie;
5. Jsou v provozu tři reaktory pro termochemické procesy, které vyrábějí téměř čisté parafinické kapalné uhlovodíky (podobné motorové naftě ropného původu) a voskovité sloučeniny (podobné parafinickým vazelínám podle norem USA, jež lze dále běžnými způsoby rafinovat na další paliva typu nafty) z uhlíkatých surovin (jako je odpadní dřevo) v kontinuálním a energeticky soběstačném procesu bez nutnosti použít dalších paliv z vnějších zdrojů. Konfiguraci reaktorů je možno optimalizovat pro produkci jiných syntetických paliv jako je dimethylether (palivo podobné propanu, které lze užít v dopravních prostředcích jako palivo pro naftové motory a plynové turbiny) a vodík v kvalitě pro použití jako palivo (palivo použitelné v motorech a turbinách pro výrobu elektřiny a po eliminaci oxidu uhelnatého jako elektrochemického paliva v palivových článcích), stejně jako syntézní plyny pro energetické využití ve spojení přeměny na tepelnou energii s výrobou elektrické energie v kombinovaném cyklu.
Základní přednosti tohoto vynálezu ve srovnání s tím, čeho bylo možno dosáhnout způsoby podle stavu techniky jsou tyto: a) energeticky účinná produkce methanu (>85 %) z dostupného uhlíku v uhlíkatém materiálu za použití pyrolýzy vodní párou pro aktivaci uhlíku a plynného vodíku jako jediné reakční složky zahajující reakci na rozdíl od zplyňování parciální oxidací, jež obvykle vyžaduje dodatečný energeticky náročný systém pro získání potřebného kyslíku ze vzduchu; b) chemicky soběstačná operace reaktoru pro hydrogenační zplyňování v prvním stupni díky recirkulaci nadbytečného • · · · vodíku vyrobeného v reaktoru pro reformování methanu vodní párou ve druhém stupni, c) energeticky účinná syntéza paliv pro dopravní prostředky s dokonalým spalováním pomocí plynů opouštějících parní reformér jako jsou: 1) parafinické uhlovodíky vyrobené s pomocí reaktoru pro Fischer-Tropschovu syntézu ve třetím stupni, 2) syntéza dimethyletheru pomocí syntézního reaktoru třetího stupně a 3) výroba vodíku pomocí filtru pro separaci a/nebo přečištění vodíku filtrem bez nutnosti užít reaktoru pro syntézu paliv třetího stupně, d) tepelně soběstačná operace všech reaktorů při efektivním využití tepelné a chemické energie za pomoci tekuté roztavené soli nebo vody/páry jako médií pro přenos tepla, spalování produktových energetických plynů pro nastartování a udržení procesních teplot a využití procesního tepla pro výrobu elektrické energie bez nutnosti použít doplňkových paliv z vnějších energetických zdrojů, e) podstatné snížení emisí do ovzduší ze všech v procesu použitých reaktorů a/nebo spalovacích komor na syntézní plyn ve srovnání s normálním přímým spalováním (obvykle označovaným jako otevřené spalování odpadu) uhlíkatých surovin a f) schopnost zachycení veškerého plynného odpadního oxidu uhličitého z procesních reaktorů nebo spalovacích zařízení procesního syntézního plynu pro sekvestraci a/nebo chemickou konverzi na kondenzované sloučeniny za použití obvyklých technologií.
Tyto nové konfigurace procesních reaktorů jsou schopny zlepšit celkovou účinnost využití energie při konverzi uhlíkatého materiálu v závodu na společnou výrobu syntetických paliv, chemikálií a energie.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 je průtokové schéma zobrazující celkové provedení tohoto vynálezu;
Obr. 2 je graf zobrazující grafické znázornění konverze uhlíku proti poměrům H2/C a H2O/C při 800 °C a 30 atmosférách v HPR;
• 4 · ·
4444
Obr. 3 je graf zobrazující grafické znázornění poměru CH4/C (v surovině) proti poměrům H2/C a H2O/C při 800 °C a 30 atmosférách v HPR;
Obr. 4 je graf zobrazující grafické znázornění poměru CO2/C (v surovině) proti poměrům H2/C a H2O/C při 800 °C a 30 atmosférách v HPR;
Obr. 5 je graf zobrazující grafické znázornění poměru CO/C (v surovině) proti poměrům H2/C a H2O/C při 800 °C a 30 atmosférách v HPR;
Obr. 6 je graf zobrazující grafické znázornění účinků teplotních a tlakových podmínek na poměr CO2/H v reaktoru pro hydrogenační zplyňování (HGR) při konstantním složení přiváděné směsi 2, 629 molů H2 a 0,0657 molů H2O na mol C;
Obr. 7 je graf zobrazující grafické znázornění účinků teplotních a tlakových podmínek na poměr CH4/H v reaktoru pro hydrogenační zplyňování (HGR) při konstantním složení přiváděné směsi 2,629 molů H2 a 0, 0657 molů H2O na mol C;
Obr. 8 je graf zobrazující grafické znázornění účinků teplotních a tlakových podmínek na poměr H2/C v reaktoru pro hydrogenační zplyňování (HGR) při konstantním složení přiváděné směsi 2,629 molů H2 a 0,0657 molů H2O na mol C;
Obr.9 je graf zobrazující grafické znázornění účinků teplotních a tlakových podmínek na poměr CO/H v reaktoru pro hydrogenační zplyňování (HGR) při konstantním složení přiváděné směsi 2,629 molů H2 a 0, 0657 molů H2O na mol C;
Obr. 10 je graf zobrazující grafické znázornění účinku poměru přiváděné směsi H2O/C na účinnost parního reforméru (SPR) měřenou poměrem H2/CO po recyklaci H2 do HGR při 1000 °C a 30 atmosférách;
Obr. 11 je graf zobrazující grafické znázornění účinku změn poměru vstupující směsi H2O/C na produkty SPR, t.j. CO, CO2 a CH4 v SPR při 1000 °C a 30 atmosférách;
Obr. 12 je graf zobrazující grafické znázornění účinku teplotních a tlakových podmínek na poměr H2/CO v SPR (do SPR přidáno 2,76 molů H2O na mol C);
• 4 4*4 • 444
Obr. 13 je graf zobrazující grafické znázornění účinku teplotních a tlakových podmínek na poměr CH4/C v SPR (do SPR přidáno 2,76 molů H2O na mol C);
Obr. 14 je diagram zobrazující schéma hmotnostního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinických paliv způsobem Fischer-Tropsch;
Obr. 15 je diagram zobrazující schéma molárního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinických paliv způsobem Fischer-Tropsch;
Obr. 16 je diagram zobrazující schéma regulace tepelné energie při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinických paliv způsobem Fischer-Tropsch;
Obr. 17 je diagram zobrazující schéma průtoku vody/páry při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinických paliv způsobem Fischer-Tropsch;
Obr. 18 je diagram zobrazující schéma toku roztavené soli při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinických paliv způsobem Fischer-Tropsch;
Obr. 19 je diagram zobrazující schéma hmotnostního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu dimethyletheru;
Obr. 20 je diagram zobrazující schéma molárního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu dimethyletheru;
Obr. 21 je diagram zobrazující schéma regulace tepelné energie při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu dimethyletheru;
Obr. 22 je diagram zobrazující schéma průtoku vody/páry při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu dimethyletheru;
Obr. 23 je diagram zobrazující schéma toku roztavené soli při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu dimethyletheru;
Obr. 24 je diagram zobrazující schéma hmotnostního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu plynného vodíku jako paliva;
• · 4 · • 4
4 4
4 4 4 4
4
Obr. 25 je diagram zobrazující schéma molárního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu plynného vodíku jako paliva;
Obr. 26 je diagram zobrazující schéma regulace tepelné energie při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu plynného vodíku jako paliva;
Obr. 27 je diagram zobrazující schéma průtoku vody/páry při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu plynného vodíku jako paliva;
Obr. 28 je diagram zobrazující schéma toku roztavené soli při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu plynného vodíku jako paliva;
Obr. 29 je diagram zobrazující schéma hmotnostního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu elektrické energie;
Obr. 30 je diagram zobrazující schéma molárního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu elektrické energie;
Obr. 31 je diagram zobrazující schéma regulace tepelné energie při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu elektrické energie;
Obr. 32 je diagram zobrazující schéma průtoku vody/páry při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu elektrické energie;
Obr. 33 je diagram zobrazující schéma toku roztavené soli při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu elektrické energie;
Obr. 34 je schéma hmotnostního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinického paliva způsobem Fischer-Tropsch pomocí adiabatického HGR a při obsahu vody 9:1;
Obr. 35 je schéma molárního toku při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinického paliva způsobem Fischer-Tropsch pomocí adiabatického HGR a při obsahu vody 9:1;
♦ · · • ····
Obr. 36 je schéma regulace tepelné energie při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinického paliva způsobem Fischer-Tropsch pomocí adiabatického HGR a při obsahu vody 9:1;
Obr. 37 je schéma průtoku vody/páry při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinického paliva způsobem Fischer-Tropsch pomocí adiabatického HGR a při obsahu vody 9:1;
Obr. 38 je schéma toku roztavené soli při hydrogenačním zplyňování biomasy pro výrobu parafinického paliva způsobem Fischer-Tropsch pomocí adiabatického HGR a při obsahu vody 9:1.
Podrobný popis vynálezu
Parogenerátor pro pyrolýzu, reaktor pro hydrogenační zplyňování (HGR) a reformér pro parní pyrolýzu (SPR) (také nazývaný parní pyrolýzní reaktor, parní reformér nebo parní reaktor) používané v procesu Hynol lze užít při výrobě syntézního plynu parní pyrolýzou suroviny, hydrogenačním zplyňováním a reakcemi parního reformování. Reakce začínají v HGR konverzí uhlíku v uhlíkatém materiálu na generátorový plyn bohatý na methan a pokračují v SPR za vzniku syntézního plynu se správným stechiometrickým poměrem vodíku a oxidu uhelnatého pro účinné provedení Fischer-Tropschova procesu. Takto lze pomocí Fischer-Tropschova procesu jako finálního stupně vyrábět produkty jako syntetický benzin, syntetickou motorovou naftu a recyklovanou vodu.
Požadavky systému na suroviny jsou velmi flexibilní. Různé suroviny tvořené různými uhlíkatými materiály mohou být rozemlety za mokra na vodní suspenzi, jež se za vysokého tlaku plní do parního pyrolyzéru a reaktorů pro hydrogenační zplyňování a parní reformování pro výrobu syntézního plynu. Poměr suroviny k vodě se dokonce může během procesu měnit, pokud známe chemické složení suroviny, tak aby se zachoval stechiometrický poměr potřebný pro optimalizovaný proces • · ···· syntézy paliva. Vhodné uhlíkaté materiály představují biomasa, zemní plyn, ropa, ropný koks, uhlí, vedlejší a odpadní produkty z petrochemických výrob a rafinérií ropy, plasty, ojeté pneumatiky, splaškové kaly a jiné organické odpady. Například dřevo je příkladem odpadní biomasy, kterého je nadbytek v kalifornské oblasti Riverside County. Tento výčet odpadů lze rozmnožit o další uhlíkaté materiály jako je zelený odpad a pevné biologické odpady z úpravy vody vyskytující se v Riverside County, které se normálně zavážejí na skládky.
Když je cílem palivo pro dopravní prostředky jako je motorová nafta, proces se řídí tak, aby složení suroviny zajišťovalo maximum požadovaného parafinického paliva v produktu. Požadovaný produkt představuje kapalný uhlovodík jako je cetan C16H34 s obsahem uhlíku v rozmezí 12-20, použitelný jako motorová nafta. Nadbytečná produkce syntézního plynu z SPR, to znamená přebytečná chemická energie z výrobního procesu syntetických paliv FischerTropsch, se může užít jako energetické palivo pro pohon plynových turbin při výrobě elektrické energie. Produkce syntézního plynu po recyklaci dostatečného množství vodíku pro provoz hydrogenačního zplyňování se v závislosti na potřebách uživatele může pro tento účel též použít. V dalším uvádíme způsob maximalizace ekonomického potenciálu tohoto vynálezu při konverzi uhlíkatých materiálů na použitelná paliva pro dopravní prostředky s možností přímé výroby elektrické energie v kombinovaném cyklu s plynovou turbinou.
1) Zjistit přibližné údaje charakterizující dostupné uhlíkaté odpady, jejich chemické složení a provést další rozbory týkající se reálné potřeby tohoto procesu.
2) Modelovat na bázi kontinuálních průtoků důležité reakce, k nimž dochází v procesu, který probíhá v parogenerátoru pro pyrolýzu, reaktoru pro hydrogenační zplyňování, reaktoru pro parní reformování a FischerTropschovu syntézu (nebo jinou syntézu paliva). Lze to ··· • · · • ···· provést při optimalizaci suroviny pro Fischer-Tropschův proces (nebo jinou syntézu paliva) z hlediska optimálního stechiometrického molárního poměru vodíku k oxidu uhelnatému potřebného pro syntézu paliva.
3) Provést ekonomickou analýzu nákladů potřebných pro získání a přípravu potřebné suroviny, investičních nákladů, nákladů provozu a údržby stejně jako výtěžků a ceny produktu.
Příklady provedení vynálezu
Specifická provedení se uvádějí níže v návaznosti na průtoková schémata uváděná v obrázcích, která ukazují konverzi odpadního dřeva jako jednoho z možných uhlíkatých materiálů na kapalnou motorovou naftu pro dopravní prostředky, recyklovanou vodu a alternativní energetický zdroj pomocí procesu Fischer-Tropsch v kombinovaném cyklu spojeném s plynovou turbinou.
Termochemická konverze uhlíkatého materiálu probíhá dvěma hlavními způsoby: hydrogenačním zplyňováním a parním reformováním s předběžnou úpravou suroviny a aktivací v ní «
obsaženého uhlíku v parogenerátoru. Reaktor pro hydrogenační zplyňování vyžaduje přívod pyrolyzovaného uhlíkatého materiálu, vodíku a páry, které reagují v nádobě za vysoké teploty a tlaku, přičemž se specifická realizace děje přibližně při 30 atmosférách a 1000 °C. Parní reformování plynu bohatého na methan opouštějícího HGR rovněž vyžaduje tlak asi 30 atmosfér a teplotu asi 1000 °C. Obecně řečeno, každý z těchto procesů se může provádět v teplotním rozmezí od asi 700 °C do asi 1200 °C a tlaku od asi 20 do asi 50 atmosfér. I za nižších teplot a tlaků lze však docílit použitelných reakčních rychlostí při použití vhodných katalyzátorů.
Na obr. 1, který je obecným průtokovým schématem, se ukazuje pořadí hlavních procesů, které provádějí tyto hlavní reakční operace (specifická množství pro jednotlivá provedení se ukazují v průtokových schématech na obr. 14 až 38).
• · ·· · ·
Materiál je v tomto procesu dopravován mezi jednotlivými stupni potrubím. Materiál 11 je rozsekán, rozemlet nebo rozdrcen v drtiči 10 na malé částice, smíšen s recyklovanou vodou 12 a umístěn v zásobníku nebo nádrži 14 jako tekutá suspenzní břečka 16, jež je pod tlakem transportovatelná jako tekutina čerpadlem 18 do parogenerátoru 20, kde se suspenze 16 přehřívá a pyrolyzuje, následuje buď oddělení páry v odváděči kondenzátu 22 a její odvod potrubím 24, jež je izolováno od potrubí, jež pomocí čerpadla dopravuje hustou suspenzi 26, nebo následuje přímá parní pyrolýza odvodem suroviny potrubím 27.
Surovina v podobě husté suspenzní břečky 26 nebo výstup 27 z přímé parní pyrolýzy potom vstupuje do HGR 28. Vodík z vnitřních zdrojů (z parního reforméru přes níže popsaný vodíkový filtr) a část dříve vyrobené páry se uvádějí podle požadovaného produktu do HGR 28. Výstupní plyny sestávají hlavně z methanu, vodíku, oxidu uhelnatého a přehřáté páry. Plyn z HGR 28 opouští reaktor a přečerpává se do reaktoru SPR 30. Nezreagovaný zbytek (nebo popel) z HGR se periodicky odebírá ze dna reakční nádoby pomocí výsypky s dvojnásobně jištěným uzávěrem, jaký se obvykle používá ve srovnatelných vysokotlakých zplyňovacích systémech. Popel zpravidla obsahuje písek, SÍO2, oxid hlinitý A12O3 a stopová množství kovů. Přívod do SPR 30 se obvykle vede z odváděče kondenzátu 22 potrubím 32 přes ohřívač 34 a další potrubí 36, nebo z výstupního potrubí reaktoru HGR 28, přičemž se do SPR 30 uvádí směs páry a uhlíku v poměru vyšším než teoretickém, aby se zabránilo zakoksování reaktoru. Produktem je směs vodíku a CO s vyšším množstvím vodíku, která má stechiometrický poměr přibližně požadovaný pro níže popsaný syntézní proces.
Produkt SPR 30 se vede potrubím 38 přes tepelné výměníky 40 a 42. Z produktu SPR se odděluje kondenzovaná voda 44, která se odvádí přes výměník tepla a expandér kapalné vody 47. Nekondenzující výstup z SPR 30 se potom vede na filtr 46 oddělující vodík. Část vodíku z výstupu z SPR, což je při
4 4 4
4 4 4 4 4
4 4 • 4444
4
444
4
4
4 tomto provedení asi polovina, se odvádí z filtru 46, prochází výměníkem 40, přičemž jeho teplota stoupne (v tomto provedení z 220 °C na 970 °C) a dodává se do HGR 28 jako vodíkový vstup. Horký výtok z SPR se ochlazuje průchodem výměníky 40 a 42, přičemž ohřívá recyklovaný vodík, případně se použije pro výrobu vodní páry. Kondenzovaná voda 44 opouštějící výměník tepla 47 se recykluje na začátek procesu jako voda 12 a použije se pro přípravu surovinové suspenze. Takovým způsobem je uzavřen energeticky soběstačný proces.
Palivový syntézní plyn se potom použije pro jednu ze dvou možností. V závislosti na výhřevnosti může syntézní plyn procházet kombinovaným cyklem s plynovou turbinou pro přímou výrobu energie nebo reaktorem pro syntézu paliva (v tomto provedení procesem Fischer-Tropsch pro výrobu motorové nafty s dokonalým spalováním a recyklované vody). V souladu se specifickým provedením tohoto vynálezu se syntézní plyn vede expanzní turbinou 48 pro využití jeho mechanické energie snížením tlaku plynného nástřiku do Fischer-Tropschova reaktoru 50. Mechanická energie produkovaná turbinou na kapalné médium a cyklickými turbinami Braytona a Rankina může dodávat energii pro vnitřní dopravu suspenze, čerpadla pro nastřikovanou vodu a vzduchový kompresor, přičemž se nadbytečná energie převádí na elektrickou a jako taková exportuje z procesu, jak ukazují tabulky 1 až 7.
Úpravou parametrů suroviny a vedení procesu je možno maximalizovat účinnost. Přiváděná surovinová směs s proměnlivým obsahem biomasy nebo uhlí se může přidáním vody převést na suspenzi a po oddělení vodní páry dosáhne směs správného složení pro provedení procesu. Suspenzní surovina vyžaduje dostatek vody pro zpracování v reaktoru pro hydrogenační zplyňování, pro parní reformování a pro udržení břečky v transportovatelné formě po oddělení vodní páry. Pokusy zpracovat biomasu v suchém a pevném stavu podle stavu techniky vykazovaly mnoho mechanických problémů při zavážení biomasy do vysokotlaké a vysokoteplotní reakčftár-k©ffi©Ty HGR.
···· ··* ·» · • · • ···«
Tento způsob plnění suroviny ve formě suspenze však již byl demonstrován a studován podle výsledků uváděných v Hydrothermal Treatment of Municipal Solid Waste to Form High Solids Slurry on a Pilot Scale System od C.B.Thorsnesse a dalších, UCRL-ID 119685, které publikovala Lawrence Livermore Nation Laboratory, Livermore, CA v r. 1995. Připojen je příslušný popis přípravy a zpracování nastřikované suspenze z uhlí a vody. Jako příklad viz Z. Aktas a další, Fuel Processsing Technology, 62, r. 2000, ss. 1-15. Zde se uvádějí nejdůležitější reakce dvou hlavních procesů, hydrogenačního zplyňování a parního reformování. Nezávislé reakce HGR lze vyjádřit takto:
C + 2H2 -» CH4 (1)
C + 2H2O -> CO + H2 (2)
CO2 + H2 —> CO + H2O (3)
Reakce 2 a 3 jsou endothermní. Reakce 1 je dostatečně exothermní, aby poskytla reakční teplo pro reakce 2 a 3. Je potřeba reaktor HGR poněkud přehřát, aby se dostal na provozní teplotu. Tímto způsobem je HGR projektovaná jako energeticky soběstačná po nastartování reakcí a dosažení rovnovážného stavu.
Hlavním cílem procesu HGR je maximalizovat stupeň konverze uhlíku obsaženého v surovině na energeticky použitelné plyny CH4 a CO. Po skončení procesu v HGR se vyrobí vodík reakcí přehřáté páry s CH4 a CO v reaktoru SPR.
V SPR se polovina vodíku získává z přehřáté páry a zbytek z CH4. Hlavní reakce probíhající v SPR zřejmě jsou:
CH4 + H2O-> CO +3H2 (4)
CO2 + H2 -> CO + H2O -> CO2 + H2 (5)
Reakce parního reformování (4 a 5) často probíhají při vyšších koncentracích vodní páry než vyplývá ze stechiometrie výše uvedených rovnic. Provádí se to v zájmu prevence tvorby koksu a pro zlepšení účinnosti konverze. Množství obsažené páry se obvykle specifikuje ve formě molárního poměru páry k • · uhlíku (S:C), poměru molekul vodní páry na uhlíkový atom v nástřiku do HGR. Výhodný poměr S:C pro operaci v SPR je větší než 3. Tyto podmínky bohaté na vodní páru favorizují reakci konverze na vodní (syntézní) plyn. Tato reakce je pouze slabě exothermní (ΔΗ°= -41 kJ/mol CO); vytváří však další plynný vodík a konvertuje oxid uhelnatý na oxid uhličitý. Může však bohužel dojít k nežádoucí sekundární methanační reakci, která spotřebovává vodík:
CO + 3 H2 -> CH4 + H2O (6)
Výsledný výtok za dvěma hlavními reaktory je syntézní plyn bohatý na vodík, oxid uhelnatý a páru. Přibližně polovina vodíku vzniklého v SPR se recykluje zpět do HGR. Není proto třeba pro udržení rovnovážné reakce přivádět vodík z vnějšího zdroje. Proto je možno považovat procesy HGR a SPR za chemicky soběstačné. Zbylý syntézní plyn je k dispozici pro výrobu paliv a procesního tepla.
Tento vynález používající Fischer-Tropschův proces může produkovat palivo neobsahující síru typu motorové nafty s velmi vysokým cetanovým číslem a kvalitní parafinový vosk. Absence síry umožňuje vyrábět motorovou naftu emitující málo znečišťujích látek a částic.
Tento vynález je také zdrojem vedlejších produktů. Jeden použitelný vedlejší produkt je přečištěná voda, kterou lze recyklovat do stupně přípravy suspenzní suroviny. Ve zprávě s názvem Fischer-Tropsch Technology z r. 1998 uvádí Rentech (viz internetové publikace Rentech na http://www.rentechinc.com.), že v procesu Fischer-Tropsch vzniká při použití železného katalyzátoru 7 desetin objemů vody na objem produktů procesu Fischer-Tropsch. V procesu Fischer-Tropsch katalyzovaném kobaltem vzniká asi 1,1 až 1,3 objemů vody na každou objemovou jednotku produktů z procesu Fischer-Tropsch, což je větší množství než v případě železa. Část vody se může recyklovat a použít jako pára v jednotce parního reformování a pro chlazení jak ve stupni výroby • · syntézního plynu, tak ve stupni Fischer-Tropschovy syntézy.
Při reakcích procesu Fischer-Tropsch také vzniká koncový plyn obsahující vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý a některé lehké uhlovodíkové plyny. Vodík lze z koncového plynu oddělit a recyklovat buď do HGR nebo do Fischer-Tropschova reaktoru.
A malá množství jiných plynů jako je CO a CO2 lze odpalovat.
Za dva hlavní produkty procesu Fischer-Tropsch lze označit motorovou naftu a ropný parafin. Podle zprávy Rentech uvedené výše obsahuje směs při specifickém provedení procesu Fischer-Tropsch kapalné složky a pevný parafin v poměru asi 50 : 50. Produkty procesu Fischer-Tropsch jsou zcela prosty síry, dusíku, niklu, vanadu, asfaltenů a aromatických sloučenin typicky obsažených v ropě. Produkty jsou téměř výhradně parafiny a olefiny s velmi malým nebo žádným množstvím složitých cyklických uhlovodíků nebo oxygenátů, z nichž by se separací a/nebo dalším zpracováním ostatně daly připravit použitelné koncové produkty. Nepřítomnost síry, dusíku a aromatických sloučenin podstatně omezuje škodlivé emise.
Specifikace orgánu pro ochranu ovzduší California's Air Resources Board (CARB) požadují pro motorovou naftu minimální cetanové číslo 48 a snížený obsah síry. Výše uvedená studie Rentech týkající se motorové nafty Shell vyrobené procesem Fischer-Tropsch uvádí cetanové číslo 76. Normovaný limit CARB pro síru obsaženou v motorové naftě čerpané do nádrže vozidla je 500 ppm hmotn., zatímco motorová nafta firmy Shell vyrobená způsobem Fischer-Tropsch neobsahuje detekovatelně množství v řádu ppm. Norma CARB pro obsah aromátů nedovoluje více než 10 % obj. (20 % pro malé rafinérie). Motorová nafta z procesu Fischer-Tropsch nemá detekovatelný obsah aromatických sloučenin.
Rentech také pokusně zjistil, že motorová nafta nepotřebuje žádné další zpracování díky své čistotě a obsahu olefinů, které mohou být ve srovnání s motorovou naftou z ropy dokonce výhodou. Ve srovnání s motorovou naftou z ropy • · · · • · je proces Fischer-Tropsch čistý a jeho produkt je čistší, má vyšší cetanové číslo a nejspíše nebude potřebovat další zpracování.
Kombinovaný cyklus s připojenou plynovou turbinou pro výrobu elektrické energie je volitelnou možností. Jestliže je produkt procesu Fischer-Tropsch proti očekávání příliš drahý, může být výhřevnost syntézního plynu výhodnou možností při celkové účinnosti konverze energie syntézního plynu na elektrickou energii 65 %. Tento údaj je racionální, protože syntézní plyn vstupuje při vysoké teplotě ve srovnání se zemním plynem odebíraným z plynovodu.
Je možno použít modelování procesu pro racionální produkci syntézního plynu způsobem maximalizovaným pro vysoký výtěžek CO a stechiometrického vodíku. Nejdříve se modelují chemické reakce probíhající v operačních jednotkách, reaktorech pro hydrogenační zplyňování, parní reformování a Fischer-Tropsch reaktorech. Může se to provést pomocí počítačového programu Stanjan pracujícího v operačním systému DOS a užívajícího rovnovážného modelování. Na základě nákladových a výnosových položek procesu se pomocí proměn parametrů jako je teplota, tlak, výchozí surovina a toky plynné fáze provedla parametrizační studie. Proměnné hydrogenačního zplyňování se volily pro dosažení maximální účinnosti konverze uhlíku. Proměnné parního reformování byly zaměřeny na maximální reálný výtěžek CO, dostatek vodíku pro recyklaci a minimální vznik CO2. Studie přihlížela k různým parametrům, přičemž se pro jednu konstantu rozlišovaly dvě různé hodnoty, takže vznikly parametrizační studie typu D-3.
V následujícím se uvádějí výsledky počítačového programování hlavních reakcí procesu pomocí programu Stanjan.
Na obr. 2 se zobrazuje účinek různých poměrů vody nebo vodní páry a vodíku k C na účinnost konverze uhlíku obsaženého v surovině při hydrogenačním zplyňování HGR v podmínkách 800 °C a 30 atm. S rostoucím množstvím přiváděného vodíku a vody do HGR roste účinnost konverze uhlíku v • · · · surovině až dosáhne 100 %. Podmínky, za nichž dochází ke 100% účinnosti konverze jsou jedním z cílů modelování a tyto podmínky se aplikovaly. Pro eliminaci nákladů recyklace H2 je třeba zvolit minimální množství vodíku recyklovaného do HGR. Obr. 3 ukazuje účinek H2 a H2O na CH4 v HGR při 800 °C a 30 atm. Obr. 4 ukazuje účinek H2 a H20 na C02 v HGR při 800 °C a 30 atm. Při velkém množství přiváděného H2 a malém množství přiváděné vody je množství CO2 nízké. I když je cílem minimalizovat CO2 v syntézním plynu, není nutné minimalizovat CO2 v HGR, protože obsah CO2 se reguluje v reakcích SPR při konverzi vodního plynu s cílem získat správný poměr H2 a CO pro maximální výtěžek frakce motorové nafty v reakci FischerTropsch. Obr. 5 ukazuje účinek H2 a H2O na CO v HGR při 800 °C a 30 atm.
Obr. 6, 7, 8 a 9 ukazují účinky změn teplot a tlaků na chemické složení výtokových plynů opouštějících HGR když vstupní surovina obsahuje 2,76 molů H2 a 0,066 molů H2O na mol C v surovině. Za těchto podmínek přívodu H2 a H2O do HGR se účinnost konverze uhlíku odhaduje v rovnovážných podmínkách při teplotě v rozmezí 800 až 1000 °C a tlaku 30 až 50 atm. na téměř 100 %.
Obr. 10 ukazuje poměr H2 a CO dostupných jako nástřik do reaktoru Fischer-Tropsch pro syntézu paliva proti obsahu páry přidané do SPR při 800 °C a 30 atm. Tento poměr stoupá s rostoucím množstvím páry přidané do SPR a dosahuje 2,1 při asi 3,94 molech páry (nebo vody) přidané na mol C v surovině. Při tomto přidaném množství vodní páry dosahuje systém chemické a tepelné soběstačnosti a má správný poměr H2 a CO pro syntézu cetanu způsobem Fischer-Tropsch. Obr. 11 ukazuje účinek vody přidané do SPR při 800 °C a 30 atm. Obr. 12 a 13 ukazuje účinek teploty a tlaku na poměr H2 a CO a na konverzi CH4 v SPR. Při vyšší teplotě a nižším tlaku je tento poměr vyšší. Podobně jako poměr H2 a CO roste stupeň konverze CH4 s rostoucí teplotou a klesajícím tlakem. Proto se v SPR dává přednost vysoké teplotě a nízkému tlaku.
• · · ·
Produktová kapalná parafinická paliva z procesu FischerTropsch mají široké rozpětí počtu uhlíků. Podle výše uvedené zprávy Rentech představuje motorová nafta asi polovinu těchto produktů. Rovněž kolem poloviny všech produktů představuje pevný parafin s menším množstvím plynů jako jsou nezreagované reakční složky a uhlovodíkové plyny (methan, ethan, propan a podobně). Pro případ tohoto vynálezu byl jako motorová nafta vybrán cetan, který je v rozmezí této frakce (Cn až C2o) ve středové poloze.
Výsledky termochemického a termodynamického modelování konverze hydrogenačním zplyňováním odpadního dřeva (biomasy) jako typické uhlíkaté suroviny se použily pro odzkoušení detailů a ilustraci znaků vynálezu. Tato simulace nového uspořádání procesních reaktorů byla uskutečněna pro zjištění termochemických podmínek potřebných pro produkci syntetických paliv. Například při výrobě syntetické motorové nafty bylo cílem docílit energeticky soběstačného provozu reaktoru pro hydrogenační zplyňování v prvním stupni. Ve specifickém provedení se toho dociluje při rovnovážné teplotě 1000 °C (738 °C v adiabatickém provedení) a 30 atmosférách tlaku celkovým molárním poměrem vodíku k uhlíkaté surovině nejméně 3,48:1 (1,67:1 v adiabatickém provedení), poměrem vody k uhlíkaté surovině nejméně 0,07:1 (0,43:1 v adiabatickém provedení), a při molárním poměru vodní páry k uhlíkaté surovině nejméně 3,91:1 (1,67:1 v adiabatickém provedení) uváděných do reaktoru parního reformování ve druhém stupni, rovněž pracujícího při rovnovážné teplotě 1000 °C (900 °C v adiabatickém provedení) a 30 atm. tlaku s cílem vytvořit podmínky jednak pro optimální množství produktového vodíku pro energeticky soběstačnou operaci reaktoru pro hydrogenační zplyňování v prvním stupni, jednak pro množství vodíku umožňující molární poměr vodíku k uhlíku nejméně 2,1:1 v reziduálním proudu syntézního plynu přiváděného do reaktoru procesu Fischer-Tropsch třetího stupně, který pracuje při 200 °C a tlaku 10 atm., a pro soběstačnou adiabatickou operaci speciálního reaktoru spojujícího HGR a SPR, po nichž následují normálně pracující reaktory SPR a Fischer-Tropsch s úplnou regulací potenciální tepelné a chemické energie.
Tabulky 1 až 5 ukazují rozsah celkového přenosu energie do každého a z každého výměníku tepla a do a z každého členu pro přeměnu energie ve všech pěti způsobech provedení konverzního procesu. Na obr. 14-18, 19-23, 24-28, 29-33 a 3438 se též ukazují průtoková schémata pro hmotnostní tok, molární tok, řízení tepelné energie, průtoková schémata přenosových médií voda/pára a roztavená sůl pro každý z pěti operačních způsobů konverzního procesu. Tabulky 6 a 7 shrnují výsledky zjišťování výkonnostních charakteristik a parametrů konfigurace procesu pro každý z pěti operačních způsobů konverzního procesu.
Výše popsaný proces pro zpracování uhlíkatého materiálu používá technologie se surovinou ve formě vodní suspenze, kterou původně vyvinula firma Texaco pro své zplyňování parciální oxidací, jímž je možno zpracovat mnoho různých uhlíkatých materiálů, a který lze regulovat kontrolovaným čerpáním do reaktoru pro hydrogenační zplyňování prvního stupně (HGR) produkujícího s vysokou účinností konverze plyn bohatý na methan (u něhož byla naměřena nejméně 85% účinnost chemického využití suroviny). Je třeba značného množství tepelné energie, aby ze suspenzní suroviny biomasa-voda mohla vzniknout přehřátá vodní pára potřebná ve druhém stupni pro reformér pára-methan. Produktový plyn z reforméru se vede do vodíkového membránového filtru pro separaci téměř čistého vodíku recyklovaného zpět do reaktoru prvního stupně pro hydrogenační zplyňování biomasy. Zbylý produktový plyn z druhého stupně, který neprojde vodíkovým filtrem, se ochladí aby kondenzoval a zbylá vodní pára mohla být recyklována zpět do systému pro přípravu suspenzní uhlíkaté suroviny.
Nezfiltrovaný plyn se vede do reaktorů pro syntézu paliva obsahující reaktor pro syntézu parafinových uhlovodíků způsobem Fischer-Tropsch a operující při teplotě 200 °C a • · · · tlaku 10 atm. Z procesního modelování vyplývá, že molekulární poměr vodíku a uhlíku v přiváděné surovině musí být nejméně 2,1:1 v zájmu optimalizace výroby chemicky čistých kapalných paliv typu motorové nafty neobsahující síru s dokonalým spalováním a kvalitních čistých vosků typu parafinu bez další dodávky paliva nebo energie. (Obr. 14-18 a tabulky 1, 6 a 7 nebo obr. 34-38 a tabulky 5, 6 a 7 pro adiabatický provoz reaktoru prvního stupně), nebo reaktor pro syntézu dimethyletheru operující při teplotě 200 °C a tlaku 70 atmosfér. Tento reaktor vyrábí asi 92,4 % DME a 7,1 % methanolu. Tento methanol se spaluje, přičemž vzniká jako vedlejší produkt asi 30 MW elektrické energie a 20 MW procesního tepla pro jeho přenos pomocí smyček s roztavenou solí a systémem voda/pára pro přenos tepla (viz obr. 19-23 a tabulky 2, 6 a 7), syntézu vodíkového plynového paliva (viz obr. 24-28 a tabulky 3, 6 a 7 a veškerou produkci elektrické energie bez syntézy paliva (viz obr. 29-33 a tabulky 4, 6a 7) .
Čistý export elektrické energie ze závodu přichází v úvahu u všech pěti operačních způsobů simulovaného závodu hydrogenačního zplyňování biomasy. Výsledky těchto simulací jsou sumarizovány v tabulkách 6 a 7. Celkové využití energie je v rozmezí od 50,7 % (71,2 % při adiabatickém provedení) při syntéze Fischer-Tropsch až po 67,2 % pro výrobu vodíku. Optimalizovaná výroba elektrické energie využívá asi 38,2 % potenciální chemické energie v biomase jako surovině pro konverzi energie dokonalým spalováním. Obecné platí, že po oddělení dostatečného množství čistého vodíku pro reaktor hydrogenačního zplyňování v prvním stupni by se mohlo pomocí vhodného a přiměřeného ventilu pro distribuci produktového syntézního plynu přecházet z jednoho procesního způsobu na druhý.
Výsledky modelování celého výrobního procesu na obr. 1 je možno shrnout takto:
1. Optimální podmínky pro HGR: provoz při 1000 °C a 30 • · ···· • · · atm; 2,76 mol H2 na mol C v surovině pro udržení soběstačnosti; 0,066 molu H2O na mol C v surovině.
2. Optimální podmínky pro SPR: provoz při 1000°C a 30 atm; 4,022 molu H2O na mol C v surovině.
3. Produkty procesu Fischer-Tropsch: 0,199 tun parafinu na tunu suroviny; 258,5 1 (68,3 galony) motorové nafty typu cetanu (C16H34) na tunu suroviny.
I když zde byl tento vynález a jeho přednosti podrobně popsány, je jasné, že v něm lze provádět různé změny, náhrady a variace bez opuštění smyslu a rozsahu vynálezu, jak je definován v připojených nárocích. Kromě toho, rozsah této přihlášky není zamýšlen pouze na omezení na konkrétní provedení vynálezu a zařízení, jak jsou popsány v podlohách. Jak odborník snadno pochopí z popisu tohoto vynálezu, procesy a zařízení které dnes existují nebo budou později vynalezeny a které mají v zásadě tutéž funkci nebo dosahují v podstatě téhož výsledku jako odpovídající provedení popsaná zde, lze podle tohoto vynálezu využít. Proto připojené nároky mají ve svém rozsahu zahrnovat tyto procesy a zařízení.
• ···· ·· · • · · · • · • · ··· ··· ♦ · · • · · · ·
HX 10 HX 9 (FTR) 1. část z HX 2 8 XH L XH 1 2. část 1. část 9 XH X cn ω tc X 2 O 2. část 1. část | HX 3 | 2. část | 1. část HX 2 HX 1 Tepelné výměníky Položka
53, 4 M3 O n Spotřeba energie (MW)
00 OO 43,3 216,3 93,3 50,2 2,2 Teplo
Práce
PCE Výde
11, 8 45, 9 00 46, 6 112,0 2,2 212, 9 I 78,8 53,4 Teplo ij energie
Práce 1
hf W
I
hí o
O 2
Ω <!
(D (D
ω h
c N
'V H- (t σ
ω H-
o o
ÍT 3
Tabulka 1 optimalizovaná pro výrobu parafinů ···· ·· · • ··· • · · • · ··· ·· · ·· · • · · • · · · * · ····
Čistý příkon energie Čisté množství nevyužitého odpadního tepla Veškerá energie Celková energetická bilance PCE vstupní biomasy (odpadní dřevo) Vstup do procesu konverze Vyrobená motorová nafta* j Vyrobené syntetické parafiny Proces chemické konverze Odpadní teplo z parního cyklu Mechanická energie Teplo Rankinův cyklus | Vzduchový kompresor Turbina 3 Turbina 2 Turbina 1 Braytonův cyklus | Vodní turbina pro kapalný stav Čerpadlo suspenze Vodni energie H.X G3 HX G2 w X o Η*
473,0 473,0
O o 827,3 290,0
44,1 0,5 ►u U) 0,3
137 116 137
186,9 1014,2 H1 CO O kO σ> co 21, 8 165, 0
186, 6 103,5 O o 75,0 -J kO 0,2
···· • · ·
< C' Ω X- to
·<' Ω< CD o
P P- < rt < N
O a o SU a
σ a co a P SU'
c 0 c 0 3
co σ Ω
a rt P* SU CD *< Φ
P· 3 P' N Φ (JI a CD' H řt 0
CD o <
rt σ CO (1)'
zr
H
CD rt ď
(D
P
C (T><
N<
Z!
1-3
Φ
Ό h-ι o
·» · • » · • · · ♦ • «···· • · » ·» ·
O
Z) <1
CD
P σ 3 W N — φ σ
Po
SU
CO
O
Ό rt
P3 $u
H>
PN
O *-J
SU
Z) &)'
Ό
P
O
SU σ
c
H
SU ro
N
Ό
Číčo
O σ
N
Ό
P
Cu n
o <!
tu rt b
tu
Ω
CD rt
SU a
co o
o\° o\° <
O co c
a rt
Φ rt
ΡΩ
CD'
Ό
SU
P
SU
Hi
Pa ρ;
co o
c c
<J
SU
N<
o <!
SU' a
P5 tu o
(JI o
o\° <
Φ tn<
X
Φ ts
SU'
Φ
Φ
O iQ
HΦ a
Hω
Ό o
N
HO
HΌ
O
Φ
X
Ό
O ts rt
CK
HM rt
SU' <s k!' ts
O σ
SU
ΙΌ • •ΒΒ ·· · • ··· :
··· ··♦ ··· ·* Β • · Β • Β Β Β * · ·ΒΒΒΒ • · Β ·· 4
Vzduchový kompresor Kompresor Turbina 4 Turbina 3 Turbina 2 Braytonův cyklus Vodní turbina pro kapalný stav Čerpadlo suspenze Vodní energie 2. část (do HX 2) | 1. část (do HX 7) j ÍE X O HX G3 ffi X O N> m X o 1-· HX 12 HX 11 J HX 10 HX 9 (DME-R)) 1. část z HX 2 X 00 L XH 1 HX 6 tc X σι ω 2
54,5 29, 9 152,8 91, 3
39,8 5,2 O
64,5 49,4 66,8 21,3 150,2 3,2 1—1 σι 0,7 32,3 GJ σ> cn
70,7 O U) O
• · · · • · výrobu plynného vodíku jako paliva o
o
H
N (D ty o
tu tn
O
Ό rt
H3 su l·HN
O *4 £U
Ob
Ό hi
O (-3
OJ tr e
iř*r tu ω
Celková termodynamická účinnost konverze Veškerá energie k dispozici pro export Čistá výroba elektrické energie Proces konverze energie | Čistý přikon energie Čisté množství nevyužitého odpadního tepla Veškerá energie Celková energetická bilance PCE vstupní biomasy (odpadního dřeva) Vstup do procesu konverze Výroba dimethyletheru (DME) Proces chemické konverze Odpadní teplo z parního cyklu Mechanická energie Teplo (HX 3, 9, 10, 11, 12 & G4) Rankinúv cyklus
473, 0 473,0
0,0 698,2 266,1
45, 6 O
160, 6 160,6
171,5 00 σ\ <0 co 171,5
57,3 % 110,3 110, 3 173,2 tn O
• · · ·
Turbina 1 Braytonův cyklus Vodní turbina pro kapalný stav Čerpadlo suspenze Vodní energie 2. část (do HX 2) 1. část (do HX 7) HX G3 PC X O N> PC X o t-1 | 1. část z HX 2 HX 8 HX 7 rc X σι HX 5 (SPR) HX 4 (HGR) J HX 3 2. část | 1. část X HX 1 Tepelné výměníky Položka
PCE Spotřeba energie (MW)
54,5 ro to to 152,8 91,3 50,2 53,4 Teplo
0,2 Práce
T) Ω W Výde
53, 6 10,7 20,5 151, 0 36, 6 105,4 160,0 54,5 53,4 Teplo :j energie
ΟΊ 0,1 Práce (MW)
··· ·· ·
i-3
OJ σ
c
Η1
ΛOJ
Celková termodynamická účinnost konverze Veškerá energie k dispozici pro export Čistá výroba elektrické energie Proces konverze energie Čistý příkon energie Čisté množství nevyužitého odpadního tepla Veškerá energie Celková energetická bilance PCE vstupní biomasy (odpadního dřeva) Vstup do procesu konverze Výroba plynného vodíku jako paliva Proces chemické konverze Odpadní teplo z parního cyklu Mechanická energie Teplo Rankinuv cyklus Vzduchový kompresor Turbina 2
473 473,0
o o 645,8 213, 6
29, 9 0,4 29,4
221,4 221,4
137,7 783,5 137,7
67,2 % 96,4 96, 4 140, 4 76,3 57,3
• · · · I ·· · • 4 4 4 • « • 4 •44 ·· ·
HX G4 (ze studené strany HX Gl) 2. část (pro HX 7) 1. část (pro HX 2) ΪΒ X O w 2. část (pro parní turbinu 2) 1. část HX G2 HX Gl 1. část z HX 2 | HX 8 HX 7 9 XH HX 5 (SPR) HX 4 (HGR) 2. část 1. část J HX 2 HX 1 í 1 Tepelné výměníky Položka
PCE Spotřeba energie (MW)
56, 4 00 00 43,3 216, 3 93,3 50,2 53, 4 Teplo
Práce
PCE Výdej energie (MW)
(JI ΟΊ 4*. 00 00 o 77,1 70,3 73,0 243,2 55,2 212, 9 00 00 53, 4 Teplo
Práce
Ό
Η
Ο <
κίχ
H
Ο σ
c
Φ
Η
Φ říctH
ΡΩ řt
Φ' φ
φ
H iQ ρφ
Konverze biomasy optimalizovaná • · · ·
Veškerá energie Celková energetická bilance PCE vstupní biomasy (odpadního dřeva) Vstup do procesu konverze Odpadní teplo z parního cyklu Mechanická energie frO XH ΖΌ XH I Parní cyklus 2 Turbina 2 Plynový cyklus Kombinované cykly Vzduchový kompresor Turbina 1 i 1 Braytonův cyklus č. 1 1 CPE syntézniho plynu jako paliva Odpadní teplo z parního cyklu Mechanická energie HX G3 j HX 2 (2. část) Rankinův cyklus č. 1 J Vodní turbina pro kapalný stav Čerpadlo kapalné fáze Vodní energie
►fe
-4 ife
CO
ω
O
1—1 o Cn -4 -4 uo
o cu o -4 l·-1
00 > uo
►fe co pa *
co co
65 O CU ►fe O o
>
Cn N> cu cn co
Cn cn
CD co
CU cu
»
00 00
Γ4 oo l·—*
l·—1 00
CU cr»
> -4 *
CO co
N> ►fe 1—1 pa
CU Cn o -4 O O
CU co CO
co ·* co -» to
co Cn
Celková termodynamická účinnost konverze Veškerá energie k dispozici pro export Čistá výroba elektrické energie Proces konverze energie J Čistý příkon energie Čisté množství nevyužitého odpadního tepla
0,0
268,6
38,2 % 180,6 180, 6
• · · · · • · · • · · · * · • · ··· ··· ·· · • ♦ · • · · · • · · · · * • · * • · ·
HX 9 (FTR) 1. část z HX 2 HX 8 I HX 7 a X <Ti J HX 5 (SPR) HX 4 2.část 1. část HX 3 2. část | 1. část | HX 2 HX 1 Tepelné výměníky Položka
o M Spotřeba energie (MW)
49, 0 l·—1 Cn 603,4 32,8 129,8 23, 6 22,8 Teplo
Práce
PCE j Výdej energie (MW)
37,3 37,4 481,8 32,8 23, 6 ro 00 56, 4 151,1 49, 0 22,8 Teplo
Práce
ω c
ω
Ό (D
Ρ
Ν (D <χ>
ÍU
DJ
CL
Ρ· (D σ
£U
Γ+
ΡΩ ϊ
X ο
X
Tabulka 5
Konverze biomasy optimalizovaná pro výrobu parafinů způsobem Fischer-Tropsch se zvýšeným poměrem vstupní • · · · • · ·· · • · · · • · · • · •·· ···
Výroba syntetické motorové nafty* Výroba syntetických parafinů Proces chemické konverze Odpadni teplo z parního cyklu Turbina 7 a 8 Teplo Chladič Vzduchový kompresor Kompresor Turbina 6 1 Turbina 5 1 Turbina 4 Braytonův cyklus Turbina 3 Turbina 2 Turbina 1 Čerpadlo pro kapalnou fázi Vodní energie 2. část 1 1. část HX G3 X o to 1 HX G1 HX 10
85,8 l·—1 o 103,5 20,5 18,8
0,1 31,2 2,8 0,6
214,9
62,2 8,0 t—1 00 00 23, 7 122,0 17,3
23, 6 |_I O 103,5 J 20,5 O o 54,9 | co
• · · · φφ φ • · · • φ · • φφ φ ·
73 33 3' Ω * Τ)
Η 3< Ω< φ Ο
Ο Φ 3- < rt < Ν
< 3* 3 Ο 3 3
Φ 1—1 3 ω 3 3 3'
Ο. φ Ο rt 3 Ο 3
(V α ω tr rt
3 rt 3-1 3 φ
Η' <3 3' Ν 3 ··
·<. • Φ Cn Φ'
3 ω Ο
3» Ι-- σ ω
Ν φ φ< ο\°
3 (X Ν< 3
rt 3 0 rt
Ο 3» *á' ο Φ
34 3 ω rt
Ν 3· rt 3-
3 ι_ι. 3 Ω
Η 3· Ν rt
Γ+ ω< Ώ Φ'
Φ rt 3°
3 Ο ω Ό
3 <! Ο 3
3 3' tr 3
rt 3 3
3- 3' Η)
<5 Ν 3-
3' Ό 3
rt Ο< 3 ·<
Ο 3- 3
3 3 Ω ι_ι.
<1 3 Ο Μ
Φ Ο <3 Ο
3 ω 3 3
Ν rt rt
φ 3- 3
3
σ Ο 3 3
3- Ό Ν<
ο rt Ω Ο
3 3· Φ <1
3 3 rt 3'
ω 3 3 3
33 Η 3 33
3·
Ν ω CJ.
Ο 3 3
< σ -j rt
3 3 ο Ο
3 3 Ο\Ο
>< rt ί_π
Ω 3 ο
31 <3Ί ο\ο
Celková termodynamická účinnost konverze Veškerá energie k dispozici pro export Čistá výroba elektrické energie Proces konverze energie Čistý příkon energie Čisté množství nevyužitého odpadního tepla Veškerá energie Celková energetická bilance PCE vstupní biomasy (odpadního dřeva) Vstup do procesu konverze
473,0 473,0
O o 1106,9
34,7
214,9
62,2 1169,2
155,1 210, 8
I 00 |θθ • » · » · · ♦ • · · · · · • · · ·· ·
Vyrobený dimethylether Voda použitá v surovině to o ř í H ID ř ID H 1 Celkové využití energie Nevyužité odpadní teplo Vyrobený CO2 1 Dodávka vzduchu pro spalování Dostupná přebytečná voda | Regenerovaná procesní voda | Exportovaná elektřina Syntetická motorová nafta Voda použitá v surovině 1. Kapalné produkty Fischer- Tropsch (FTL) Surovina: suché odpadní dřevo
20045 184387 122356 456047 30853 295523 264670 Rychlost zpracování kg/hod 83775
00 l—1 4425 2937 10945 740 7093 6352 Alter Mt/den: 2011
2,2 3,2 nativy koi Poměr voda: biomasa
7202,7 (4530) hl/den (bbl/den) 3547,3 (2231) hl/den (bbl/den) < (D h N Φ Efektivní výroba/ den
160, 6 187,0 123,8 116,0 Množství CPE MW ch: 473,0
33, 9 % 50,7 % 39,5 % 26,2 % 24,5 % Příkon CPE: 100,0 %
ΓΟ O Cn -4 hl/den (bbl/den) 1,77 1,11 hl/den bbl/t
MWh/t l·-1 ►u co MW/h/t
|GJ • · · · ·· · • ··· • · • · • · · ·· ·
* · · • · · • · · β • · « · « · • · · • 9 9
Exportovaná elektřina Voda použitá v surovině 4. Veškerá elektrická energie (AEP) Celkové využiti energie Nevyužité odpadni teplo Vyrobený CO2 Dodávka vzduchu pro spalováni | Vyrobená přebytečná voda Vyrobená voda Exportovaná elektřina Plynný vodík (GH2) 1 Voda použitá v surovině 3. Plynný vodík (GH2) Celkové využití energie Nevyužité odpadní teplo Vyrobený CO2 Dodávka vzduchu pro spalování Dostupná přebytečná voda Regenerovaná procesní voda Exportovaná elektřina
260393 158173 1__ 429682 -3785 180601 5618 184387 119899 410739 22947 207334
6249 3796 10312 -91 4334 135 4425 2878 9858 551 cn
3,1 2,2
4335 G. 3 1899 3 u a (D b +
Μ 00 Ο cn 137,7 k£> cn 221,4 171,5 110, 3
38,2 % 67,2 % 29,1 % 20,4 % 46,8 % 57,3 % 36,3 % 23,3 %
2,16 MWh/t 0, 94 m0/1
1,15 MWh/t t—1 ω ΓΌ
I ιθ • · · • · · • ·« · • ···* ·
Φ (D
H iQ ρω < TJ o
N< N nebo energetického zdroje
OJ' ch
O'
N
K o
b *N o
IP
N b
P'
Ω b
oj pj rt
CD lp b
OJ rt
P<
b
CD b
P' rt
P<
CD σ
OJ
Ch o
Ch
OJ rt
CD o<
b (0' b
OJ' pc
Ω
Φ
P rf o
<
<D>
<C
PC
N<
Prf
P' (V
Φ
P (Ω
Z
Φ <
PC
N<
P rf
ΦO
A
TJ
Ch
P' rf
Φ
TJ p
o <
pc
P o
σ
P!'
O
O σ
o
Ch <C rf <J
N
Ch
Ω
TJ
P
O
M
TJ
P
O <c
3·
P' (O Ol
ω
pc <
w 3 0
X rf £Σ
TJ Φ &>
o rf
P Ρ- Ό
rt Ω O
o rf C
3' N<
3 H-
3 3 rt
3' O OJs
rf
Φ O <
P P
Φ o ω
rf <J C
rf 3'
P< o
P- 3 <
3 3 H·
3 Pi £3
rf O<
3
TI
H lb
Ch to
He· rt
ΡΩ ffi to tr
P > O to B 2 o* to to
p)
Ω
Φ
P rf
O <
Φ· <
PC
N<
P· rf
P'
Φ
Φ
P
Ώ
PΦ
Z
Φ c
PC
N<
Prf
Φ' o
Ch
Ti
Ch
P>
rf
Φ
TJ <c
P
P o
σ φ
PC' o
o
M σ
o
Ch
3’ <C rf <C
N
Ch
Ω
TJ
P
O to
Ti
P
O *c
3·
P' <c
P
P
O σ
φ
3TJ
P<
Φ σ
PC rt φ
Ω<
3· <
O
Ch
NJ
IΦ» |p>
Ch φ
-J (Ji
Ch φ
··«· ·· · • · · · • · .
• * ···«·· ·· · • · · • · » * • ·♦··« • · ·
CG Ώ Vstupní podmínky: Regenerovaná procesní voda Exportovaná elektřina Syntetická motorová nafta Voda použitá v surovině 1. Kapalné produkty Fischer- Tropsch (FTL) Surovina: suché odpadní dřevo
1000 i-3 0 Ω 295523 11526 264670 Rychlost zpracování kg/hod 83775
30 Tlak, atm. 7093 277 6352 £ Φ H 3 í» Mt/den: 2011
3,48 » N> O 3,2 tivy konverze Poměr voda: biomasa i
O o BC ts> O \ Ω 3547,3 (2231) hl/den (bbl/den) Efektivní výroba/ den
O O ® w 123,8 116,0 Množství CPE MW ch: 473,0
O ® \ O O
26,2 % J 24,5 % Příkon CPE: 100,0 %
ÍU
H ti<
rt ro
ro 31
t-s H
3 ro
ÍU rt α
H- o
< t) rt
H-
o 3
3 ÍU
I—1
ro H-
n N
N 0
ro <1 ÍU
σ ti
Η·
o Ω
3 ÍU tr
CO <J
o
Β ο
co rt
Β
Η'
Ο
3” tí ίΧ>
κ
ÍU φ
rt ti
3° rs
3“
N ·<'
Ω tr
Cn =H= CO <
> ro ro
I—1 σ C0<
s N π
SU M ÍU ro
rt i-s
3 co Id CD'
ro ro
id 3
co ro ro
tr sv ts <!
3 ro
co ÍU n 3
rt α o N<
O 3 < H·
rt l_l. ÍU rt
ro< ro rt CD'
ro
cn tJ rt
cn O ts ro
00 CD' ts
N R
O
ÍU
l·-· Ό 3
SU ÍU'
$u I—1
ts rt
ro< ro
tc ts ts
< H'
o
to rt rt
00 3
ÍU
ÍU 4^. ts
σ ro 0
3 s 3 α
η1
ts
$u řf rs< o
H-
-J o
ro O
o ÍU
o
O 3
ro
ts
rt o
1—1 <1
ÍU ÍU
N<
3 3
l_l.
ro
l4^ |w ·♦·· ·* · • ··· • « • « »·· ···
Vstupní podmínky: Vyrobená voda Exportovaná elektřina Plynný vodík (GH2) 1 Voda použitá v surovině 3. Plynný vodík (GH2) Celkové využití energie Syntézní reaktor SPR HGR Vstupní podmínky: Regenerovaná procesní voda Exportovaná elektřina Vyrobený dimethylether 1 Voda použitá v surovině 2. Dimethylether (DME) Celkové využití energie Syntézní reaktor SPR
h3 o O 180601 5618 184387 260 1000 1000 o O 207334 20045 184387 200 1000
t-3 H 0) *- fl) rt 3 4334 135 4425 70 30 30 Tlak, atm. 4976 481 4425 10 30
tc M O ΓΌ ΓΟ 1,2 3,48 tc ro \ O 2,2 Η» ►U 2, 47
tC to O \ O 1899 3 (a a Φ P + 2,91 O o tc to O O ro cn o co ro O hl/den (bbl/den) 4,15
o o tc to 96,4 221,4 ί 0,58 0,21 O O tc to 110,3 160, 6 0, 47 0,21
O tc >£> O o 0,05 0, 93 O tc ►Γ. o o 0,03 0, 93
20, 4 % 46,8 % 57,3 % 23,3 % J 33, 9 % 50,7
CO
99 9 9 •9 9
9 99 • 9 • · ► 9 · 99 9
9 9 • ····
Adiabatická HGR Vstupní podmínky: Regenerovaná procesní voda Exportovaná elektřina Syntetická motorová nafta Voda použitá v surovině 5. FTL s poměrem voda:biomasa 9:1 a adiabatickým HGR (AHGR) Celkové využití energie SPR HGR Vstupní podmínky: Vyrobená voda J Exportovaná elektřina Voda použitá v surovině i 1 4. Veškerá elektrická energie 1 (AEP) Celkové využití energie SPR HGR
738 0 O 775890 18147 753975 1000 1000 o O 311110 260393 1000 1000
30 Tlak, atm. 18621 436 18095 30 30 Tlak, atm. 6249 30 30
1, 67 rc ΙΌ \ O kO o 3, 48 sc M O CO |_1 2, 47 CO 00
0,43 ac w O o 5584,1 (3512) hl/den (bbl/den) 4,15 0, 07 K ro O O 4335 j MW eh/den 2, 91 o o
Ω O \ K N> 155,1 182,7 0,21 O o ac 00 O σ> 0,21
O ffi O o 0,93 O ÍC O o 0, 93
32, 8 38, 6 38,2 % J co co <A° 67,2 %
• ft · · · • ft · ft ftftft • ftft • · • ftft ftftft • · ♦ ftft ftft···
LJ. X- x > 73 + 3* H-1 rt Tfc 3 < Φ G 73
ω Γ+ ω 3< O H Φ Φ 3 Ω
0 < Φ 3· 3- σ> σ OJ σ 73 ω< Φ N< N
c ω< 3 3 σ x 2 Ω X 3 3» 3 (Ί
φ CO rt 2 3- 3 M φ G CL 3' Φ
N Ω *» H Ω OJ 3 3- 3 3 rt
tr 3 -u OJ tr x ω Cn ω N< Φ' Φ Φ» X O ω
1—1 3 3' X 3J G rt > Φ 3 ·< <J *< a
o 2 3 o 3* 3“ LJ- O 3 N >· 0' rt
tc Q **3 OJ OJ ω Φ CL Φ Φ'
I—1 rt tc \ 3> Φ' Ω< 0) χ 73 cr 3 s N
\ Φ < X t1 Φ rt 3-1 ω OJ o 34 c 3 ω
M 3 G OJ 3 tc 3 3 OJ Φ CL rt N< |_X tJ
O 3 3» rt Φ < Φ' • CL 3 φ Φ H· ti X
O o 4^ LJ. 3 rt tr 3 3 3' 3 3 rt Φ
I-* Ω Φ 3 O o LJ. Φ Φ 3 Φ
• tr 73 tr Φ G rt 3 3 Φ X
Φ 2 rt M x 3 Φ Φ G rt 3 rt
3 <3 3< <J OJ ω < 3 73 Φ 3- Φ
3- Φ O ω 73 rt Φ 3 rt < h
Ω x σ CL OJ o X 3 O 3- <43 H-
7? iQ OJ 3' o 31 rt OJ Ω O X Φ
Φ' x 3 φ< 73 <5 3 X O
73 3 Φ' OJ OJ 3' Φ' 3
Cu 3 O tr cn (- rt tr <
Ω N C_| o φ 3 Φ o Φ
rt X 00 Φ' 3· Φ 3
Φ O 0) CL 3 3 73 N N
3 Ω 73 3- G Φ' 3“ CL Φ
3 OJ 3 \ ω O 3
o Ι-1 3· Φ 3^ rt rt O 3 o <0
CL OJ 3 rt OJ 3 LJ. Φ o o
'C N Φ< tr Φ <! Φ 3
3 Φ 3 2 3 73 3'
3 3 Φ' 3J G O
3 3' tr Φ tc 73 CL rt
3- o rt < 3< 3<
0 OJ tr 3- 4^ Φ
x N Φ ro o cr
Φ' N OJ 3 00 rt 3
x 3 Φ o H cu
Cfl OJ CL 41» 73 o CL O o
3- 73 Φ 3 H Ω
3 OJ 3 0)' 2 Ω CL
3 3- G rt X 3
3J 3 tr \ φ< rt rt
Φ Φ< 73 3 X Φ Φ
Ω< 3 3< o G M 3 Ω<
3 3' 3- rt O Φ' 3
3' 3 Φ'
<1 O O ω 1—1 o
3' o O ω o Φ co
CL CL rt > 00 4^
OJ 3' O
LJ. X
Φ 3
141» len co

Claims (32)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby syntézního plynu pro využití jako plynné palivo nebo jako nástřik do reaktoru v procesu Fischer-Tropsch pro výrobu kapalného paliva, přičemž toto zlepšení zahrnuje:
    přivádění uhlíkatého materiálu, vodíku z interního zdroje a vody do reaktoru pro hydrogenační zplyňování v podmínkách, za kterých vznikají produktové plyny bohaté na methan;
    přivádění produktových plynů bohatých na methan z reaktoru pro hydrogenační zplyňování do reforméru pro parní pyrolýzu za podmínek, za kterých vzniká syntézní plyn složený z vodíku a z oxidu uhelnatého;
    přivádění části vodíku vyrobeného v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru pro hydrogenační zplyňování jako uvedený vodík z vnitřního zdroje, a buď použití uvedeného syntézního plynu vyrobeného v reforméru parní pyrolýzou jako zdroje procesního tepla nebo jako paliva pro motor vyrábějící elektrickou energii, nebo plnění uvedeného syntézního plynu do reaktoru Fischer-Tropsch za podmínek, za kterých vzniká kapalné palivo.
  2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m, že uvedená část vodíku vyrobeného reformérem pro parní pyrolýzu ze získá pomocí filtru pro čištění vodíku.
  3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m, že uvedené podmínky a množstevní poměry uvedeného uhlíkatého materiálu, vodíku a vody v reaktoru pro hydrogenační zplyňování jsou takové, že uvedené produktové plyny bohaté na vodík vznikají exothermní reakcí.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačuj ící se t í m, že podmínky za nichž vznikají produktové plyny bohaté na methan zahrnují tlak vyšší než atmosférický.
  5. 5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m, že uhlíkatý materiál se do reaktoru pro hydrogenační zplyňování plní v podobě suspenze částic uhlíkatého materiálu ve vodě.
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se t í m, že uvedená suspenze se tvoří drcením uhlíkatého materiálu ve vodě.
  7. 7. Způsob podle nároku 5,vyznačující se t í m, že se uvedená suspenze uhlíkatého materiálu před plněním do reaktoru pro hydrogenační zplyňování ohřívá přehřátou párou z parogenerátoru.
  8. 8. Způsob podle nároku Ί, vyznačující se t í m, že se před plněním suspenze do reaktoru pro hydrogenační zplyňování od suspenze oddělí přehřátá pára a uvádí se do reaktoru pro parní pyrolýzu kde reaguje s produktovými plyny bohatými na methan z reaktoru pro hydrogenační zplyňování.
  9. 9. Způsob podle nároku 7,vyznačující se t í m, že suspenze je do reaktoru pro hydrogenační zplyňování přiváděna společně s přehřátou párou.
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačuj ící se t í m, že syntézní plyn vytvořený v reforméru parní pyrolýzou se do reaktoru Fischer-Tropsch přivádí za podmínek při kterých vzniká kapalné palivo.
  11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačuj ící se t í m, že uvedené podmínky a množstevní poměr vodíku a oxidu uhelnatého v reaktoru Fischer-Tropsch jsou takové, aby uvedené kapalné palivo vznikalo exothermně.
    • · β e ·*· ··· ··
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že zahrnuje přenos exothermního tepla z jednoho z reaktorů pro hydrogenační zplyňování a syntézu FischerTropsch nebo z obou těchto reaktorů buď do parogenerátoru nebo do reforméru pro parní pyrolýzu, nebo do obou.
  13. 13. Způsob podle nároku 11, vyznačuj ící se t i m, že zahrnuje přenos exothermního tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování a z reaktoru Fischer-Tropsch do parogenerátoru a reforméru pro parní pyrolýzu.
  14. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se t i m, že pro přenos uvedeného exothermníno tepla jsou užity smyčky s roztavenou solí.
  15. 15. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se t i m, že uvedený uhlíkatý materiál tvoří biomasa.
  16. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačuj ící se t i m, že uvedená biomasa zahrnuje městský pevný odpad.
  17. 17. Způsob podle nároku 10, vyznačuj ící se t i m, že poměrná množství vodíku a oxidu uhelnatého v syntézním plynu přiváděném do reaktoru Fischer-Tropsch jsou taková, aby uvedené kapalné palivo tvořil hlavně cetan.
  18. 18. V podstatě energeticky soběstačný způsob výroby kapalného paliva z uhlíkaté suroviny, který tvoří:
    rozdrcení uvedeného uhlíkatého materiálu ve vodě na suspenzi částic uhlíkatého materiálu;
    ohřev suspenze přehřátou párou z parogenerátoru;
    plnění vodíku z vnitřního zdroje, suspenze a přehřáté páry do reaktoru pro hydrogenační zplyňování v množstvích a za podmínek, při kterých exothermně vznikají produktové plyny bohaté na methan za vyššího tlaku než atmosférického;
    • ♦ • · ··· ··· přívod produktových plynů bohatých na methan z reaktoru pro hydrogenační zplyňování a uvedené přehřáté páry do reforméru pro parní pyrolýzu za podmínek, za nichž vzniká syntézní plyn tvořený vodíkem a oxidem uhelnatým;
    přívod části vodíku vzniklého v reforméru parní pyrolýzou a oddělené filtrem pro čištění vodíku do reaktoru pro hydrogenační zplyňování, přičemž tento vodík představuje zmíněný vodík z vnitřního zdroje;
    přívod zbývajícího syntézního plynu vytvořeného v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru Fischer-Tropsch za podmínek, při kterých exothermně vzniká kapalné palivo a přenos exothermního tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování a reaktoru Fischer-Tropsch do parogenerátoru a reforméru pro parní pyrolýzu, čímž je uvedený proces v podstatě energeticky soběstačný.
  19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačuj ící se t í m, že pro přenos uvedeného exothermního tepla se užívají smyčky s roztavenou solí.
  20. 20. Způsob podle nároku 18, vyznačuj ící se t í m, že uvedený uhlíkatý materiál představuje biomasa.
  21. 21. Způsob podle nároku 18, vyznačuj ící se t í m, že uvedenou biomasu představuje městský pevný odpad.
  22. 22. Zařízení pro výrobu syntézního plynu pro použití jako plynné palivo nebo jako nástřik do reaktoru FischerTropsch při výrobě kapalného paliva, které tvoří:
    zdroj uhlíkatého materiálu a vody; reaktoí? pro hydrogenační zplyňování a reformér pro parní pyrolýzu potrubí spojující uvedený zdroj uhlíkatého materiálu a vody s reaktorem pro hydrogenační zplyňování sloužící k přívodu uhlíkatého materiálu a vody do tohoto reaktoru s cílem generovat methan a oxid uhelnatý;
    potrubí spojující reaktor pro hydrogenační zplyňování s reformérem pro parní pyrolýzu přivádějící produktové plyny bohaté na methan vytvořené v reaktoru pro hydrogenační zplyňování do reforméru pro parní pyrolýzu s cílem generovat syntézní plyn tvořený vodíkem a oxidem uhelnatým a potrubí spojující reformér pro parní pyrolýzu s reaktorem pro hydrogenační zplyňování pro přívod části vodíku vytvořeného v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru hydrogenačního zplyňování.
  23. 23. Zařízení podle nároku 22, vyznačující se tím, že zahrnuje filtr pro čištění vodíku, pomocí kterého se získává uvedená část vodíku vytvořeného v reforméru pro parní pyrolýzu.
  24. 24. Zařízení podle nároku 22, vyznačující se tím, že zahrnuje drtič, který zpracuje uhlíkatý materiál na částice, nádrž pro tyto částice a vodu pro vytvoření suspenze z uhlíkatých částic, a potrubí spojující tuto nádrž s reaktorem pro hydrogenační zplyňování, kterým se přivádí suspenze.
  25. 25. Zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že zahrnuje parogenerátor pro ohřev suspenze uhlíkatého materiálu přehřátou párou, odlučovač kondenzátu pro oddělování přehřáté páry od suspenze předtím než se suspenze plní do reaktoru pro hydrogenační zplyňování a potrubí pro přívod oddělené páry do reforméru pro parní pyrolýzu, kde reaguje s produktovými plyny bohatými na methan z reaktoru pro hydrogenační zplyňování.
  26. 26. Zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že zahrnuje parogenerátor pro zahřívání uhlíkatého • · materiálu přehřátou vodní párou, přičemž se může suspenze a přehřátá vodní pára uvádět do reaktoru pro hydrogenační zplyňování.
  27. 27. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že zahrnuje reaktor Fischer-Tropsch a potrubí spojující reformér pro parní pyrolýzu s reaktorem FischerTropsch pro přívod zbývajícího syntézního plynu vytvořeného v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru Fischer-Tropsch s cílem produkovat kapalné palivo.
  28. 28. Zařízení podle nároku 27, vyznačující se tím, že zahrnuje smyčky s roztavenou solí pro přenos tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování nebo reaktoru FischerTropsch nebo z obou do parogenerátoru nebo reforméru pro parní pyrolýzu nebo do obou.
  29. 29. Zařízení podle nároku 27, vyznačující se tím, že zahrnuje smyčky s roztavenou solí pro přenos tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování a reaktoru FischerTropsch do parogenerátoru a reforméru pro parní pyrolýzu.
  30. 30. Zařízení pro výrobu kapalného paliva v procesu v podstatě soběstačném energeticky, který zahrnuje:
    zdroj uhlíkatého materiálu a vody; reaktor pro hydrogenační zplyňování; reformér pro parní pyrolýzu; filtr pro čištění vodíku;
    reaktor procesu Fischer-Tropsch;/ 1 drtič pro zpracování uhlíkatého materiálu na částice; nádrž pro tyto částice a vodu pro vytvoření suspenze uhlíkatých částic;
    parogenerátor pro zahřívání suspenze a aktivaci uhlíku pyrolýzou pomocí přehřáté vodní páry;
    potrubí spojující odlučovač kondenzátu s reaktorem pro hydrogenační zplyňování pro přívod suspenze a přehřáté vodní páry do reaktoru a vytvoření methanu a oxidu uhelnatého;
    potrubí spojující reaktor pro hydrogenační zplyňování s reformérem pro parní pyrolýzu přivádějící produktové plyny bohaté na methan vytvořené v reaktoru pro hydrogenační zplyňování do reforméru pro parní pyrolýzu s cílem generovat syntézní plyn tvořený vodíkem a oxidem uhelnatým;
    potrubí spojující reformér pro parní pyrolýzu s reaktorem pro hydrogenační zplyňování přes filtr pro čištění vodíku pro přívod části vodíku vytvořeného v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru hydrogenačního zplyňování a potrubí spojující reformér pro parní pyrolýzu s reaktorem Fischer-Tropsch pro přívod zbývající části syntézního plynu vzniklého v reforméru pro parní pyrolýzu do reaktoru FischerTropsch s cílem vyrobit kapalné palivo.
  31. 31. Zařízení podle nároku 30, vyznačující se tím, že zahrnuje smyčky s roztavenou solí pro přenos tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování nebo reaktoru FischerTropsch nebo z obou do parogenerátoru nebo reforméru pro parní pyrolýzu nebo do obou.
  32. 32. Zařízení podle nároku 30, vyznačující se tím, že zahrnuje smyčky s roztavenou solí pro přenos tepla z reaktoru pro hydrogenační zplyňování a reaktoru FischerTropsch do parogenerátoru a reforméru pro parní pyrolýzu.
CZ2004930A 2002-02-05 2003-02-04 Způsob výroby kapalného syntetického paliva z uhlíkatých materiálů pro dopravní prostředky a zařízení k provádění způsobu CZ2004930A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35540502P 2002-02-05 2002-02-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2004930A3 true CZ2004930A3 (cs) 2005-02-16

Family

ID=27734515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2004930A CZ2004930A3 (cs) 2002-02-05 2003-02-04 Způsob výroby kapalného syntetického paliva z uhlíkatých materiálů pro dopravní prostředky a zařízení k provádění způsobu

Country Status (13)

Country Link
US (3) USRE40419E1 (cs)
EP (1) EP1483197A4 (cs)
JP (1) JP2005517053A (cs)
CN (1) CN1642851B (cs)
AU (1) AU2003215059B2 (cs)
BR (1) BR0307553A (cs)
CA (1) CA2475015A1 (cs)
CZ (1) CZ2004930A3 (cs)
HU (1) HUP0500320A3 (cs)
MX (1) MXPA04007656A (cs)
NZ (1) NZ534897A (cs)
PL (1) PL204168B1 (cs)
WO (1) WO2003066517A1 (cs)

Families Citing this family (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8143319B2 (en) 2006-07-18 2012-03-27 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for steam hydro-gasification with increased conversion times
US20080021119A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Norbeck Joseph M Operation of a steam methane reformer by direct feeding of steam rich producer gas from steam hydro-gasification
US20080021120A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Norbeck Joseph M Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor
US8603430B2 (en) * 2002-02-05 2013-12-10 The Regents Of The University Of California Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
US20080016770A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Norbeck Joseph M Method for high energy density biomass-water slurry
CN1642851B (zh) * 2002-02-05 2010-04-14 加利福尼亚大学董事会 采用自支持加氢气化从含碳材料制备合成运输燃料
US8118894B2 (en) 2006-07-18 2012-02-21 The Regents Of The University Of California Commingled coal and biomass slurries
US20080031809A1 (en) 2006-07-18 2008-02-07 Norbeck Joseph M Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
US8771388B2 (en) * 2004-08-03 2014-07-08 The Regents Of The University Of California Method to produce methane rich fuel gas from carbonaceous feedstocks using a steam hydrogasification reactor and a water gas shift reactor
US8349288B2 (en) * 2006-12-06 2013-01-08 The Regents Of The University Of California Process for enhancing the operability of hot gas cleanup for the production of synthesis gas from steam-hydrogasification producer gas
US7619012B2 (en) * 2006-07-18 2009-11-17 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for steam hydro-gasification in a fluidized bed reactor
US7500997B2 (en) * 2002-02-05 2009-03-10 The Regents Of The University Of California Steam pyrolysis as a process to enhance the hydro-gasification of carbonaceous materials
JP4418257B2 (ja) * 2004-02-26 2010-02-17 独立行政法人海洋研究開発機構 潜水機及び温度差発電方法
US7685737B2 (en) 2004-07-19 2010-03-30 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7024800B2 (en) 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7024796B2 (en) * 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage
GB0423037D0 (en) * 2004-10-18 2004-11-17 Accentus Plc Process and plant for treating biomass
US7037485B1 (en) * 2004-11-18 2006-05-02 Praxair Technology, Inc. Steam methane reforming method
US7754491B2 (en) * 2005-12-09 2010-07-13 The Regents Of The University Of Calif. Sensor for measuring syngas ratios under high temperature and pressure conditions
US7610692B2 (en) 2006-01-18 2009-11-03 Earthrenew, Inc. Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes
US20070220810A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Leveson Philip D Method for improving gasification efficiency through the use of waste heat
FR2899238B1 (fr) * 2006-03-31 2012-07-27 Electricite De France Installation de gazeification de biomasse avec dispositif de craquage des goudrons dans le gaz de synthese produit
JP2007268504A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Osaka Gas Co Ltd 廃水処理方法
EA200870369A1 (ru) * 2006-04-24 2009-04-28 Юниверсити Оф Дзе Уитвотерсранд, Йоханнесбург Повышение эффективности углерода в производстве углеводородов
BRPI0711329A2 (pt) 2006-05-05 2011-08-30 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch Gaseificador orientado horizontalmente com sistema de transferência lateral
JP2009536258A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 プラスコエナジー アイピー ホールデイングス，エス．エル．，ビルバオ，シャフハウゼン ブランチ プラズマトーチ熱を使用したガス改質システム
BRPI0711325A2 (pt) 2006-05-05 2011-08-30 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch sistema de controle para a conversão de um estoque de alimentação carbonáceo em gás
NZ573217A (en) 2006-05-05 2011-11-25 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch A facility for conversion of carbonaceous feedstock into a reformulated syngas containing CO and H2
MX2008014166A (es) * 2006-05-05 2009-01-27 Plascoenergy Ip Holdings Slb Sistema de reciclaje de calor para usar con un gasificador.
US7897798B2 (en) 2006-08-04 2011-03-01 Mcneff Research Consultants, Inc. Methods and apparatus for producing alkyl esters from lipid feed stocks and systems including same
FR2910488B1 (fr) * 2006-12-20 2010-06-04 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion de biomasse pour la production de gaz de synthese.
US20100175320A1 (en) * 2006-12-29 2010-07-15 Pacific Renewable Fuels Llc Energy efficient system and process for the continuous production of fuels and energy from syngas
CA2716912C (en) * 2007-02-27 2014-06-17 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
EP2176385A1 (en) * 2007-04-18 2010-04-21 Sgc Energia Sgps, S.a. Waste to liquid hydrocarbon refinery system
US8038746B2 (en) * 2007-05-04 2011-10-18 Clark Steve L Reduced-emission gasification and oxidation of hydrocarbon materials for liquid fuel production
US7749291B2 (en) * 2007-05-07 2010-07-06 Seidel Research and Development Co, LLC Three-stage gasification—biomass-to-electricity process with an acetylene process
US9359567B2 (en) 2007-07-10 2016-06-07 Stratean, Inc. Gasification method using feedstock comprising gaseous fuel
US8105401B2 (en) 2007-07-10 2012-01-31 Refill Energy, Inc. Parallel path, downdraft gasifier apparatus and method
CA2731115A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-23 Plasco Energy Group Inc. A gasifier comprising one or more fluid conduits
US20090031615A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 General Electric Company Integrated method for producing a fuel component from biomass and system therefor
JP5136831B2 (ja) * 2007-08-17 2013-02-06 バイオマスエナジー株式会社 バイオマスから炭化水素を製造する装置
US8641991B2 (en) * 2007-08-30 2014-02-04 Chevron U.S.A. Inc. Hybrid refinery for co-processing biomass with conventional refinery streams
US20090056225A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Chevron U.S.A. Inc. Process for Introducing Biomass Into a Conventional Refinery
US8828325B2 (en) * 2007-08-31 2014-09-09 Caterpillar Inc. Exhaust system having catalytically active particulate filter
US7943791B2 (en) * 2007-09-28 2011-05-17 Mcneff Research Consultants, Inc. Methods and compositions for refining lipid feed stocks
US20090158663A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 General Electric Company Method of biomass gasification
US8303676B1 (en) 2008-02-19 2012-11-06 Proton Power, Inc. Conversion of C-O-H compounds into hydrogen for power or heat generation
US9698439B2 (en) * 2008-02-19 2017-07-04 Proton Power, Inc. Cellulosic biomass processing for hydrogen extraction
AU2009218694B2 (en) * 2008-02-28 2014-02-13 Krones Ag Method and device for converting carbonaceous raw materials
GB0805020D0 (en) * 2008-03-18 2008-04-16 Al Chalabi Rifat Active reformer
US20110185634A1 (en) * 2008-05-07 2011-08-04 Michael Prestel Device and Method for the Electrothermal-Chemical Gasification of Biomass
DE102008032957A1 (de) * 2008-07-12 2010-01-14 Dinano Ecotechnology Llc Verfahren zur Gewinnung von synthetischem Diesel
US8361174B2 (en) * 2008-10-07 2013-01-29 Sartec Corporation Catalysts, systems, and methods for producing fuels and fuel additives from polyols
FI125812B (fi) * 2008-10-31 2016-02-29 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laitteisto nestemäisen biopolttoaineen tuottamiseksi kiinteästä biomassasta
US9102877B2 (en) * 2008-11-12 2015-08-11 Sartec Corporation Systems and methods for producing fuels from biomass
EP2406010A4 (en) * 2008-12-23 2012-10-31 Estech Llc ENERGY PRODUCTION, WATER RECYCLING AND WATER USE IN STEAM GENERATION (S) WASTE MANAGEMENT DEVICE AND METHOD
CN102341485B (zh) 2009-03-05 2015-06-10 G4因赛特公司 用于生物质的热化学转化的方法和系统
EP2419374B1 (en) 2009-04-17 2015-08-26 GTL Petrol LLC Generating power from natural gas with carbon dioxide capture
US20100319255A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Douglas Struble Process and system for production of synthesis gas
KR101570882B1 (ko) * 2009-08-04 2015-11-23 에스케이이노베이션 주식회사 메탄의 열분해 및 이산화탄소 전환 반응을 포함하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법
US8920609B2 (en) * 2009-10-01 2014-12-30 Philip H. Steele Method of increasing anhydrosugars, pyroligneous fractions and esterified bio-oil
US8450090B2 (en) 2009-10-06 2013-05-28 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Compositions and methods for promoting fatty acid production in plants
EP2501787B1 (en) 2009-11-18 2015-10-07 G4 Insights Inc. Method for biomass hydrogasification
EP2501788A4 (en) 2009-11-18 2013-12-04 G4 Insights Inc BY SORPTION REINFORCED METHANIZATION OF BIOMASS
US11525097B2 (en) 2010-02-08 2022-12-13 Fulcrum Bioenergy, Inc. Feedstock processing systems and methods for producing fischer-tropsch liquids and transportation fuels
US12252655B2 (en) 2010-02-08 2025-03-18 Fulcrum Bioenergy, Inc. Feedstock processing systems and methods for producing Fischer-Tropsch liquids and transportation fuels
EP2534122A4 (en) 2010-02-08 2013-12-18 Fulcrum Bioenergy Inc PROCESS FOR THE COMFORTABLE CONVERSION OF SOLID HOUSE MILL IN ETHANOL
US20110245937A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 General Electric Company System and method for interoperability between carbon capture system, carbon emission system, carbon transport system, and carbon usage system
US8673135B2 (en) * 2010-05-28 2014-03-18 Axens Coal liquefaction complex with minimal carbon dioxide emissions
CN103249817B (zh) * 2010-07-29 2015-08-26 中央研究院 生质变成生质煤的超级烘焙法
US9321640B2 (en) 2010-10-29 2016-04-26 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
US9193926B2 (en) 2010-12-15 2015-11-24 Uop Llc Fuel compositions and methods based on biomass pyrolysis
US9039790B2 (en) 2010-12-15 2015-05-26 Uop Llc Hydroprocessing of fats, oils, and waxes to produce low carbon footprint distillate fuels
FI20115038A7 (fi) * 2011-01-14 2012-07-15 Vapo Oy Menetelmä btl-tehtaassa muodostuvien kaasujen sisältämän lämpöenergian hyödyntämiseksi
US9115324B2 (en) 2011-02-10 2015-08-25 Expander Energy Inc. Enhancement of Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel formulation
EP2681292A4 (en) * 2011-03-03 2014-11-12 Stanford Res Inst Int GASIFICATION OF A CARBONATING SUBSTANCE
US9169443B2 (en) 2011-04-20 2015-10-27 Expander Energy Inc. Process for heavy oil and bitumen upgrading
US9156691B2 (en) 2011-04-20 2015-10-13 Expander Energy Inc. Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of heavy oil and bitumen upgrading process
US9050588B2 (en) 2011-05-27 2015-06-09 Gi—Gasification International, S.A. Fischer-tropsch catalyst activation procedure
WO2012168945A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Bharat Petroleum Corporation Limited Process for co-gasification of two or more carbonaceous feedstocks and apparatus thereof
BR112014002629A2 (pt) * 2011-08-04 2017-05-02 A Stuart Martin forno de arco de plasma e aplicações
JP5902302B2 (ja) 2011-09-08 2016-04-13 エキスパンダー エナジー インコーポレイテッドＥｘｐａｎｄｅｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｃ． Ｇｔｌ環境における炭化水素燃料組成物のためのフィッシャー・トロプシュ法の改良
US9315452B2 (en) 2011-09-08 2016-04-19 Expander Energy Inc. Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
US8889746B2 (en) 2011-09-08 2014-11-18 Expander Energy Inc. Enhancement of Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
US9187385B1 (en) 2011-10-07 2015-11-17 InnoVerdant, LLC Charcoal ignition fluid
PT2825503T (pt) * 2012-03-16 2020-04-01 Stamicarbon B V Acting Under The Name Of Mt Innovation Center Método e sistema para a produção de hidrogénio
CA2776369C (en) 2012-05-09 2014-01-21 Steve Kresnyak Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
US9624436B2 (en) * 2012-05-17 2017-04-18 Shell Oil Company Methods and systems for processing biomass material
US8569554B1 (en) 2012-07-12 2013-10-29 Primus Green Energy Inc Fuel composition
US9023243B2 (en) 2012-08-27 2015-05-05 Proton Power, Inc. Methods, systems, and devices for synthesis gas recapture
US10005961B2 (en) 2012-08-28 2018-06-26 Proton Power, Inc. Methods, systems, and devices for continuous liquid fuel production from biomass
WO2014043051A1 (en) 2012-09-11 2014-03-20 D4 Energy Group Process and device for devolatizing a feedstock
US9266730B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Expander Energy Inc. Partial upgrading process for heavy oil and bitumen
US9708556B2 (en) * 2013-04-12 2017-07-18 Elwha Llc Systems, methods, and apparatuses related to the use of gas clathrates
CA2818322C (en) 2013-05-24 2015-03-10 Expander Energy Inc. Refinery process for heavy oil and bitumen
US20150252268A1 (en) 2014-01-10 2015-09-10 Proton Power, Inc. Methods, systems, and devices for liquid hydrocarbon fuel production, hydrocarbon chemical production, and aerosol capture
EP2902466A1 (de) * 2014-02-04 2015-08-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Oxygenaten mit Dampferzeugung
US20150307784A1 (en) 2014-03-05 2015-10-29 Proton Power, Inc. Continuous liquid fuel production methods, systems, and devices
WO2015172132A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Cunningham Stephen L Arc furnace smeltering system & method
DE102014006996A1 (de) * 2014-05-13 2015-11-19 CCP Technology GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von synthetischen Kohlenwasserstoffen
US10538709B2 (en) 2018-01-05 2020-01-21 Raven Sr, Llc Production of renewable fuels and energy by steam/CO2 reforming of wastes
CA2971889A1 (en) 2014-12-23 2016-06-30 Greenfield Specialty Alcohols Inc. Conversion of biomass, organic waste and carbon dioxide into synthetic hydrocarbons
WO2016141327A1 (en) 2015-03-04 2016-09-09 Innoverdant Llc Charcoal ignition fluid
US9890332B2 (en) 2015-03-08 2018-02-13 Proton Power, Inc. Biochar products and production
PL224909B1 (pl) * 2015-03-12 2017-02-28 Jjra Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób i układ do wytwarzania biometanu i ekometanu oraz energii elektrycznej i cieplnej
US10239812B2 (en) 2017-04-27 2019-03-26 Sartec Corporation Systems and methods for synthesis of phenolics and ketones
US10696923B2 (en) 2018-02-07 2020-06-30 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from lipid feed stocks, alcohol feedstocks, and acids
US10544381B2 (en) 2018-02-07 2020-01-28 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from a reaction mixture containing acidified soap stock, alcohol feedstock, and acid
CN108865285A (zh) * 2018-07-16 2018-11-23 西南石油大学 一种以煤和天然气为原料的油-电联产工艺
US10544936B1 (en) 2018-12-04 2020-01-28 Hélio Da Igreja Thermochemical treatment system for plastic and/or elastomeric waste
EP4326671A4 (en) * 2021-04-22 2024-11-06 Iogen Corporation FUEL PRODUCTION PROCESS AND SYSTEM
JP7136523B1 (ja) * 2021-09-09 2022-09-13 株式会社 ユーリカ エンジニアリング カーボンニュートラルメタン使用液体燃料製造システム
WO2023037461A1 (ja) * 2021-09-09 2023-03-16 株式会社 ユーリカ エンジニアリング カーボンニュートラル液体燃料製造システム
US11572329B1 (en) * 2021-11-22 2023-02-07 King Fahd University Of Petroleum And Minerals System and method for methanol production using energy mix systems
EP4558586A4 (en) * 2022-08-31 2025-12-10 Zohar Clean Tech Ltd SYNTHETIC GAS REACTOR WITH PREHEATING FOR SEPARATE WATER SUPPLY AND PROCESS THEREOF
US12264068B2 (en) 2023-04-04 2025-04-01 Iogen Corporation Method for making low carbon intensity hydrogen
WO2025088659A1 (ja) * 2023-10-23 2025-05-01 株式会社 ユーリカ エンジニアリング 熱電併給一体型合成ガス製造システム

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3153091B2 (ja) * 1994-03-10 2001-04-03 株式会社荏原製作所 廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置
US2888330A (en) * 1957-03-20 1959-05-26 Standard Oil Co Hydrocarbon gas analyzer and method
US2987387A (en) * 1958-12-30 1961-06-06 Texaco Inc Method for the production of carbon monoxide from solid fuels
US3985519A (en) * 1972-03-28 1976-10-12 Exxon Research And Engineering Company Hydrogasification process
CA1003218A (en) * 1972-09-08 1977-01-11 Robert E. Pennington Manufcture of synthetic natural gas
NL171597C (nl) * 1972-12-15 1983-04-18 Shell Int Research Werkwijze en inrichting voor de bereiding van gas door partiele verbranding gevolgd door carbureren.
US4005001A (en) * 1973-03-27 1977-01-25 Westinghouse Electric Corporation Combustibles sensor
US3847567A (en) * 1973-08-27 1974-11-12 Exxon Research Engineering Co Catalytic coal hydrogasification process
US3926775A (en) * 1973-11-01 1975-12-16 Wilburn C Schroeder Hydrogenation of coal
US4012692A (en) * 1974-09-12 1977-03-15 Westfalische Berggewerkschaftskasse Method and apparatus for determining the concentration of one gaseous component in a mixture of gases
US3971639A (en) * 1974-12-23 1976-07-27 Gulf Oil Corporation Fluid bed coal gasification
GB1508712A (en) * 1975-03-31 1978-04-26 Battelle Memorial Institute Treating solid fuel
US3957460A (en) * 1975-09-09 1976-05-18 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Oxidation of coal-water slurry feed to hydrogasifier
US4012311A (en) * 1975-10-30 1977-03-15 Cities Service Company Short residence time low pressure hydropyrolysis of carbonaceous materials
US4158697A (en) * 1975-12-29 1979-06-19 Clean Energy Corporation Coal treatment apparatus
US4170455A (en) * 1976-03-11 1979-10-09 Rockwell International Corporation Gas monitoring method and apparatus therefor
US4056373A (en) * 1976-05-12 1977-11-01 Resource Systems, Inc. Hydrogen-purification apparatus with palladium-alloy filter coil
US4118204A (en) * 1977-02-25 1978-10-03 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of an intermediate Btu gas
US4152122A (en) * 1977-12-05 1979-05-01 Syngas International, Ltd. Apparatus for the production of methane containing gas by hydrogasification
US4372755A (en) * 1978-07-27 1983-02-08 Enrecon, Inc. Production of a fuel gas with a stabilized metal carbide catalyst
US4211540A (en) * 1978-12-29 1980-07-08 Fluor Corporation Process for the manufacture of fuel gas
US4244706A (en) * 1979-09-10 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for gasifying carbonaceous material from a recycled condensate slurry
US4341530A (en) * 1979-12-05 1982-07-27 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Slurry atomizer for a coal-feeder and dryer used to provide coal at gasifier pressure
US4385905A (en) * 1980-04-04 1983-05-31 Everett Metal Products, Inc. System and method for gasification of solid carbonaceous fuels
GB2078251B (en) * 1980-06-19 1984-02-15 Gen Electric System for gasifying coal and reforming gaseous products thereof
US4526903A (en) * 1981-01-23 1985-07-02 Dut Pty Limited Process for the production of synthesis gas from coal
US4833171A (en) * 1981-01-27 1989-05-23 Sweeney Maxwell P Synthesis gas system
US4348487A (en) * 1981-11-02 1982-09-07 Exxon Research And Engineering Co. Production of methanol via catalytic coal gasification
US4483691A (en) * 1982-09-30 1984-11-20 Engelhard Corporation Production of synthetic natural gas from coal gasification liquid by-products
US4597776A (en) * 1982-10-01 1986-07-01 Rockwell International Corporation Hydropyrolysis process
US5055266A (en) * 1984-03-02 1991-10-08 Arch Development Corporation Method for detecting toxic gases
US4668645A (en) * 1984-07-05 1987-05-26 Arup Khaund Sintered low density gas and oil well proppants from a low cost unblended clay material of selected composition
US4678860A (en) * 1985-10-04 1987-07-07 Arizona Board Of Regents Process of producing liquid hydrocarbon fuels from biomass
CA1300885C (en) * 1986-08-26 1992-05-19 Donald S. Scott Hydrogasification of biomass to produce high yields of methane
US4761165A (en) * 1987-09-01 1988-08-02 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption control method and apparatus
US4983296A (en) * 1989-08-03 1991-01-08 Texaco Inc. Partial oxidation of sewage sludge
US5354547A (en) * 1989-11-14 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by adsorbent membranes
US5250175A (en) * 1989-11-29 1993-10-05 Seaview Thermal Systems Process for recovery and treatment of hazardous and non-hazardous components from a waste stream
US5656044A (en) * 1992-05-07 1997-08-12 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus for gasification of organic materials
US5344848A (en) * 1993-05-27 1994-09-06 Meyer Steinberg Process and apparatus for the production of methanol from condensed carbonaceous material
USRE35377E (en) * 1993-05-27 1996-11-12 Steinberg; Meyer Process and apparatus for the production of methanol from condensed carbonaceous material
US5496859A (en) * 1995-01-28 1996-03-05 Texaco Inc. Gasification process combined with steam methane reforming to produce syngas suitable for methanol production
US6053954A (en) * 1996-06-14 2000-04-25 Energy & Environmental Research Center Methods to enhance the characteristics of hydrothermally prepared slurry fuels
JPH10121061A (ja) * 1996-10-17 1998-05-12 Ube Ammonia Kogyo Kk ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法
US20030022035A1 (en) * 1997-11-07 2003-01-30 Galloway Terry R. Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US6187465B1 (en) * 1997-11-07 2001-02-13 Terry R. Galloway Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US6147126A (en) * 1998-02-10 2000-11-14 Exxon Research And Engineering Company Gas conversion using hydrogen from syngas gas and hydroconversion tail gas
ITMI980865A1 (it) * 1998-04-23 1999-10-23 Eniricerche S P A Ora Enitecno Procedimento per la preparazione di idrocarburi da gas di sintesi
JPH11323352A (ja) * 1998-05-20 1999-11-26 Chiyoda Corp 炭化水素油の製造方法
US6126726A (en) * 1998-07-06 2000-10-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Generator hydrogen purge gas economizer with membrane filter
DK173742B1 (da) * 1998-09-01 2001-08-27 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde og reaktorsystem til fremstilling af syntesegas
US6257980B1 (en) * 1998-12-24 2001-07-10 B.I.S., L.L.C. Method and apparatus for identifying a winner in a bingo game
US6225358B1 (en) * 1999-02-16 2001-05-01 Syntroleum Corporation System and method for converting light hydrocarbons to heavier hydrocarbons with improved water disposal
CN1125866C (zh) * 2000-03-03 2003-10-29 石油大学(北京) 一种天然气合成液态烃的方法
US6495610B1 (en) * 2000-06-19 2002-12-17 Imperial Chemical Industries Plc Methanol and hydrocarbons
JP2002155288A (ja) * 2000-11-21 2002-05-28 Yukuo Katayama 石炭ガス化方法
CN1642851B (zh) * 2002-02-05 2010-04-14 加利福尼亚大学董事会 采用自支持加氢气化从含碳材料制备合成运输燃料
US7500997B2 (en) * 2002-02-05 2009-03-10 The Regents Of The University Of California Steam pyrolysis as a process to enhance the hydro-gasification of carbonaceous materials
US7619012B2 (en) * 2006-07-18 2009-11-17 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for steam hydro-gasification in a fluidized bed reactor
US20050165261A1 (en) * 2003-03-14 2005-07-28 Syntroleum Corporation Synthetic transportation fuel and method for its production

Also Published As

Publication number Publication date
PL371744A1 (en) 2005-06-27
EP1483197A4 (en) 2010-05-05
HK1078842A1 (zh) 2006-03-24
HUP0500320A3 (en) 2008-09-29
CN1642851A (zh) 2005-07-20
BR0307553A (pt) 2005-01-11
NZ534897A (en) 2006-02-24
AU2003215059A1 (en) 2003-09-02
CN1642851B (zh) 2010-04-14
US20070227069A1 (en) 2007-10-04
CA2475015A1 (en) 2003-08-14
PL204168B1 (pl) 2009-12-31
AU2003215059B2 (en) 2007-03-22
MXPA04007656A (es) 2004-11-10
EP1483197A1 (en) 2004-12-08
HUP0500320A2 (en) 2006-09-28
USRE40419E1 (en) 2008-07-01
JP2005517053A (ja) 2005-06-09
US20050256212A1 (en) 2005-11-17
WO2003066517A1 (en) 2003-08-14
US7208530B2 (en) 2007-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2004930A3 (cs) Způsob výroby kapalného syntetického paliva z uhlíkatých materiálů pro dopravní prostředky a zařízení k provádění způsobu
US7500997B2 (en) Steam pyrolysis as a process to enhance the hydro-gasification of carbonaceous materials
AU2007275752B2 (en) Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
AU2010222913B2 (en) Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
AU2007275751B2 (en) Operation of a steam methane reformer by direct feeding of steam rich producer gas from steam hydro-gasification
WO2008067221A1 (en) Improved synthetic fuel production methods and apparatuses
US20080021120A1 (en) Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor
HK1078842B (en) Production of synthetic transportation fuels from carbonaceous materials using self-sustained hydro-gasification
Tock Thermo-economic evaluation of the production of liquid fuels from biomass
Laurence Thermo-Economic Evaluation of the Production of Liquid Fuels from Biomass
Park et al. Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor