PL170549B1 - Sposób spalania weglowodorów PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób spalania weglowodorów polegajacy na redukcji zawartosci wegla w strumieniu zasilania gazu ziemnego albo innych gazów weglowodorowych kierowanych do procesu spala- nia albo procesu chemicznego, znamienny tym, ze gaz ziemny albo gaz weglowodorowy, który ma przejsc do spalania jest calkowicie albo czesciowo poddany procesowi pyrolitycznemu, caly gaz albo czesc dostarczanego gazu przechodzac przez reaktor, w którym jest rozlozona calkowi- cie albo czesciowo do wymaganego stopnia na czesc skladowa wodoru i czesc skladowa wegla przy czym czesc skladowa wegla razem z nierozlozonym skladnikiem z reaktora i oddzielnym skladnikiem gazu ziemnego albo gazu weglowodorowego jest przenoszona do procesu spalania albo procesu chemicznego, i ze wtracony skladnik wegla wydzielony jest z procesu do odrebnego zastosowania. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania węglowodorów polegający na redukcji zawartości węgla w strumieniu zasilającym gazu ziemnego albo innych gazów węglowodorowych do procesu spalania albo procesu chemicznego, ażeby skutkiem tego eliminować do wymaganego stopnia albo przynajmniej zmniejszać ilość dwutlenku węgla powstającą w czasie spalania gazu, na przykład w elektrowni opalanej gazem.

Podczas spalania paliw kopalnych, węgla, gazu ziemnego i innych węglowodorów, zarówno woda w postaci pary i dwutlenek węgla występują w gazach wydechowych. Proporcja pomiędzy tymi dwoma gazami zależy od ilościowego stosunku węgla do wodoru w odnośnym paliwie. Węgiel wytwarza prawie tylko dwutlenek węgla, metan wytwarza wodę i dwutlenek węgla w stosunku 2:1, podczas gdy wodór wytwarzać będzie jedynie wodę. W wysiłkach do zmniejszenia efektu cieplarnianego, wylotowe dwutlenki węgla stają się zawsze mniej akceptowane. Dlatego to jest życiowo ważne, aby ograniczyć te wyziewy, najlepszym rozwiązaniem jest wyeliminowanie ich całkowicie.

Celem niniejszego wynalazku jest ulepszenie tej sytuacji przez dostarczenie sposobu spalania węglowodorów polegającego na redukcji zawartości węgla w gazie ziemnym i gazie węglowodorowym. Ta redukcja powinna dać się wdrożyć w taki sposób, ażeby można było osiągnąć żądany stopień redukcji zawartości CO 2 po spaleniu albo procesie chemicznym. Redukcję można rozszerzyć na wszystkie sposoby przez zastosowanie czystego wodoru jako paliwa, wówczas uniknie się całkowicie wydzielania się CO 2.

Cel ten osiągnięto za pomocą sposobu spalania węglowodorów według wynalazku.

Sposób spalania węglowodorów wecłhrg wynalazku polegający na redukcji zawartości węgla w strumieniu zasilania gazu ziemnego albo innych gazów węglowodorowych kierowanych do procesu spalania albo procesu chemicznego, charakteryzuje się tym, że gaz ziemny albo gaz węglowodorowy, który ma przejść do spalania jest całkowicie albo częściowo poddany procesowi pyrolitycznemu, cały gaz albo część dostarczanego gazu przechodząc przez reaktor, w którym jest rozłożona całkowicie albo częściowo do wymaganego stopnia na część składową wodoru i część składową węgla, przy czym część składowa węgla razem z nierozłożonym składnikiem z reaktora i oddzielnym składnikiem gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego jest przenoszona do procesu

170 549 3 spalania albo procesu chemicznego, i ze wtrącony składnik węgla wydzielony jest z procesu do odrębnego zastosowania.

Korzystnym jest, że części uformowanego wodoru są zawracane do obiegu do zastosowania w reaktorze podczas procesu pyrolitycznego.

Korzystnym jest także, że strumień zasilania dzieli się na dwa częściowe strumienie, i że tylko jeden częściowy strumień przechodzi przez reaktor.

Ponadto korzystnym jest, że składnik węglowy, który został usunięty składa się z czystego węgla.

W obu przypadkach rozkład na węgiel i wodór będzie wymagał energii. Zawartość energii w gazach ze zredukowaną zawartością węgla jest niższa niż w czystym gazie ziemnym albo gazie węglowodorowym, ponieważ uwolniony węgiel przedstawia stratę energii. Wynik będzie taki, ze musi być dostarczone więcej gazu do procesu, ażeby osiągnąć tę samą sprawność całkowitą jak z czystego gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego. Rozmiar tej dodatkowej wartości będzie zależał od stopnia, do którego zawartość węgla musi być zredukowana, na przykład wielkość, do której przemiana musi być dokonana, a także od sprawności przeprowadzanego procesu spalania.

Celem jest zdolność do zastosowania czystego wodoru jako gazu palnego, aby była możliwa całkowita eliminacja wydzielanego CO 2.

Jednakże, przy istniejących instalacjach, będą wykorzystywane warunki, które zapobiegają stosowaniu czystego wodoru, wówczas staje się konieczne dodanie pewnej ilości węglowodorów.

Dlatego proces jest tak zaprojektowany, aby przedstawić możliwość dodawania pewnej ilości gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego do strumienia wodoru i żeby tę ilość można było nastawiać zgodnie z warunkami pracy.

Po procesie spalania gazy wydechowe są oczyszczane za pomocą znanych ze stanu techniki sposobów, a te sposoby oczyszczania są często ekstremalnie drogie, jak na przykład w przypadku oczyszczania katalitycznego.

Odkryto obecnie, że koszty włożone w przemianę gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego, które są stosowane jako paliwo w instalacjach spalania, na przykład przed spalaniem mogą być kompensowane, w ten sposób umożliwiając osiągnięcie ekonomicznie uzasadnionego procesu pomimo ubytku energii w strumieniu spalania. To zostało osiągnięte za pomocą wytwarzania czystego węgla w domieszce do wodoru w pyrolitycznym procesie w sposobie według wynalazku. Materiał węglowy powstaje w postaci sadzy i jako taki materiał będzie mieć bardzo wysoką wartość. Sadza może, na przykład być stosowana jako czynnik redukcyjny w przemyśle metalurgicznym. Jeżeli ten materiał węglowy stosowany jest na anody w przemyśle aluminiowym, to będzie wymagało zasadniczych ulepszeń zarówno z punktu widzenia ekonomicznego jak i środowiska, ponieważ nowe anody nie będą zanieczyszczać żadnego elektrolitu, a w ten sposób ani wytworu ani otoczenia poprzez wydalanie siarki i smoły.

W ten sposób poprzez elementy niniejszego wynalazku zostanie osiągnięte wysoce korzystne połączenie finansowo rentownego przemysłowego wytwarzania i zachowania środowiska, na przykład przez zmniejszenie zanieczyszczenia.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony bardziej szczegółowo w przykładzie wykonania poprzez opisanie zastosowania sposobu według wynalazku.

Jako przykład została wybrana elektrownia działająca na spalany gaz, którego bazą jest gaz ziemny jako źródło energii. Zamierzeniem tego przykładu jest zilustrowanie głównych zasad niniejszego wynalazku. Innymi zastosowaniami tego wynalazku mogłoby być wytwarzanie czystego wodoru i stosowanie tego sposobu we wszystkich procesach, w których gaz ziemny albo inny węglowodor są stosowane jako źródło energii. Wynalazekjest szczególnie dobrze dostosowany do wytwarzania mocy z ogniw paliwowych opartych na wodorze jako czynniku spalania.

W linii zasilania elektrowni opalanej gazem, która na przykład działa przy stosowaniu gazu ziemnego na przykład metanu, znajduje się zaopatrujący reaktor, który działa zgodnie z pyrolityczną zasadną z palnikiem plazmowym, który powoduje rozkład wpływającego gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego jako składowej wodoru i składowej cząstek węgla. Reaktor może być

170 549 umieszczony w odgałęzieniu linii albo bocznikowej linii reaktora. Sposób działania takiego reaktora i konstrukcja palnika plazmowego do tego sposobu są opisane równocześnie w norweskich zgłoszeniach patentowych 914 904 i 914 907 należących do zgłaszającego. Jak opisano w tych dokumentach ilościowa kontrola może być wykonana dla składnika węglowego. Uformowany wodór jest także stosowany przez linię powrotną jako gaz formujący plazmę dla palnika, w ten sposób umożliwiając całkowite działanie reaktora bez powodowania jakichkolwiek zanieczyszczeń. Gaz wodorowy z reaktora przechodzi następnie do turbiny gazowej, gdzie stosowany jest samodzielnie albo razem z węglowodorami (metanem) jako paliwo w turbinie gazowej. Turbina gazowa działa w sposób konwencjonalny. Jednakże znajduje się jedna większa różnica, którą jest to, że wydzielanie dwutlenku węgla jest zredukowane albo całkowicie wyeliminowane. Stopień do którego wydzielanie dwutlenku węgla jest redukowane będzie zależał od wielkości proporcji zasilania turbiny gazowej do składnika czystego wodoru. Przez cały czas trwania procesu proporcja może być regulowana w całym obszarze przez domieszkę gazu wodorowego do czystego wodoru.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób spalania węglowodorów polegający na redukcji zawartości węgla w strumieniu zasilania gazu ziemnego albo innych gazów węglowodorowych kierowanych do procesu spalania albo procesu chemicznego, znamienny tym, że gaz ziemny albo gaz węglowodorowy, który ma przejść do spalania jest całkowicie albo częściowo poddany procesowi pyrolitycznemu, cały gaz albo część dostarczanego gazu przechodząc przez reaktor, w którym jest rozłożona całkowicie albo częściowo do wymaganego stopnia na część składową wodoru i część składową węgla, przy czym część składowa węgla razem z nierozłożonym składnikiem z reaktora i oddzielnym składnikiem gazu ziemnego albo gazu węglowodorowego jest przenoszona do procesu spalania albo procesu chemicznego, i ze wtrącony składnik węgla wydzielony jest z procesu do odrębnego zastosowania.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że części uformowanego wodoru są zawracane do obiegu do zastosowania w reaktorze podczas procesu pyrolitycznego.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień zasilania dzieli się na dwa częściowe strumienie, i ze tylko jeden częściowy strumień przechodzi przez reaktor.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze składnik węglowy, który został usunięty składa się z czystego węgla.