СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ПЛАЗМЕННОЙ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ПЛАЗМЕННОЙ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 


RU (11) 2055091 (13) C1

(51) 6 C10J3/18, C10J3/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.03.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5023011/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.12.10 
(45) Опубликовано: 1996.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1744101, кл. C 10J 3/18, 1990. 
(71) Заявитель(и): Фирма "Авизо"; Малов Валерий Тимофеевич 
(72) Автор(ы): Малов В.Т.; Онищенко В.Я.; Малов И.Т.; Батьков В.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Фирма "Авизо" 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ПЛАЗМЕННОЙ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Использование: получение водорода и электроэнергии из твердого низкосортного топлива в энерготехнологических установках тепловых электростанций. Сущность изобретения: синтез-газ после сжатия в компрессоре направляют в узел разделения, состоящий из двух последовательно установленных мембранных установок с компрессором между ними. В первой мембранной установке выделяют метан, а синтез-газ направляют на сжигание в парогенератор. Во второй мембранной установке получают водород, который направляют потребителю, либо частично направляют в плазмохимический реактор. Для осуществления указанного процесса в плазменную энерготехнологическую установку, содержащую плазмохимический реактор, компрессор, парогенератор и турбогенератор, введен узел разделения. Последний имеет две последовательно установленные мембранные установки с компрессором между ними. 2 с. п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к получению водорода и электроэнергии из твердого низкосортного топлива и может быть использовано в энерготехнологических установках тепловых электростанций.

Ближайшим к предлагаемому изобретению является известный способ получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива в плазменной энерготехнологической установке, включающий газификацию низкосортного твердого топлива в плазмохимическом реакторе, сжатие полученного синтез-газа в компрессоре, его разделение, направление синтез-газа в парогенератор для генерации водяного пара и выработки электроэнергии в турбогенераторе [1]

Там же описана установка для получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива, содержащая плазменную энерготехнологическую установку, выполненную из плазмохимического реактора, компрессора, узла разделения и узла выработки электроэнергии, включающего парогенетор и турбогенератор.

Недостатками известных способа и установки являются отпуск потребителю наряду с дорогостоящим ацетиленом сравнительно дешевых химических продуктов синтез-газа и серы и ограниченные возможности покрытия графика электрических нагрузок, т.е. недостаточная маневренность.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности и маневренности процесса получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива.

Для достижения указанного технического результата при осуществлении способа получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива в плазменной энерготехнологической установке, включающего газификацию низкосортного твердого топлива в плазмохимическом реакторе, сжатие полученного синтез-газа в компрессоре, его разделение и направление синтез-газа в парогенератор для генерации водяного пара и выработки электроэнергии в турбогенераторе, синтез-газ после сжатия в компрессоре направляют в узел разделения, состоящий из последовательно установленных мембранных установок с компрессором между ними, в первой из которых выделяют метан, а синтез-газ направляют на сжигание в парогенератор, а во второй из синтез- газа получают водород, который направляют потребителю либо частично направляют в плазмохимический реактор.

Для достижения указанного технического результата установка для получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива, содержащая плазменную энерготехнологическую установку, выполненную из плазмохимического реактора, компрессора, узла разеделения и узла выработки электроэнергии, включающего парогенератор и турбогенератор, узел разделения содержит две последовательно установленные мембранные установки с компрессором между ними, причем продукт полученный на второй мембранной установке, направляется по двум турбопроводам, один из которых связан с потребителем, а другой с плазмохимическим реактором.

На чертеже представлена принципиальная схема установки.

Установка для получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива содержит плазмохимическую установку, включающую плазмохимический реактор 1 для переработки низкосортного твердого топлива, плазмохимический реактор 2 для переработки метана в ацетилен, закалочный аппарат 3 кипящего слоя с встроенными поверхностями нагрева и компрессор 7. Установка содержит узел выработки электроэнергии, включающий парогенератор 5, сжигающий синтез-газ, турбогенератор 6 для выработки электроэнергии и отпуска пара для осуществления плазмохимического процесса в реакторе 1 и турбогенератор 4 для выработки дополнительной электроэнергии. В установке имеется узел разделения, который содержит последовательно установленные мембранную разделительную установку 8 для выделения из синтез-газа метана и мембранную разделительную установку 10 для выделения из синтез-газа водорода и расположенный между ними компрессор 9. Продукт, полученный на мембранной установке 10, направляется по трубопроводу 18 в плазмохимический реактор, по трубопроводам 19 и 20 потребителю. В установке имеются в соответствии с технологическими потоками трубопровод 11 для перерабатываемого твердого топлива, трубопровод 12 для кислоpода, паропровод 13, трубопровод 14 для серосодержащего продукта, трубопровод 15 для синтез-газа, трубопровод 16 для метана, трубопровод 17 для ацетилена и паропровод 21 для пара, генерируемого в поверхностях нагрева закалочного аппарата 3.

При работе описанной установки предлагаемый способ получения водорода и электроэнергии осуществляется следующим образом.

Предварительно измельченное низкосортное твердое топливо, например волжский сланец, по трубопроводу 11 подают в плазмохимический реактор 1, туда же по трубопроводам 12 и 13 соответственно подают парокислородную смесь при давления пара 2 МПа и температуре 600 К, а от турбогенератора 6 направляют электроэнергию. Процесс в плазмохимическом реакторе 1 осуществляют при Т 1400-1500 К. В реакторе 1 происходит процесс плазменной переработки сланца с образованием синтез-газа (3% СН4, 8% Н2; 89% СО). Полученный синтез-газ сжимают в компрессоре 7 до давления 4 МПа и направляют на мембранную разделительную установку 8 для выделения метана (пермеата). А затем подают на сжигание в парогенератоp 5 по трубопроводу 15. Избыток полученного синтез-газа (ретанта) сжимают в компрессоре 9 до давления 4 МПа и направляют на мембранную разделительную установку 10 для выделения водорода (пермеата), который по трубопроводу 19 подают потребителю.

В период максимального электропотребления в энергосистеме (суточного пика графика электрических нагрузок) полученный водород по трубопроводу 18 подают в реактор 1.

Серосодержащий продукт (серу) после реактора 1 по трубопроводу 14 отводят потребителю. Метан после разделительной установки 8 по трубопроводу 16 направляют в реактор 2. В плазмохимическом реакторе 2 метан разлагают при температуре примерно 1900 К с получением ацетилена. Продукты плазмохимической переработки метана подвергают закалке в аппарате 3 с кипящим слоем твердых частиц, куда для интенсификации закалки помещен охлаждаемый трубный пучок, в котором происходит генерация пара, который по паропроводу 21 направляют в турбогенератор 4 для выработки электроэнергии. После разделительной установки 10 полученный синтез-газ (ретант) по трубопроводу 20 отдают потребителю. Пар из парогенератора 5 отправляют в турбогенератор 6 для выработки электроэнергии. Пар из пpомежуточных отборов турбогенератора 6 по паропроводу 13 направляют в плазмохимический реактор 1.

В период максимального электропотребления в энергосистеме (суточного пика электрической нагрузки) увеличивают пропуск пара в конденсатор турбогенератора 6, чтобы обеспечить повышенную выработку электроэнергии. При этом снижают отпуск пара из промежуточного отбора турбогенератора по паропроводу 13 на нужды плазмохимического реактора 1, в котором разлагают твердое топливо. В этот период водяной пар частично заменяют водородом, поступающим по трубопроводу 18, который является хорошим энергоносителем, плазмообразующим агентом и инициирует процесс пиролиза сланца. Содержание водорода в пермеате после разделительной установки 10 достигает 98%

В период минимального электропотребления в энергосистеме (суточного провала графика электрических нагрузок) уменьшают пропуск пара в конденсатор турбогенератора 6, снижают выработку электроэнергии турбогенератором 6 до номинальной и увеличивают подачу пара из отборов турбогенератора 6 по паропроводу 13 в реактор 1 для обеспечения плазмотермического процесса. Весь водород, получаемый в этот период после разделительной установки 10 направляют потребителю по трубопроводу 19.

Таким образом обеспечивают повышение экономичности и маневренности заявляемого технического решения по сравнению с прототипом.

Предложенный способ регулирования электрической мощности энерготехнологической установки применяют, когда исчерпаны возможности регулирования выработки электроэнергии энергетическим оборудованием. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива в плазменной энерготехнологической установке, включающий газификацию низкосортного твердого топлива в плазмохимическом реакторе, сжатие полученного синтез-газа в компрессоре, его разделение, направление синтез-газа в парогенератор для генерации водяного пара и выработки электроэнергии в турбогенераторе, отличающийся тем, что синтез-газ после сжатия в компрессоре направляют в узел разделения, состоящий из двух последовательно установленных мембранных установок с компрессором между ними, в первой из которых выделяют метан, а синтез-газ направляют сжигание в парогенератор, а во второй - из синтез-газа получают водород, который направляют потребителю, либо частично направляют в плазмохимический реактор.

2. Установка для получения водорода и электроэнергии из низкосортного твердого топлива, содержащая плазменную энерготехнологическую установку, выполненную из плазмохимического реактора, компрессора, узла разделения и узла выработки электроэнергии, включающего парогенератор и турбогенератор, отличающаяся тем, что узел разделения содержит две последовательно установленные мембранные установки с компрессором между ними, причем продукт, полученный на второй мембранной установке, направляется по двум трубопроводам, один из которых связан с потребителем, а другой - с плазмохимическим реактором.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru