[go: up one dir, main page]

RU2672415C1 - Водородная установка (варианты) - Google Patents

Водородная установка (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2672415C1
RU2672415C1 RU2018108735A RU2018108735A RU2672415C1 RU 2672415 C1 RU2672415 C1 RU 2672415C1 RU 2018108735 A RU2018108735 A RU 2018108735A RU 2018108735 A RU2018108735 A RU 2018108735A RU 2672415 C1 RU2672415 C1 RU 2672415C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
supply line
unit
reformer
line
hydrogen
Prior art date
Application number
RU2018108735A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Владиславович Курочкин
Original Assignee
Андрей Владиславович Курочкин
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 Андрей Владиславович Курочкин filed Critical Андрей Владиславович Курочкин
Priority to RU2018108735A priority Critical patent/RU2672415C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2672415C1 publication Critical patent/RU2672415C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель. При этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды. Также установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков. При этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа – нагреватель. Технический результат заключается в исключении потребления электроэнергии со стороны. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности.
Известен способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки углеводородного сырья с адсорберами, заполненными хемосорбентом, риформер с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, охладители-осушители, блок водоподготовки и блок выделения водорода.
Недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за сжигания части сырья для получения избыточного водяного пара.
Наиболее близка к заявляемому изобретению установка получения водорода из углеводородного газа [RU 2624708, опубл. 05.07.2017 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], включающая блок адсорбционной сероочистки, конвертор углеводородного сырья (риформер), оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, при этом блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку, и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки. Установка может быть оснащена адсорбером с хемосорбентом (блоком хемосорбционной очистки).
Недостатками данной установки является потребление электроэнергии со стороны для подачи технологических потоков: углеводородного сырья, воды и воздуха на установку, деионизированной воды из блока водоподготовки, а также, при необходимости, водорода потребителю.
Задача изобретения - исключение потребления электроэнергии со стороны.
Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии за счет интеграции водородной установки с газотурбинным агрегатом путем размещения риформера на линии подачи продуктов сгорания в турбину и размещения нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа.
Предложено три варианта установки.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода -линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды, особенностью является то, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающем электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель.
Второй и третий варианты установки отличаются тем, что в блока адсорбционной сероочистки размещен не регенерируемый хемосорбент, а перед блоком адсорбционной сероочистки на линии подачи углеводородного сырья расположен теплообменник его предварительного нагрева частью отработанного газа. Третий вариант дополнительно предусматривает установку холодильника-конденсатора, соединенного линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, на линии вывода отработанного газа после нагревателя и теплообменника.
Во всех вариантах камера сгорания при необходимости может быть оснащена линией подачи топлива со стороны.
В качестве узлов и блоков установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники, например, в качестве устройств для подачи технологических потоков могут быть использованы насосы или компрессоры (в зависимости от агрегатного состояния потока), в качестве блока водоподготовки может быть установлено устройство обратного осмоса, и т.п. В качестве хемосорбента может быть использован хемосорбент, например, на основе окиси цинка.
Оборудование водородной установки газотурбинным агрегатом, включающим электрогенератор, позволяет использовать вырабатываемую электроэнергию для подачи технологических потоков и исключить ее подачу со стороны. При этом размещение риформера на линии подачи продуктов сгорания в турбину позволяет использовать тепло продуктов сгорания для нагрева риформера, а установка нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа позволяет рекуперировать тепло отработанного газа, за счет чего повысить энергоэффективность установки в целом. Оборудование второго и третьего вариантов установки теплообменником позволяет нагреть углеводородное сырье до температуры хемосорбции, а установка холодильника-конденсатора в третьем варианте снижает расход воды со стороны за счет рецикла выделенного водного конденсата.
Предлагаемая установка во всех трех вариантах (фиг. 1-3, соответственно) включает блоки адсорбционной сероочистки 1 и водоподготовки 2, конвертор окиси углерода 3, нагреватель 4, риформер 5, блок выделения водорода 6 и газотурбинный агрегат с камерой сгорания 7, компрессором 8, турбиной 9 и электрогенератором 10. Второй вариант установки (фиг. 2) дополнительно оборудован теплообменником подогрева углеводородного сырья 11, а третий вариант (фиг. 3) - теплообменником 11 и холодильником-конденсатором 12. Устройства для подачи технологических потоков условно не показаны.
При работе первого варианта установки сырьевой газ, подаваемый по линии 13, очищают от сернистых соединений в блоке 1, газ регенерации адсорбента выводят по линии 14 в качестве топлива в камеру сгорания 7, а очищенный сырьевой газ по линии 15 после смешения с деионизированной водой, подаваемой по линии 16 из блока 2, направляют в качестве хладоагента в конвертор 3 и затем в качестве сырьевой смеси - в нагреватель 4 и риформер 5. Полученный синтез-газ по линии 17 направляют в конвертор 3, из которого водородсодержащий газ по линии 18 подают в блок 6, где разделяют на водород, выводимый по линии 19, водный конденсат, подаваемый в блок 2 по линии 20, и отходящий газ, который по линии 21 совместно с газом регенерации и сжатым воздухом, подаваемым по линии 22 из компрессора 8, в который по линии 23 поступает воздух, направляют в камеру сгорания 7, из которой продукты сгорания по линии 24 подают сначала в качестве теплоносителя в риформер 5, а затем в качестве рабочего тела в турбину 9, из которой отработанный газ выводят по линии 25 после охлаждения в нагревателе 4. Электроэнергию, вырабатываемую электрогенератором 10, используют для питания приводов устройств подачи технологических потоков. В блок 2 для компенсации химического расхода воды по линии 26 подают балансовую воду. В камеру сгорания при необходимости может подаваться дополнительное топливо по линии 27 (показано пунктиром).
Работа второго и третьего варианта отличается тем, что углеводородное сырье, подаваемое по линии 13, предварительно нагревают до температуры хемосорбции в теплообменнике 11, а при работе третьего варианта отработанный газ, выводимый по линии 25, предварительно охлаждают, например, воздухом, в холодильнике-конденсаторе 12, а выделенный водный конденсат по линии 28 подают в блок водоподготовки 2, за счет чего сокращают расход воды.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет исключить потребление электроэнергии со стороны и может быть использована в промышленности.

Claims (3)

1. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель.
2. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с не регенерируемым адсорбентом, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, соединенной линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель и теплообменник нагрева углеводородного сырья перед блоком адсорбционной сероочистки.
3. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с не регенерируемым адсорбентом, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, соединенной линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель, теплообменник нагрева углеводородного сырья перед блоком адсорбционной сероочистки и холодильник-конденсатор, соединенный с блоков водоподготовки линией подачи водного конденсата.
RU2018108735A 2018-03-12 2018-03-12 Водородная установка (варианты) RU2672415C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108735A RU2672415C1 (ru) 2018-03-12 2018-03-12 Водородная установка (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108735A RU2672415C1 (ru) 2018-03-12 2018-03-12 Водородная установка (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672415C1 true RU2672415C1 (ru) 2018-11-14

Family

ID=64327910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108735A RU2672415C1 (ru) 2018-03-12 2018-03-12 Водородная установка (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672415C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU454361A1 (ru) * 1973-07-30 1974-12-25 Предприятие П/Я А-3513 Парогазова установка
RU2134284C1 (ru) * 1998-04-17 1999-08-10 Акционерное общество открытого типа "Энергетический институт им.Г.М.Кржижановского" Парогазовая электростанция
RU2394754C1 (ru) * 2009-03-26 2010-07-20 Дмитрий Львович Астановский Способ получения водорода из углеводородного сырья
US20110237839A1 (en) * 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid
RU2617754C1 (ru) * 2016-06-15 2017-04-26 Андрей Владиславович Курочкин Водородная установка
RU2624708C1 (ru) * 2016-07-05 2017-07-05 Андрей Владиславович Курочкин Установка получения водорода из углеводородного газа

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU454361A1 (ru) * 1973-07-30 1974-12-25 Предприятие П/Я А-3513 Парогазова установка
RU2134284C1 (ru) * 1998-04-17 1999-08-10 Акционерное общество открытого типа "Энергетический институт им.Г.М.Кржижановского" Парогазовая электростанция
US20110237839A1 (en) * 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid
RU2394754C1 (ru) * 2009-03-26 2010-07-20 Дмитрий Львович Астановский Способ получения водорода из углеводородного сырья
RU2617754C1 (ru) * 2016-06-15 2017-04-26 Андрей Владиславович Курочкин Водородная установка
RU2624708C1 (ru) * 2016-07-05 2017-07-05 Андрей Владиславович Курочкин Установка получения водорода из углеводородного газа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394754C1 (ru) Способ получения водорода из углеводородного сырья
CN108138060B (zh) 绝热钙循环的方法和设备
RU2479484C2 (ru) Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака
EP2963107B1 (en) Process for refining a biomethane biogas stream and relative apparatus for the implementation thereof
WO2019073867A1 (ja) メタン製造システム
RU2624708C1 (ru) Установка получения водорода из углеводородного газа
US8227120B2 (en) Volatile organic compound abatement with fuel cell power plant
JP6238842B2 (ja) 水素製造装置およびその運転方法
CA2651797C (en) Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system
CN102311102A (zh) 氦气的纯化方法及纯化装置
RU2672415C1 (ru) Водородная установка (варианты)
KR101472767B1 (ko) 일산화탄소 가스 발생 장치 및 방법
JP6202930B2 (ja) 水素製造装置、及び水素製造方法
CN103314086A (zh) 合成天然气的制造方法
RU2672416C1 (ru) Установка получения водорода (варианты)
CN112739970B (zh) 用于净化和液化天然气的设施和方法
RU2679241C1 (ru) Установка производства водорода
RU2617754C1 (ru) Водородная установка
RU2685105C1 (ru) Водородная установка (варианты)
JP5348938B2 (ja) 一酸化炭素ガス発生装置および方法
CN109609221B (zh) 一种兰炭炉尾气精脱硫及等温甲烷化工艺
JP2005011554A (ja) 水素回収装置を備える燃料電池
RU2631290C1 (ru) Низкотемпературная водородная установка
RU2666876C1 (ru) Автономная водородная установка
RU2657494C1 (ru) Энергоэффективная водородная установка

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210708