Способ превращения углеродистых материалов в энергетические газы, способ получения синтез-газа (варианты), способ получения жидкого топлива (варианты), установка для получения синтез-газа (варианты) - RU2007108085A

Реферат

1. Способ превращения углеродистых материалов в энергетические газы, в котором углеродистый материал помещают в воду и затем нагревают углеродистый материал и воду в присутствии водорода при температуре и давлении, достаточных для образования богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов.

2. Способ по п.1, в котором нагрев производят при температуре примерно от 580 до 790°С.

3. Способ по п.1, в котором нагрев производят при давлении примерно от 910 до 3861 кПа.

4. Способ по п.1, в котором углеродистый материал имеет номинальный размер частиц, равный в диаметре около 1 мм.

5. Способ по п.1, в котором углеродистый материал представляет собой материал, выбранный из группы, включающей в себя городские отходы, биомассу, древесину, уголь или натуральные или синтетические полимеры или их смеси.

6. Способ по п.5, в котором углеродистый материал представляет собой биомассу.

7. Способ по п.5, в котором углеродистый материал представляет собой городские отходы, содержащие древесину или натуральные или синтетические полимеры.

8. Способ по п.5, в котором углеродистый материал представляет собой древесину или натуральные или синтетические полимеры.

9. Способ получения синтез-газа, в котором переработку богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов, полученных способом по п.1, производят посредством реакций парового риформинга в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и моноокись углерода.

10. Способ по п.9, в котором углеродистый материал является непиролизованным.

11. Способ по п.9, в котором углеродистый материал представляет собой материал, выбранный из группы, включающей в себя городские отходы, биомассу, древесину, уголь или натуральные или синтетические полимеры или их смеси.

12. Способ по п.11, в котором углеродистый материал представляет собой биомассу.

13. Способ по п.11, в котором углеродистый материал представляет собой городские отходы, содержащие древесину или натуральные или синтетические полимеры.

14. Способ получения синтез-газа из углеродистого материала, представляющего собой древесину или натуральные или синтетические полимеры, в котором переработку богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов, полученных способом по п.1, производят посредством реакций парового риформинга в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и моноокись углерода.

15. Способ получения жидкого топлива, в котором переработку богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов, полученных способом по п.1, производят посредством реакций парового риформинга в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и моноокись углерода, после чего производят переработку синтез-газа посредством реакций Фишера-Тропша в условиях, при которых синтезируется жидкое топливо.

16. Способ по п.15, в котором углеродистый материал является непиролизованным.

17. Способ по п.15, в котором углеродистый материал представляет собой материал, выбранный из группы, включающей в себя городские отходы, биомассу, древесину, уголь или натуральные или синтетические полимеры или их смеси.

18. Способ по п.17, в котором углеродистый материал представляет собой биомассу.

19. Способ по п.17, в котором углеродистый материал представляет собой городские отходы, содержащие древесину или натуральные или синтетические полимеры.

20. Способ получения синтез-газа из энергетических газов, полученных способом по п.1, для использования его в качестве газообразного топлива или в качестве исходного сырья для производства жидкого топлива в реакторе Фишера-Тропша, в котором углеродистый материал помещают в воду с получением пульпы углеродистого материала, после чего пульпу подают в реактор гидрогазификации, работающий в условиях, при которых образуются богатые метаном и моноокисью углерода энергетические газы, вместе с водородом, который подают от внутреннего источника, затем богатые метаном и моноокисью углерода энергетические газы подают от реактора гидрогазификации в паровой риформер метана, работающий в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и моноокись углерода, после этого часть водорода, образующегося в паровом риформере метана, подают в реактор гидрогазификации в качестве упомянутого выше водорода от внутреннего источника и используют указанный синтез-газ, образующийся в паровом риформере метана, в качестве источника тепловой энергии процесса или в качестве топлива для двигателей, вырабатывающих электроэнергию, или в качестве указанного синтез-газа, поступающего в реактор Фишера-Тропша, работающий в условиях, при которых синтезируется жидкое топливо.

21. Способ по п.20, в котором указанную пульпу получают посредством измельчения упомянутого непиролизованного углеродистого материала в воде.

22. Способ по п.20, в котором в реактор гидрогазификации подают перегретый пар из парогенератора.

23. Способ по п.22, в котором переносят выделяемую в экзотермических процессах тепловую энергию от реактора гидрогазификации, или реактора Фишера-Тропша, или от обоих этих реакторов к парогенератору.

24. Способ по п.20, в котором указанный углеродистый материал представляет собой материал, выбранный из группы, включающей в себя городские отходы, биомассу, древесину, уголь или натуральные или синтетические полимеры или их смеси.

25. Способ по п.24, в котором углеродистый материал представляет собой биомассу.

26. Способ по п.24, в котором углеродистый материал представляет собой городские отходы, содержащие древесину или натуральные или синтетические полимеры.

27. Способ по п.24, в котором синтез-газ, полученный в паровом риформере, подают в реактор Фишера-Тропша, работающий в условиях, при которых происходит синтез жидкого топлива.

28. Способ по п.27, в котором при указанных условиях и относительных количествах водорода и моноокиси углерода в реакторе Фишера-Тропша процесс синтеза жидкого топлива является экзотермическим.

29. Способ по п.28, в котором осуществляют перенос выделяемой в экзотермических процессах тепловой энергии от реактора гидрогазификации, или реактора Фишера-Тропша, или от обоих этих реакторов к установке парового риформинга метана.

30. Способ по п.28, в котором осуществляют перенос выделяемой в экзотермических реакциях тепловой энергии от реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропша к установке парового риформинга метана.

31. Способ по п.30, в котором перенос указанной выделяемой в экзотермических процессах тепловой энергии осуществляют посредством контуров, в которых пропускают расплавы солей или воду/пар.

32. Способ по п.27, в котором подбирают отношения количества водорода и количества моноокиси углерода в синтез-газе, подаваемом в реактор Фишера-Тропша, при которых указанное жидкое топливо является в основном цетановым.

33. Способ получения жидкого топлива в самоподдерживающемся процессе из энергетических газов, полученных способом по п.1, в котором углеродистый материал помещают в воду с получением пульпы углеродистого материала, после чего пульпу подают в реактор гидрогазификации вместе с водородом, который подают от внутреннего источника, в таких количествах и в таких условиях, при которых экзотермически при давлении, превышающем атмосферное, образуются богатые метаном и моноокисью углерода энергетические газы, затем подают богатые метаном и моноокисью углерода энергетические газы из реактора гидрогазификации в паровой риформер метана в условиях, при которых образуется синтез-газ, включающий водород и моноокись углерода, после этого подают часть водорода, образующегося в паровом риформере метана, через фильтр очистки водорода в реактор гидрогазификации в качестве упомянутого выше водорода от внутреннего источника, а остающийся синтез-газ, образующийся в паровом риформере метана, подают в реактор Фишера-Тропша, работающий в условиях, при которых экзотермически синтезируется жидкое топливо, и после чего переносят тепловую энергию, выделяемую при экзотермических реакциях, от реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропща к паровому риформеру метана, благодаря чему указанный процесс является в основном самоподдерживающимся.

34. Способ по п.33, в котором перенос указанной выделяемой в экзотермических процессах тепловой энергии осуществляют в контурах, в которых пропускают расплавы солей, или воду, или пар.

35. Способ по п.33, в котором указанный углеродистый материал представляет собой материал, выбранный из группы, включающей в себя городские отходы, биомассу, древесину, уголь или натуральные или синтетические полимеры или их смеси.

36. Способ по п.35, в котором углеродистый материал представляет собой биомассу.

37. Способ по п.35, углеродистый материал представляет собой городские отходы, содержащие древесину или натуральные или синтетические полимеры.

38. Устройство для получения синтез-газа, используемого в качестве газообразного топлива или в качестве исходного сырья реактора Фишера-Тропша для производства жидкого топлива, содержащее источник углеродистого материала и воды, реактор гидрогазификации, соединенный с источником углеродистого материала и воды посредством трубопровода подачи углеродистого материала и воды для получения метана и моноокиси углерода, установку парового пиролитического риформинга, соединенную с реактором гидрогазификации посредством трубопровода подачи из реактора гидрогазификации богатых метаном энергетических газов для получения синтез-газа, содержащего водород и моноокись углерода, и посредством трубопровода подачи части водорода, образовавшегося в установке парового пиролитического риформинга, в реактор гидрогазификации, реактор Фишера-Тропша, соединенный с установкой парового пиролитического риформинга посредством трубопровода подачи остающегося синтез-газа из установки парового пиролитического риформинга в реактор Фишера-Тропша для синтеза жидкого топлива, и контуры циркуляции воды или пара и переноса тепловой энергии от одного или обоих реакторов - реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропша - к парогенератору, или установке парового пиролитического риформинга, или к ним обоим.

39. Устройство по п.38, содержащее дополнительно для получения жидкого топлива в самоподдерживающемся в основном процессе фильтр очистки водорода, реактор Фишера-Тропша, механизм для измельчения и формирования частиц углеродистого материала, приемный резервуар для углеродистых частиц и воды и приготовления пульпы, парогенератор нагревания пульпы и активации углерода посредством пиролиза в присутствии перегретого пара.

40. Устройство по п.38, содержащее дополнительно парогенератор производства перегретого пара, трубопроводное соединение указанного источника углеродистого материала и воды с реактором гидрогазификации для подачи углеродистого материала и воды для получения метана и моноокиси углерода в присутствии водорода и перегретого пара, трубопроводное соединение реактора гидрогазификации с установкой парового пиролитического риформинга для подачи богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов, получаемых в реакторе гидрогазификации, в установку парового пиролитического риформинга для получения синтез-газа, включающего водород и моноокись углерода, трубопроводное соединение установки парового пиролитического риформинга с реактором гидрогазификации для подачи части водорода, полученного в установке парового пиролитического риформинга, в реактор гидрогазификации, трубопроводное соединение парогенератора с реактором гидрогазификации для подачи к последнему перегретого пара и трубопроводное соединение парогенератора с установкой парового пиролитического риформинга для подачи к последней перегретого пара и его реакции с богатыми метаном и моноокисью углерода энергетическими газами.

41. Устройство по п.40, содержащее реактор Фишера-Тропша и трубопроводное соединение установки парового пиролитического риформинга с реактором Фишера-Тропша для подачи остающегося синтез-газа, полученного в установке парового пиролитического риформинга, в реактор Фишера-Тропша для синтеза жидкого топлива.

42. Устройство по п.41, содержащее контуры циркуляции расплавов солей, или воды, или пара и переноса тепловой энергии от одного или обоих реакторов - реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропша - к парогенератору, или установке парового пиролитического риформинга, или к ним обоим.

43. Устройство по п.41, содержащее контуры циркуляции расплавов солей, или воды, или пара и переноса тепловой энергии от реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропша к парогенератору и установке парового пиролитического риформинга.

44. Устройство по п.38, дополнительно содержащее для получения жидкого топлива в ходе самоподдерживающегося в основном процесса фильтр очистки водорода, реактор Фишера-Тропша, механизм для измельчения и формирования частиц углеродистого материала, приемный резервуар для углеродистых частиц и воды и приготовления пульпы, парогенератор производства перегретого пара, трубопроводное соединение приемного резервуара с реактором гидрогазификации для подачи пульпы к последнему и получения метана и моноокиси углерода в присутствии водорода и перегретого пара, трубопроводное соединение парогенератора с реактором гидрогазификации для подачи перегретого пара к последнему, трубопроводное соединение реактора гидрогазификации с установкой парового пиролитического риформинга для подачи богатых метаном и моноокисью углерода энергетических газов, полученных в реакторе гидрогазификации, в установку парового пиролитического риформинга для получения синтез-газа, содержащего водород и моноокись углерода, трубопроводное соединение установки парового пиролитического риформинга с реактором гидрогазификации через фильтр очистки водорода для подачи части водорода, полученного в паровом пирориформере, в реактор гидрогазификации и трубопроводное соединение парового пирориформера с реактором Фишера-Тропша для подачи остающегося синтез-газа, полученного в установке парового пиролитического риформинга, в реактор Фишера-Тропша для синтеза жидкого топлива.

45. Устройство по п.44, содержащее контуры циркуляции расплавов солей, или воды, или пара и переноса тепловой энергии от одного или обоих реакторов - гидрогазификации и Фишера-Тропша - к парогенератору, или установке парового пиролитического риформинга, или к ним обоим.

46. Устройство по п.44, содержащее контуры циркуляции расплавов солей, или воды, или пара и переноса тепловой энергии от реактора гидрогазификации и реактора Фишера-Тропша к парогенератору и установке парового пиролитического риформинга.