Способ комбинированного производства электроэнергии и получение обогащенного водородом газа паровым риформингом углеводородной фракции с подводом тепла посредством сжигания водорода по месту осуществления способа - RU2007117095A

Реферат

1. Способ получения синтез-газа паровым риформингом углеводородного сырья (A) в реакторе парового риформинга (R1) и комбинированного производства электрической энергии, в котором подвод тепла, необходимого для реакции парового риформинга, осуществляют посредством сжигания водорода (5), разбавленного частью отходящих газов сгорания (11), причем упомянутое сжигание осуществляют внутри реактора-теплообменника (R1), воздух, необходимый для упомянутого сжигания (1), компримируют до давления в интервале от 0,4 до 4 МПа абс. посредством компрессора (C1), а отходящий газ (6), образующийся при упомянутом сжигании и составляющий контур разбавления, представляет собой часть в виде потока 7, переходящего в поток 11, возвращаемую на вход упомянутого реактора-теплообменника для разбавления водорода (5) и ограничения содержания кислорода в реакторе-теплообменнике (R1) до значения менее 10 мол.%, причем другую часть (12) отходящего газа сгорания подают в камеру дожигания (CC1), поток (13), образующийся при сжигании водорода (19) в камере дожигания (CC1), расширяется в турбине (TD1), которая вырабатывает частично энергию, необходимую для привода компрессора (C1), и которая вращает генератор переменного тока (AT11), обеспечивающий комбинированное производство электрической энергии.

2. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором отходящий газ сгорания (11) возвращают в реактор-теплообменник (R1) при температуре как можно более близкой к температуре отходящего газа (6) на выходе, причем разность между температурами отходящих газов (6) и (11) составляет менее 10°C и предпочтительно менее 5°C.

3. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором воздух-окислитель компримируют до давления в интервале от 1,5 до 2,0 МПа абс.

4. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором подача возвращаемого отходящего газа сгорания (7) на входе в реактор-теплообменник (R1) составляет в интервале от 20 до 90 мол.% потока отходящего газа сгорания (6).

5. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором, в случае, когда возвращаемый газ сгорания (11) подают в реактор-теплообменник (R1) отдельно, подача возвращаемого потока (7) составляет в интервале от 30 до 60 мол.% потока отходящего газа сгорания (6).

6. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором, в случае, когда возвращаемый отходящий газ сгорания (11) подают в реактор-теплообменник (R1) в смеси воздух-окислитель (3), подача возвращаемого потока (7) составляет в интервале от 60 до 90 мол.% потока отходящего газа сгорания (6).

7. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором отходящий газ сгорания (6) разделяют на первый поток (12), подаваемый в камеру сгорания (CC1), и второй поток (7), который охлаждают в первом теплообменнике (E1) с использованием в качестве охлаждающей среды отходящего газа сгорания (11), затем во втором теплообменнике (E2) с использованием охлаждающей среды вне пределов настоящего способа, затем в воздушном холодильнике (AE1), причем поток, выходящий из воздушного холодильника (9), подают в сепаратор (01), из которого выходит поток (10), практически не содержащий воду; далее поток (10) повторно компримируют в компрессоре (C2) до давления, равного давлению в реакторе-теплообменнике (R1), подогревают в теплообменнике (E1) и возвращают в реактор-теплообменник (R1) в виде потока (11) при температуре ниже температуры отходящего газа сгорания (6) в интервале от 1 до 5°C.

8. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором отходящий газ сгорания (10), практически не содержащий воду после сепаратора (D1), повторно компримируют в компрессоре (C3) до давления, превышающего давление в реакторе-теплообменнике (R1), подогревают в теплообменнике (E1) и подают в камеру дожигания (CC2), в которой в качестве топлива используется водород (20) и в которой производится нагрев до температуры в интервале от 1000 до 1300°C, предпочтительно приблизительно 1200°C, и расширяют в турбине расширения (TD3) до давления, равного давлению в реакторе-теплообменнике (R1), перед возвратом в виде потока (11) в упомянутый реактор-теплообменник (R1) при температуре, максимально близкой к температуре отходящего газа сгорания (6).

9. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором сжатый воздух (3) подают в реактор-теплообменник (R1) по следующей схеме: подают питающий воздух (1) в компрессор (C1), в котором происходит компримирование воздуха, первую часть которого в виде потока (15) подают в первую камеру сгорания (CC2), в которой сжигается поток водорода (20) и образуется отходящий газ сгорания (21), который расширяется в турбине (TD3) с образованием потока (11), подаваемого в реактор-теплообменник (R1), а вторую часть в виде потока (22) подают во вторую камеру сгорания (CC4), питаемую водородом (23), образующийся в камере сгорания (CC4) отходящий газ (24) подают в турбину расширения (TD12) с образованием потока (2), часть которого в виде потока (3) составляет поток сжатого воздуха, питающего реактор-теплообменник (R1).

10. Способ получения синтез-газа по п.1, в котором в схеме сжигания не образуется выброс CO₂.