[go: up one dir, main page]

RU2016132971A - Способ и система получения диоксида углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья - Google Patents

Способ и система получения диоксида углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2016132971A
RU2016132971A RU2016132971A RU2016132971A RU2016132971A RU 2016132971 A RU2016132971 A RU 2016132971A RU 2016132971 A RU2016132971 A RU 2016132971A RU 2016132971 A RU2016132971 A RU 2016132971A RU 2016132971 A RU2016132971 A RU 2016132971A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
hydrogen
carbon dioxide
enriched
conversion
Prior art date
Application number
RU2016132971A
Other languages
English (en)
Inventor
Стэфан ДИТХЕЛЬМ
Альберто РАВАГНИ
Оливьер БУЧЕЛИ
Original Assignee
ЭйчТиСЕРАМИКС С.А.
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 ЭйчТиСЕРАМИКС С.А. filed Critical ЭйчТиСЕРАМИКС С.А.
Publication of RU2016132971A publication Critical patent/RU2016132971A/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B5/00—Electrogenerative processes, i.e. processes for producing compounds in which electricity is generated simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/73—After-treatment of removed components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B01D71/0223—Group 8, 9 or 10 metals
    • B01D71/02231—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2475—Membrane reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C01B3/16—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production 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
    • C01B3/34—Production 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production 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
    • C01B3/34—Production 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
    • C01B3/48—Production 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 followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0687—Reactant purification by the use of membranes or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0208—Other waste gases from fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • C01B2203/041—In-situ membrane purification during hydrogen production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Claims (39)

1. Способ получения концентрированного диоксида (435) углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья (200) с применением твердооксидного топливного элемента SOFC (2), при этом способ включает этапы:
- введения газообразного углеводородного сырья (202) обогащенного водородом, в установку (3) риформинга;
- введения пара;
- в установке (3) риформинга генерирования реформированного технологического газа (205) путем по меньшей мере частичного преобразования метана и пара (220) в монооксид углерода и водород;
- введения реформированного технологического газа (205) в анодную сторону твердооксидного топливного элемента;
- в твердооксидном топливном элементе (2) введения воздуха (100) в катодную сторону твердооксидного топливного элемента (2) и преобразования водорода и монооксида углерода реформированного технологического газа (205) в комбинации с кислородом в анодный отходящий газ (208), содержащий пар, диоксид углерода и непрореагировавший технологический газ;
отличающийся тем, что включает этапы:
- введения газообразного углеводородного сырья (200) в сторону (41) для проникания мембранного реактора (4) конверсии водяного газа, причем газообразное углеводородное сырье (200) используют в качестве продувочного газа (201) на стороне (41) для проникания мембранного реактора (4) конверсии водяного газа, и при этом продувочный газ (201) является обогащенным водородом на стороне (41) для проникания мембранного реактора (4) конверсии водяного газа и покидает мембранный реактор (4) конверсии водяного газа в качестве газообразного углеводородного сырья (202), обогащенного водородом,
- введения анодного отходящего газа (208) в сырьевую сторону (44) мембранного реактора (4) конверсии водяного газа; и
- в сырьевой стороне (44) мембранного реактора (4) конверсии водяного газа преобразования монооксида углерода и пара анодного отходящего газа (208) в концентрированный диоксид углерода и водород, а также обеднения водородом анодного отходящего газа (208) для создания потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, и обогащения продувочного газа (201) водородом.
2. Способ по п. 1, где пар (220) добавляют в газообразное углеводородное сырье (200).
3. Способ по п. 1, где пар (220) вводят в установку (3) риформинга.
4. Способ по п. 1, где пар (220) добавляют в газообразное углеводородное сырье (202), обогащенное водородом.
5. Способ по одному из предыдущих пп. 1-4, где газообразное углеводородное сырье (202), обогащенное водородом, сжимают до рабочего давления в интервале 2-8 бар перед поступлением в установку (3) риформинга, и при этом воздух (100) предпочтительно сжимают до того же рабочего давления перед поступлением в твердооксидный топливный элемент (2).
6. Способ по п. 2, где количество пара (220) добавляют с соотношением пара к углероду по меньшей мере 15, и при этом газообразное углеводородное сырье (202), обогащенное водородом, охлаждают после покидания мембранного реактора (4) конверсии водяного газа для конденсирования и отделения лишнего количества воды (411), так, чтобы газообразное углеводородное сырье (202), обогащенное водородом, имело после конденсации и отделения соотношение пара к углероду от 2 до 4.
7. Способ по п. 1, где мембранный реактор (4) конверсии водяного газа представляет собой мембранный реактор (4) конверсии водяного газа, объединенный с мембраной (42а) на основе палладиевого сплава, для селективного удаления водорода из анодного отходящего газа (208).
8. Способ по п. 1, где поток (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, вводят в систему (5) отделения;
- при этом в системе (5) отделения отделяют пар от потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, при этом диоксид углерода сжимают в компрессоре (403, 415) для предоставления концентрированного сжатого диоксида (435) углерода.
9. Система получения концентрированного диоксида (435) углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья (200) с использованием твердооксидного топливного элемента SOFC (2), при этом система содержит:
- реактор (4) конверсии водяного газа,
- установку (3) риформинга,
- твердооксидный топливный элемент SOFC (2), содержащий анодную сторону (23) и катодную сторону (21),
- впускное отверстие (200а) для газообразного углеводородного сырья (200),
- при этом установка (3) риформинга соединена по текучей среде с газообразным углеводородным сырьем (202), обогащенным водородом, и местом (220) подачи пара, и при этом установка (3) риформинга генерирует реформированный технологический газ (205) путем по меньшей мере частичного преобразования метана и пара в монооксид углерода и водород;
- при этом анодная сторона (23) твердооксидного топливного элемента (2) соединена по текучей среде с установкой (3) риформинга для приема реформированного технологического газа (205) и для преобразования реформированного технологического газа (205) в комбинации с кислородом в анодный отходящий газ (208), содержащий пар, диоксид углерода и непрореагировавший реформированный технологический газ (205);
отличающаяся тем, что
- реактор (4) конверсии водяного газа представляет собой мембранный ректор (4) конверсии водяного газа,
- существует выпускное отверстие (211а) для потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода,
- мембранный реактор (4) конверсии водяного газа содержит сторону (41) для проникания, сырьевую сторону (44), катализатор (43) и селективную по отношению к водороду мембрану (42) между стороной (41) для проникания и сырьевой стороной (44),
- при этом сторона (41) для проникания имеет сторону (41а) входа и сторону (41b) выхода, и сырьевая сторона (44) имеет сторону (44а) входа и сторону (44b) выхода,
- впускное отверстие (200а) соединено по текучей среде со стороной (41а) входа стороны (41) для проникания,
- сторона (41b) выхода стороны (41) для проникания предоставляет газообразное углеводородное сырье (202), обогащенное водородом, и соединена по текучей среде с установкой (3) риформинга,
- сторона (44а) входа сырьевой стороны (44) мембранного реактора (4) конверсии водяного газа соединена по текучей среде с твердооксидным топливным элементом (1) для приема анодного отходящего газа (208), для преобразования монооксида углерода и пара в диоксид углерода и водород на сырьевой стороне (44) и для отделения водорода через мембрану (42) для создания газообразного сырья (202), обогащенного водородом, на стороне (41) для проникания, так, что анодный отходящий газ (208) обеднен водородом и монооксидом углерода для создания потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, содержащего в основном диоксид углерода и пар на сырьевой стороне (44),
и сторона (44b) выхода сырьевой стороны (44) соединена по текучей среде с выпускным отверстием (211а).
10. Система по п. 9, где компрессор (109) расположен между мембранным реактором (4) конверсии водяного газа и установкой (3) риформинга, так, что сторона (41b) выхода стороны (41) для проникания соединена по текучей среде с компрессором (109), и что установка (3) риформинга соединена по текучей среде со стороной выхода компрессора (109).
11. Система по п. 9, где конденсатор (10) расположен между мембранным реактором (4) конверсии водяного газа и установкой (3) риформинга, так, что сторона (41b) выхода стороны (41) для проникания соединена по текучей среде с конденсатором (10), и что установка (3) риформинга соединена по текучей среде со стороной выхода конденсатора (10).
12. Система по одному из пп. 9-11, где мембрана (42) представляет собой мембрану (42а) на основе палладиевого сплава для селективного удаления водорода.
13. Система по п. 9, где сторона (41а) входа стороны (41) для проникания мембранного реактора (4) конверсии водяного газа также соединена по текучей среде с блоком (220а), предоставляющим пар.
14. Система по п. 9, где система (5) отделения соединена по текучей среде со стороной (44b) выхода сырьевой стороны (44) мембранного реактора (4) конверсии водяного газа для введения потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, в систему (5) отделения для отделения пара от потока (211) газа, обогащенного диоксидом углерода, для предоставления концентрированного диоксида (435) углерода.
RU2016132971A 2014-01-17 2014-01-17 Способ и система получения диоксида углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья RU2016132971A (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2014/050898 WO2015106820A1 (en) 2014-01-17 2014-01-17 Method and system for producing carbon dioxide and electricity from a gaseous hydrocarbon feed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016132971A true RU2016132971A (ru) 2018-02-21

Family

ID=50071589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016132971A RU2016132971A (ru) 2014-01-17 2014-01-17 Способ и система получения диоксида углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20160355933A1 (ru)
EP (1) EP3095149B1 (ru)
CN (1) CN105960729B (ru)
AU (1) AU2014377527B2 (ru)
CA (1) CA2973030C (ru)
PL (1) PL3095149T3 (ru)
RU (1) RU2016132971A (ru)
WO (1) WO2015106820A1 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017059515A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 1304338 Alberta Ltd. Method of producing heavy oil using a fuel cell
CA2914070C (en) * 2015-12-07 2023-08-01 1304338 Alberta Ltd. Upgrading oil using supercritical fluids
CA2920656C (en) 2016-02-11 2018-03-06 1304342 Alberta Ltd. Method of extracting coal bed methane using carbon dioxide
JP6488270B2 (ja) * 2016-11-24 2019-03-20 東京瓦斯株式会社 燃料電池システム
DK3399580T3 (da) 2017-05-02 2021-01-25 Univ Muenchen Tech Brændstofcellesystem og fremgangsmåde til at drive et brændstofcellesystem
DE102017221309A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 Robert Bosch Gmbh Gas-Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden von zumindest einem flüssigen Bestandteil von einem gasförmigen Bestandteil
JP6664423B2 (ja) * 2018-02-06 2020-03-13 東京瓦斯株式会社 二酸化炭素製造システム
CA2997634A1 (en) 2018-03-07 2019-09-07 1304342 Alberta Ltd. Production of petrochemical feedstocks and products using a fuel cell
WO2019182284A1 (ko) * 2018-03-19 2019-09-26 울산과학기술원 이산화탄소 활용 시스템 및 이를 포함하는 복합 발전 시스템
JP6947678B2 (ja) * 2018-03-30 2021-10-13 東京瓦斯株式会社 燃料電池システム
SG11202112173YA (en) * 2019-06-14 2021-12-30 Univ California Alkaline cation enrichment and water electrolysis to provide co2 mineralization and global-scale carbon management
CN110661014B (zh) * 2019-08-21 2022-02-08 中国矿业大学 一种高效低浓度瓦斯发电系统及其控制方法
CA3069717A1 (en) 2020-01-24 2021-07-24 1304338 Alberta Ltd. Method and system to produce hydrocarbon feedstocks
US12191543B2 (en) * 2021-03-04 2025-01-07 Saudi Arabian Oil Company Integrated production of hydrogen, electricity, and heat
EP4419738A4 (en) 2021-10-18 2025-09-10 Univ California SEAWATER ELECTROLYSIS FOR THE PRODUCTION OF MG(OH)2 AND THE MINERALIZATION OF CO2
CN114566687B (zh) * 2021-12-27 2024-01-23 徐州华清京昆能源有限公司 一种固体氧化物燃料电池的发电系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1021364C2 (nl) * 2002-08-30 2004-03-18 Stichting Energie Shift membraanbrander-brandstofcel combinatie.
NO320939B1 (no) 2002-12-10 2006-02-13 Aker Kvaerner Engineering & Te Fremgangsmate for eksosgassbehandling i brenselcellesystem basert pa oksider i fast form
CA2536164A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-02 Questair Technologies Inc. High efficiency load-following solid oxide fuel cell systems
US20050123810A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Chellappa Balan System and method for co-production of hydrogen and electrical energy
US8277997B2 (en) * 2004-07-29 2012-10-02 Idatech, Llc Shared variable-based fuel cell system control
EP1858803B1 (en) * 2005-03-14 2016-07-06 Geoffrey Gerald Weedon A process for the production of hydrogen with co-production and capture of carbon dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
PL3095149T3 (pl) 2018-12-31
EP3095149B1 (en) 2018-05-09
CN105960729B (zh) 2019-02-22
CA2973030A1 (en) 2015-07-23
WO2015106820A1 (en) 2015-07-23
AU2014377527A1 (en) 2016-08-25
US20160355933A1 (en) 2016-12-08
AU2014377527B2 (en) 2018-11-22
CN105960729A (zh) 2016-09-21
CA2973030C (en) 2021-08-31
EP3095149A1 (en) 2016-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016132971A (ru) Способ и система получения диоксида углерода и электроэнергии из газообразного углеводородного сырья
RU2016136633A (ru) Способ и система для получения диоксида углерода, очищенного водорода и электричества из сырьевого реформированного технологического газа
US11370658B2 (en) Method for the preparation of ammonia synthesis gas
Uebbing et al. Exergetic assessment of CO2 methanation processes for the chemical storage of renewable energies
US8911519B2 (en) Method and apparatus for hydrogen production and carbon dioxide recovery
JP6650035B2 (ja) Ｃｏ２捕捉が改善された燃料電池システム
US20230046387A1 (en) Method and plant for producing hydrogen
JP2016513867A5 (ru)
WO2020109295A1 (en) A process for electrochemical conversion of carbon dioxide
UA117684C2 (uk) Спосіб одержання стиснутого діоксиду вуглецю, придатного для видобування нафти або газу зі штучним підтриманням енергії пласта
AR126687A1 (es) Método para la producción de hidrógeno acoplado con captura de co2
KR20220080444A (ko) 다단 연료전지 시스템 및 친환경 발전 방법
KR102734773B1 (ko) 탄화수소 설비에서 고순도 co2를 포집하기 위한 방법 및 시스템
EP3085430B1 (en) Methods and devices for desulphurizing a gas mixture with a pressure swing adsorption process
WO2020128800A1 (en) System and method for removing water and hydrogen from anode exhaust
US20210221693A1 (en) Carbon dioxide capturing steam methane reformer
WO2025078974A3 (en) Systems and methods for producing hydrogen with integrated capture of carbon dioxide
WO2014172038A1 (en) Hydrogen production process
ES3039641T3 (en) A process for generation of synthesis gas by flue gas recycle
US20240150168A1 (en) Combined cleaning unit for e-plants
ES3048135T3 (en) Ambient air separation and soec front-end for ammonia synthesis gas production
RU2008142177A (ru) Способ получения синтез-газа и продуктов органического синтеза конверсий диоксида углерода и воды
GB2456169B (en) Combined hydrogen and power production
KR101438109B1 (ko) 복합발전시스템 및 복합발전시스템의 이산화탄소 포집방법
GB2634787A (en) Electrolysis of water