[go: up one dir, main page]

WO2021098980A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kohlenmonoxid durch reverse wassergas-shift - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kohlenmonoxid durch reverse wassergas-shift Download PDF

Info

Publication number
WO2021098980A1
WO2021098980A1 PCT/EP2020/025479 EP2020025479W WO2021098980A1 WO 2021098980 A1 WO2021098980 A1 WO 2021098980A1 EP 2020025479 W EP2020025479 W EP 2020025479W WO 2021098980 A1 WO2021098980 A1 WO 2021098980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydrogen
reactor
gas
carbon dioxide
carbon monoxide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2020/025479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albrecht Heinzel
Thomas Haselsteiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of WO2021098980A1 publication Critical patent/WO2021098980A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/40—Carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/026—Increasing the carbon monoxide content, e.g. reverse water-gas shift [RWGS]
    • 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
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • 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
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/081—Supplying products to non-electrochemical reactors that are combined with the electrochemical cell, e.g. Sabatier reactor
    • 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
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • 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
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • 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
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a process for producing a product gas containing carbon monoxide, a feed stream containing hydrogen and carbon dioxide being converted in a reactor by reverse water gas shift into an intermediate product containing carbon monoxide, from which the product gas is separated off.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
  • Product gases containing carbon monoxide such as oxo or synthesis gases are usually obtained in a thermo-chemical conversion process from fossil carbon-containing inputs such as natural gas by allo- or autothermal steam reforming or partial oxidation. All of these processes create carbon dioxide and release it into the atmosphere, where it accumulates and increases the greenhouse effect. The aim is therefore to reduce the consumption of fossil fuels in the production of carbon monoxide and to use more renewable energy sources.
  • Another possibility is to split water into hydrogen and oxygen in an electrolyser from renewable electrical energy - e.g. through wind power or photovoltaics - and the hydrogen obtained in this way with carbon dioxide, which is a by-product in many industrial processes, through catalytically supported reverse water gas shift (rWGS for short) according to the equation
  • the thermodynamically very limited conversion of the rWGS increases with increasing reaction temperature.
  • the mass action constant Kp which has a value of only 0.1 at 400 ° C, reaches a value of approx. 1 at 800 ° C.
  • the transport of the required heat of reaction is limited by the properties of the catalyst bed and the design-related limited possibilities of heat transfer, so that, depending on the type of catalyst used, the reaction can only be carried out in a temperature range between 400-700 ° C.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device of the generic type by means of which the limitations of the prior art are overcome.
  • this object is achieved according to the invention in that the reverse water-gas shift reaction is carried out non-catalytically and homogeneously in the gas phase at temperatures of more than 1250 ° C. and the heat required for this is generated by combustion of the hydrogen contained in the feed stream.
  • the rWGS reaction proceeds sufficiently quickly in the gas phase without the use of a catalyst.
  • the constant of mass action Kp assumes a value of approx. 2.8, so that sufficiently high conversions are achieved with comparatively low unconverted and recirculated amounts of carbon dioxide and hydrogen.
  • methane is only formed in small quantities, since methanation is only slightly thermodynamically favored under these conditions.
  • the reactor used for the rWGS reaction is supplied with oxygen in an amount that may not be sufficient to burn all of the hydrogen present in the feed stream, but that is sufficient to raise the temperature in the gas phase to over 1250 ° C.
  • the rWGS is preferably carried out autothermally and all the heat required for this is generated by burning the hydrogen contained in the feed stream.
  • the oxygen can be metered into the feed stream containing hydrogen and carbon dioxide upstream of the rWGS reactor and mixed with it homogeneously.
  • the feed stream containing hydrogen and carbon dioxide is introduced separately from the oxygen via a burner into the reaction chamber of the rWGS reactor and only mixed there with it there.
  • a reactor similar to that known from the prior art for the generation of synthesis gas by partial oxidation it is expedient to use a reactor similar to that known from the prior art for the generation of synthesis gas by partial oxidation.
  • the carbon monoxide-containing intermediate product available in the rWGS reactor is then cooled, for example in a quench device in direct contact with water or in a special heat exchanger (synthesis gas cooler) by evaporation of water, before the product gas containing carbon monoxide is separated from it.
  • the intermediate product obtained in the rWGS reactor after it has been cooled, a To undergo acid gas scrubbing, in which carbon dioxide is washed out with the aid of a suitable scrubbing agent, such as methanol, a gas mixture consisting largely of carbon monoxide and possibly hydrogen and a scrubbing agent loaded with carbon dioxide being obtained.
  • a suitable scrubbing agent such as methanol
  • the gas mixture which consists largely of carbon monoxide and possibly hydrogen, is released as product gas or, in order to set the desired composition for the product gas, subjected to a further separation step in which, for example, excess hydrogen is returned to the rWGS reactor in a cryogenic Process that is separated by membranes or by pressure swing adsorption.
  • a preferred variant of the process according to the invention provides for the scrubbing agent loaded with carbon dioxide in the acid gas scrubber to be regenerated by stripping, with hydrogen used as the stripping gas for use in the rWGS reactor.
  • the hydrogen stream loaded with carbon dioxide during the stripping is expediently used to provide the feed stream containing hydrogen and carbon dioxide, for which purpose carbon dioxide from an external source and possibly also hydrogen are added.
  • At least part of the hydrogen required in the process according to the invention is obtained from water by electrolysis, the electrical current used being sensibly drawn from one or more regenerative energy sources.
  • Part of the electricity required for the electrolysis can be generated by a generator coupled to a steam turbine, with the steam generated during the cooling of the carbon monoxide-containing intermediate product being expanded in the steam turbine.
  • the oxygen required for the combustion of hydrogen in the rWGS reactor is preferably also obtained by electrolysis from water, which is expediently the same electrolysis in which hydrogen is also generated for the rWGS reaction. Some or all of the oxygen produced during electrolysis is used in the rWGS reactor to provide heat for the rWGS reaction through the combustion of hydrogen. Oxygen that arises in excess during electrolysis is expediently given off as an additional product stream. Water formed during the rWGS reaction is expedient condensed out of the carbon monoxide-containing intermediate product and, after an optional purification, fed to the electrolysis for decomposition.
  • carbon dioxide which, according to the state of the art, would be released into the atmosphere.
  • Such carbon dioxide is contained, for example, in refinery exhaust gases or the hydrogen-containing residual gases of a Fischer-Tropsch synthesis, from which it can be separated.
  • the carbon dioxide-containing waste gases and residual gases are preferably fed to the method according to the invention without being processed.
  • the invention also relates to a device for generating a product gas containing carbon monoxide, with a reactor in which a feed stream containing hydrogen and carbon dioxide can be converted into an intermediate product containing carbon monoxide by reverse water gas shift, and a separating device for separating the product gas from the intermediate product containing carbon monoxide.
  • the object is achieved according to the invention on the device side in that the reactor is designed with a fireproof thermal insulation that encloses an essentially empty reaction space in which the reverse water-gas shift reaction at temperatures of more than 1250 ° C non-catalytically and homogeneously in the Gas phase carried out and the heat required for this can be generated by combustion of hydrogen contained in the feed stream.
  • the fact that the reaction space of the rWGS reactor is essentially empty means that, in particular, it does not contain any catalyst.
  • devices for supplying input materials and measuring devices can extend into the interior of the reaction space.
  • the rWGS reactor is preferably constructed similarly to a reactor known from the prior art which can be used for the generation of synthesis gas by partial oxidation. It has a steel, essentially cylindrical and upwardly tapering pressure vessel with a vertical axis, which is lined with a fireproof insulation which encloses the reaction space. At the highest point of the reactor there is a process burner that fires vertically downwards, above which the hydrogen and carbon dioxide that is contained Feed stream can be fed to the rection room.
  • the carbon monoxide-containing intermediate product produced can be withdrawn from the reaction space via an opening at the lower end of the reactor, for example in order to be cooled in direct contact with water in a quenching device.
  • the separating device arranged downstream of the rWGS reactor for separating the product gas from the carbon monoxide-containing intermediate preferably comprises an acid gas scrubber in which carbon dioxide can be washed out with the aid of a suitable washing agent such as methanol and a gas mixture consisting largely of carbon monoxide and possibly hydrogen as well as a Carbon dioxide loaded detergents are available. It makes sense to connect the acid gas scrubbing with the rWGS reactor in such a way that the carbon dioxide produced during the regeneration of the loaded scrubbing agent can be fed back as an input upstream of the rWGS reactor.
  • the separation device can comprise one or more further devices for gas separation.
  • the acid gas scrubber can be followed by a cryogenic gas separator with which excess hydrogen can be separated from the gas mixture, which largely consists of carbon monoxide and hydrogen, for recirculation upstream of the rWGS reactor.
  • the acid gas scrubber for regenerating the scrubbing agent loaded with carbon dioxide comprises a stripping device in which hydrogen intended for use in the rWGS reactor can be used as the stripping gas.
  • the stripping device is expediently connected to the rWGS reactor in such a way that the hydrogen loaded with carbon dioxide during the stripping can be used to provide the feed stream containing hydrogen and carbon dioxide.
  • the device according to the invention comprises at least one electrolyzer for the electrochemical decomposition of water into hydrogen and oxygen.
  • the electrolyser is sensibly connected to the rWGS reactor in such a way that the hydrogen that can be generated is fed to the rWGS reactor as part of the feed stream containing hydrogen and carbon dioxide can.
  • the connection between this or another electrolyser and the rWGS reactor can be designed in such a way that all or part of the oxygen produced during the electrolysis can be used in the rWGS reactor to heat the reaction for the rWGS reaction through the combustion of hydrogen deliver.
  • the electrolyser is preferably connected to the rWGS reactor via the acid gas scrubber, so that at least some of the hydrogen obtainable through the electrochemical water decomposition can be used as stripping gas in the stripping device of the regeneration part.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the method according to the invention, in which hydrogen for the rWGS reaction is obtained by electrochemical decomposition of water.
  • the heat required for the overall endothermic reverse water-gas shift is generated entirely by burning part of the hydrogen used, for which purpose oxygen 3 is fed to the rWGS reactor R.
  • the water 5 condensed from the carbon monoxide-containing intermediate product 4 is sent to the electrolyser E after a possibly necessary treatment (not shown) fed, where it is broken down together with further water 7 using electric current 8 into hydrogen 9 and oxygen 10, of which a first part 3 is fed to the rWGS reactor R and a second part 11 is given off as a product.
  • the entire amount of electricity used in the electrolyser E is preferably obtained from a regenerative energy source (not shown).
  • the gas mixture 6 consisting largely of carbon dioxide, hydrogen and carbon monoxide
  • the absorber column A in countercurrent to the regenerated scrubbing agent 12 in order to largely selectively scrub out carbon dioxide.
  • a gas mixture 13 which has been cleaned of carbon dioxide and consists predominantly of carbon monoxide and hydrogen leaves the acid gas scrubber S, while scrubbing agent 14 loaded with carbon dioxide is drawn off from the bottom of the absorber column A.
  • the gas mixture 13 is separated into a product gas 15 containing carbon monoxide and raw hydrogen 16 in a cryogenic process, via membranes, by pressure swing adsorption or a combination of these processes.
  • the loaded detergent 14 is warmed up in the heat exchanger W against already regenerated detergent 12 and expanded via the throttle element a to the top of the stripping column B, with part of the absorbed carbon dioxide being converted into the gas phase.
  • the loaded scrubbing agent is brought into intensive contact with hydrogen 9, 16 on its way down, which acts as stripping gas and is applied to the stripping column B in its lower area.
  • stripping steam can additionally be generated via a reboiler (not shown) arranged in the bottom space of the stripping column B.
  • the feed stream 1 consisting largely of hydrogen and carbon dioxide is obtained from the gas mixture containing hydrogen and carbon dioxide withdrawn from the acid gas scrubber S via line 17 by metering in carbon dioxide 18 obtained from an external source.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases (15), wobei ein Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltender Einsatzstrom (2) in einem Reaktor (R) durch reverse Wassergas-Shift in ein kohlenmonoxidhaltiges Zwischenprodukt (4) umgesetzt wird, von dem das Produktgas (15) abgetrennt wird. Kennzeichnend hierbei ist, dass die reverse Wassergas-Shift-Reaktion (R) bei Temperaturen von mehr als 1250°C nichtkatalytisch und homogene in der Gasphase durchgeführt und hierzu erforderliche Wärme durch Verbrennung von im Einsatzstrom (2) enthaltenem Wasserstoff erzeugt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Kohlenmonoxid durch reverse
Wasseroas-Shift
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases, wobei ein Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltender Einsatzstrom in einem Reaktor durch reverse Wassergas-Shift in ein kohlenmonoxidhaltiges Zwischenprodukt umgesetzt wird, von dem das Produktgas abgetrennt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Kohlenmonoxid enthaltende Produktgase wie Oxo- oder Synthesegase, werden gewöhnlich in einem thermo-chemischen Konversionsprozess aus fossilen kohlenstoffhaltigen Einsätzen wie etwa Erdgas durch allo- oder autotherme Dampfreformierung oder Partielle Oxidation gewonnen. Bei all diesen Verfahren wird Kohlendioxid erzeugt und in die Atmosphäre freigesetzt, wo es sich anreichert und den Treibhauseffekt verstärkt. Es wird daher angestrebt, bei der Kohlenmonoxiderzeugung den Verbrauch fossiler Energieträger zu reduzieren und vermehrt regenerative Energieträger einzusetzen.
Die einfachste Möglichkeit dies zu erreichen, ist der Ersatz der fossilen Energieträger durch landwirtschaftlich erzeugte Biomasse. Allerdings vermindert sich dadurch die für die Nahrungsmittelproduktion verfügbare Anbaufläche, was angesichts der zunehmenden Weltbevölkerung mittel- bis langfristig zu Konflikten führen dürfte.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, aus regenerativ - z.B. durch Windkraft oder Photovoltaik - gewonnener Elektroenergie in einem Elektrolyseur Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten und den so gewonnenen Wasserstoff mit Kohlendioxid, das als Nebenprodukt in vielen Industrieprozessen anfällt, durch katalytisch unterstützte reverse Wassergas-Shift (kurz rWGS) gemäß der Gleichung
CO2 + H2 => CO + H2O in einer endothermen Reaktion zu Kohlenmonoxid umzusetzen. Die hierbei verwendeten, in einem Festbett angeordneten Katalysatoren sind selektiv für die rWGS-Reaktion und unterdrücken die thermodynamisch ebenso begünstigte Methanisierung (CO2 + 4H2 => CH4 + 2H20). Der thermodynamisch stark limitierte Umsatz der rWGS nimmt mit steigender Reaktionstemperatur zu. So erreicht die Massenwirkungskonstante Kp, die bei 400°C einen Wert von lediglich 0,1 besitzt, bei 800°C einen Wert von ca. 1. Der Transport der benötigten Reaktionswärme wird durch Eigenschaften des Katalysatorbetts und die konstruktionsbedingt eingeschränkten Möglichkeiten der Wärmeübertragung begrenzt, so dass je nach der Art des verwendeten Katalysators die Umsetzung lediglich in einem Temperaturbereich zwischen 400 - 700°C durchgeführt werden kann.
Zum Ausgleich der Umsatzlimitierungen werden nach dem Stand der Technik Kohlendioxid und/oder Wasserstoff mit hohem Überschuss in den zur Durchführung der rWGS-Reaktion eingesetzten rWGS-Reaktor eingeleitet. Um das Produktgas in der gewünschten Zusammensetzung (beispielsweise mit H2/CO = 1) zu erhalten, werden nicht umgesetztes Kohlendioxid und überschüssiger Wasserstoff mit erheblichem Aufwand aus dem Produktstrom abgetrennt und vor den rWGS-Reaktor zurückgeführt.
Eine dritte Möglichkeit, die klimaschädlichen Auswirkungen der Kohlenmonoxiderzeugung zu reduzieren, ist durch die elektrolytische Zerlegung von Kohlendioxid und Wasser unter Einsatz von regenerativ gewonnener Elektroenergie gegeben. Verfahren dieser Art sind jedoch bisher nicht für den großtechnischen Einsatz geeignet, da sie sich gegenwärtig noch im Entwicklungsstadium befinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch die die Beschränkungen des Standes der Technik überwunden werden.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die reverse Wassergas-Shift-Reaktion bei Temperaturen von mehr als 1250°C nichtkatalytische und homogen in der Gasphase durchgeführt und hierzu erforderliche Wärme durch Verbrennung von im Einsatzstrom enthaltenem Wasserstoff erzeugt wird. Bei Temperaturen von mehr als 1250°C läuft die rWGS-Reaktion ohne den Einsatz eines Katalysators in der Gasphase hinreichend schnell ab. Gleichzeitig nimmt die Massenwirkungskonstante Kp einen Wert von ca. 2,8 an, so dass ausreichend hohe Umsätze bei vergleichsweise geringen nicht umgesetzten und zurückzuführenden Kohlendioxid- und Wasserstoffmengen erzielt werden. Weiterhin wird Methan nur in kleinen Mengen gebildet, da die Methanisierung unter diesen Bedingungen thermodynamisch nur wenig begünstigt ist.
Dem für die rWGS-Reaktion verwendeten Reaktor wird Sauerstoff in einer Menge zugeführt, die u.U. nicht ausreicht, um den gesamten im Einsatzstrom vorhandenen Wasserstoff zu verbrennen, die aber genügt, die Temperatur in der Gasphase auf über 1250°C anzuheben. Vorzugsweise wird die rWGS autotherm durchgeführt und die gesamte hierfür benötigte Wärme durch die Verbrennung von im Einsatzstrom enthaltenem Wasserstoff erzeugt. Der Sauerstoff kann stromaufwärts des rWGS- Reaktors dem Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Einsatzstrom zudosiert und mit diesem homogen vermischt werden. Vorzugsweise wird aber der Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltende Einsatzstrom getrennt vom Sauerstoff über einen Brenner in den Reaktionsraum des rWGS-Reaktors eingeleitet und erst dort mit diesem gemischt.
Die bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff erzeugte Verbrennungswärme entsteht in der Gasphase, und somit direkt dort, wo sie als Reaktionswärme für die rWGS-Reaktion benötigt wird. Anders als bei einer allothermen Prozessführung gemäß dem Stand der Technik, wirkt sich der Transport der Reaktionswärme daher auf die rWGS-Reaktion nicht oder nur in sehr geringerem Maß limitierend aus.
Für die Durchführung der rWGS-Reaktion wird zweckmäßigerweise ein Reaktor eingesetzt, wie er ähnlich aus dem Stand der Technik für die Synthesegaserzeugung durch Partielle Oxidation bekannt ist. Das im rWGS-Reaktor erhältliche kohlenmonoxidhaltige Zwischenprodukt wird anschließend beispielsweise in einer Quencheinrichtung in direktem Kontakt mit Wasser oder in einem speziellen Wärmeübertrager (Synthesegaskühler) durch Verdampfen von Wasser abgekühlt, ehe aus ihm das Kohlenmonoxid enthaltende Produktgas abgetrennt wird.
Zur Abtrennung des Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases wird vorgeschlagen, das im rWGS-Reaktor erhaltene Zwischenprodukt nach seiner Abkühlung einer Sauergaswäsche zu unterziehen, in der Kohlendioxid mit Hilfe eines geeigneten Waschmittels, wie beispielsweise Methanol, ausgewaschen wird, wobei ein weitgehend aus Kohlenmonoxid und ggf. Wasserstoff bestehendes Gasgemisch und ein mit Kohlendioxid beladenes Waschmittel erhalten werden. Je nach seiner Zusammensetzung, wird das weitgehend aus Kohlenmonoxid und ggf. Wasserstoff bestehende Gasgemisch als Produktgas abgegeben oder, um die für das Produktgas gewünschte Zusammensetzung einzustellen, einem weiteren Trennschritt unterzogen, in dem beispielsweise überschüssiger Wasserstoff zur Rückführung vor den rWGS- Reaktor in einem kryogenen Prozess, über Membranen oder durch Druckwechseladsorption abgetrennt wird.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, das in der Sauergaswäsche mit Kohlendioxid beladene Waschmittel durch Strippung zu regenerieren, wobei für den Einsatz im rWGS-Reaktor bestimmter Wasserstoff als Strippgas dient. Zweckmäßigerweise wird der bei der Strippung mit Kohlendioxid beladene Wasserstoffstrom zur Bereitstellung des Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Einsatzstroms verwendet, wozu Kohlendioxid aus einer externen Quelle und evtl auch Wasserstoff zugemischt werden.
Besonders bevorzugt wird zumindest ein Teil des im erfindungsgemäßen Verfahren benötigten Wasserstoffs durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen, wobei der eingesetzte elektrische Strom sinnvollerweise aus einer oder mehreren regenerativen Energiequellen bezogen wird. Ein Teil des für die Elektrolyse benötigten Stroms kann über einen mit einer Dampfturbine gekoppelte Generator erzeugt werden, wobei während der Abkühlung des kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukts anfallender Dampf in der Dampfturbine entspannt wird.
Der für die Verbrennung von Wasserstoff im rWGS-Reaktor benötigte Sauerstoff wird vorzugsweise ebenfalls durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen, wobei es sich zweckmäßigerweise um dieselbe Elektrolyse handelt, in der auch Wasserstoff für die rWGS-Reaktion erzeugt wird. Ein Teil oder die Gesamtmenge des bei der Elektrolyse anfallenden Sauerstoffs wird im rWGS-Reaktor verwendet, um Wärme für die rWGS- Reaktion durch die Verbrennung von Wasserstoff zu liefern. Bei der Elektrolyse überschüssig anfallender Sauerstoff wird sinnvollerweise als zusätzlicher Produktstrom abgegeben. Während der rWGS-Reaktion gebildetes Wasser wird zweckmäßigerweise aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt auskondensiert und nach einer optionalen Aufreinigung der Elektrolyse zur Zerlegung zugeführt.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sinnvollerweise Kohlendioxid eingesetzt, das nach dem Stand der Technik in die Atmosphäre freigesetzt würde. Derartiges Kohlendioxid ist beispielsweise in Raffinerie-Abgasen oder den wasserstoffhaltigen Restgasen einer Fischer-Tropsch-Synthese enthalten, aus denen es abgetrennt werden kann. Vorzugsweise werden die kohlendioxidhaltigen Ab- und Restgase jedoch ohne Aufbereitung dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases, mit einem Reaktor, in dem ein Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltender Einsatzstrom durch reverse Wassergas-Shift in ein kohlenmonoxidhaltiges Zwischenprodukt umgesetzt werden kann, sowie einer Trenneinrichtung zur Abtrennung des Produktgases aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Reaktor mit einer feuerfesten thermischen Isolierung ausgeführt ist, die einen im Wesentlichen leeren Reaktionsraum umschließt, in dem die reverse Wassergas-Shift- Reaktion bei Temperaturen von mehr als 1250°C nichtkatalytisch und homogen in der Gasphase durchgeführt und hierzu erforderliche Wärme durch Verbrennung von im Einsatzstrom enthaltenem Wasserstoff erzeugt werden kann.
Das der Reaktionsraum des rWGS-Reaktors im Wesentlichen leer ist, bedeutet, dass er insbesondere keinen Katalysator enthält. Dagegen können sich etwa Einrichtungen für die Zuführung von Einsatzstoffen sowie Messeinrichtungen in das Innere des Reaktionsraum erstrecken. Vorzugsweise ist der rWGS-Reaktor ähnlich aufgebaut wie ein aus dem Stand der Technik bekannter, für die Synthesegaserzeugung durch Partielle Oxidation verwendbarer Reaktor. Er weist einen stählernen, im Wesentlichen zylindrischen und sich nach oben verjüngenden Druckbehälter mit senkrechter Achse auf, der mit einer feuerfesten Isolierung ausgekleidet ist, die den Reaktionsraum umschließt. Am höchsten Punkt des Reaktors ist ein senkrecht nach unten feuernder Prozessbrenner angeordnet, über den der Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltende Einsatzstrom dem Rektionsraum zugeführt werden kann. Über eine Öffnung am unteren Ende des Reaktors ist das erzeugte kohlenmonoxidhaltige Zwischenprodukt aus dem Reaktionsraum abziehbar, um beispielsweise in einer Quencheinrichtung in direktem Kontakt mit Wasser abgekühlt zu werden.
Die stromabwärts des rWGS-Reaktors angeordnete Trenneinrichtung zur Abtrennung des Produktgases aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt umfasst bevorzugt eine Sauergaswäsche, in der Kohlendioxid mit Hilfe eines geeigneten Waschmittels, wie beispielsweise Methanol, auswaschbar ist und ein weitgehend aus Kohlenmonoxid und evtl. Wasserstoff bestehendes Gasgemisch sowie ein mit Kohlendioxid beladenes Waschmittel erhältlich sind. Sinnvollerweise ist die Sauergaswäsche mit dem rWGS-Reaktor derart verbunden, dass bei der Regenerierung des beladenen Waschmittels anfallendes Kohlendioxid als Einsatz vor den rWGS-Reaktor zurückgeführt werden kann.
Je nach der Zusammensetzung des Zwischenprodukts und der gewünschten Qualität des Produktgases, kann die Trenneinrichtung eine oder mehrere weitere Vorrichtungen zur Gaszerlegung umfassen. Beispielsweise kann der Sauergaswäsche ein kryogener Gaszerleger nachgeschaltet sein, mit dem aus dem weitgehend aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Gasgemisch überschüssiger Wasserstoff zur Rückführung vor den rWGS-Reaktor abtrennbar ist.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Sauergaswäsche zur Regenerierung des mit Kohlendioxid beladenen Waschmittels eine Strippeinrichtung, in der für den Einsatz im rWGS-Reaktor bestimmter Wasserstoff als Strippgas verwendet werden kann. Zweckmäßigerweise ist die Strippeinrichtung derart mit dem rWGS-Reaktor verbunden, dass der bei der Strippung mit Kohlendioxid beladene Wasserstoff zur Bereitstellung des Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Einsatzstroms eingesetzt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausgestaltung zumindest einen Elektrolyseur zur elektrochemischen Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Elektrolyseur ist sinnvollerweise mit dem rWGS- Reaktor derart verbunden, dass der erzeugbare Wasserstoff dem rWGS-Reaktor als Teil des Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Einsatzstroms zugeführt werden kann. Weiterhin kann die Verbindung zwischen diesem oder einem anderen Elektrolyseur und dem rWGS-Reaktor so ausgeführt sein, dass der bei der Elektrolyse anfallende Sauerstoff ganz oder zum Teil im rWGS-Reaktor verwendbar ist, um Reaktionswärme für die rWGS-Reaktion durch die Verbrennung von Wasserstoff zu liefern.
Bevorzugt ist der Elektrolyseur mit dem rWGS-Reaktor über die Sauergaswäsche verbunden, so dass zumindest ein Teil des durch die elektrochemische Wasserzerlegung erhältlichen Wasserstoffs in der Strippeinrichtung des Regenerierteils als Strippgas einsetzbar ist.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Figur 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Die Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der Wasserstoff für die rWGS-Reaktion durch elektrochemische Zerlegung von Wasser gewonnen wird.
Ein weitgehend aus Wasserstoff und Kohlendioxid bestehender Einsatzstrom 1 wird durch den Verdichter V angesaugt und mit erhöhtem Druck über Leitung 2 in den rWGS-Reaktor R eingeleitet, wo er durch nichtkatalytische homogene reverse Wassergas-Shift bei Temperaturen von mehr als 1250°C in der Gasphase umgesetzt wird. Die für die insgesamt endotherm ablaufende reverse Wassergas-Shift benötigte Wärme wird vollständig durch Verbrennung eines Teils des eingesetzten Wasserstoffs erzeugt, wozu dem rWGS-Reaktor R Sauerstoff 3 zugeführt wird. Das kohlenmonoxidhaltige Zwischenprodukt 4, das daneben auch Wasserstoff,
Kohlendioxid und Wasser umfasst und den rWGS-Reaktor mit hoher Temperatur verlässt, wird in der Kühleinrichtung K soweit abgekühlt, dass Wasser 5 auskondensiert und ein abgekühltes, weitgehend aus Kohlendioxid, Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehendes Gasgemisch 6 erhalten wird, das zur Abtrennung von Kohlendioxid in die Sauergaswäsche S, bei der es sich beispielsweise um eine Methanolwäsche handelt, eingeleitet werden kann.
Das aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt 4 auskondensierte Wasser 5 wird nach einer evtl erforderlichen Aufbereitung (nicht dargestellt) dem Elektrolyseur E zugeführt, wo es zusammen mit weiterem Wasser 7 unter Einsatz von elektrischem Strom 8 in Wasserstoff 9 und Sauerstoff 10 zerlegt wird, von dem ein erster Teil 3 dem rWGS-Reaktor R zugeführt und ein zweiter Teil 11 als Produkt abgegeben wird. Vorzugsweise wird die gesamte im Elektrolyseur E eingesetzte Strommenge aus einer regenerativen Energiequelle (nicht dargestellt) bezogen.
In der Sauergaswäsche S wird das weitgehend aus Kohlendioxid, Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehende Gasgemisch 6 im Gegenstrom zu regeneriertem Waschmittel 12 durch die Absorberkolonne A geleitet, um Kohlendioxid weitgehend selektiv auszuwaschen. Ein von Kohlendioxid gereinigtes, vorwiegend aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehendes Gasgemisch 13 verlässt die Sauergaswäsche S, während mit Kohlendioxid beladenes Waschmittel 14 vom Sumpf der Absorberkolonne A abgezogen wird. In der Trennvorrichtung C wird das Gasgemisch 13 in einem kryogenen Prozess, über Membranen, durch Druckwechseladsorption oder eine Kombination dieser Verfahren in ein Kohlenmonoxid enthaltendes Produktgas 15 sowie Rohwasserstoff 16 getrennt.
Zu seiner Regenerierung wird das beladene Waschmittel 14 im Wärmetauscher W gegen bereits regeneriertes Waschmittel 12 angewärmt und über das Drosselorgan a auf den Kopf der Strippkolonne B entspannt, wobei ein Teil des absorbierten Kohlendioxids in die Gasphase übergeht. Um weiteres Kohlendioxid abzutrennen, wird das beladene Waschmittel auf seinem Weg nach unten in intensiven Kontakt mit Wasserstoff 9, 16 gebracht, der als Strippgas wirkt und der Strippkolonne B in ihrem unteren Bereich aufgegeben wird. Falls erforderlich, kann zusätzlich Strippdampf über einen im Sumpfraum der Strippkolonne B angeordneten Reboiler (nicht dargestellt) erzeugt werden. Aus dem über Leitung 17 aus der Sauergaswäsche S abgezogenen, Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch wird durch Zudosierung von aus einer externen Quelle bezogenem Kohlendioxid 18 der weitgehend aus Wasserstoff und Kohlendioxid bestehende Einsatzstrom 1 erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases (15), wobei ein Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltender Einsatzstrom (2) in einem Reaktor (R) durch reverse Wassergas-Shift in ein kohlenmonoxidhaltiges Zwischenprodukt (4) umgesetzt wird, von dem das Produktgas (15) abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die reverse Wassergas-Shift-Reaktion (R) bei Temperaturen von mehr als 1250°C nichtkatalytisch und homogen in der Gasphase durchgeführt und hierzu erforderliche Wärme durch Verbrennung von im Einsatzstrom (2) enthaltenem Wasserstoff erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die reverse Wassergas-Shift-Reaktion (R) autotherm durchgeführt und die gesamte hierfür benötigte Wärme durch die Verbrennung von im Einsatzstrom (2) enthaltenem Wasserstoff erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Reaktor (R) zugeführte Wasserstoff (9) aus Wasser durch Elektrolyse (E) gewonnen wird, wobei der für die Elektrolyse (E) notwendige elektrische Strom (8) aus einer oder mehreren erneuerbaren Energiequellen zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Verbrennung von Wasserstoff im Reaktor (R) benötigte Sauerstoff (3) aus Wasser durch Elektrolyse (E) gewonnen wird, wobei der für die Elektrolyse (E) notwendige elektrische Strom (8) aus erneuerbaren Energiequellen zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt (4) eine Sauergaswäsche eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Einsatz im Reaktor (R) bestimmter Wasserstoff in der Sauergaswäsche (S) bei der Regenerierung (B) des mit Kohlendioxid beladenen Waschmittels (14) als Strippgas (9, 16) eingesetzt wird.
7. Vorrichtung zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Produktgases (15), mit einem Reaktor (R), in dem ein Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltender Einsatzstrom (2) durch reverse Wassergas-Shift in ein kohlenmonoxidhaltiges Zwischenprodukt (4) umgesetzt werden kann, sowie einer Trenneinrichtung (K, S, C) zur Abtrennung des Produktgases (15) aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (R) mit einer feuerfesten thermischen Isolierung ausgeführt ist, die einen im Wesentlichen leeren Reaktionsraum umschließt, in dem die reverse Wassergas-Shift-Reaktion bei Temperaturen von mehr als 1250°C nichtkatalytisch und homogen in der Gasphase durchgeführt und hierzu erforderliche Wärme durch Verbrennung von im Einsatzstrom (2) enthaltenem Wasserstoff erzeugt werden kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Elektrolyseur (E) zur elektrochemischen Zerlegung von Wasser (7) in Wasserstoff (9) und Sauerstoff (10) umfasst, der mit dem Reaktor (R) derart verbunden ist, dass der erzeugbare Wasserstoff (9) dem Reaktor (R) als Teil des Wasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden Einsatzstroms (2) zugeführt werden kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Elektrolyseur (E) zur elektrochemischen Zerlegung von Wasser (7) in Wasserstoff (9) und Sauerstoff (10) umfasst, der mit dem Reaktor (R) derart verbunden ist, dass der erzeugbare Sauerstoff (10) ganz oder zum Teil im Reaktor (R) verwendbar ist, um Reaktionswärme für die reverse Wassergas-Shift-Reaktion durch die Verbrennung von Wasserstoff zu liefern.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung eine Sauergaswäsche (S) zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem kohlenmonoxidhaltigen Zwischenprodukt (4) umfasst, in der für den Einsatz im Reaktor (R) bestimmter Wasserstoff bei der Regenerierung (B) des mit Kohlendioxid beladenen Waschmittels (14) als Strippgas (9, 16) eingesetzt werden kann.
PCT/EP2020/025479 2019-11-18 2020-10-28 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kohlenmonoxid durch reverse wassergas-shift Ceased WO2021098980A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019008016.5 2019-11-18
DE102019008016.5A DE102019008016A1 (de) 2019-11-18 2019-11-18 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Kohlenmonoxid durch reverse Wassergas-Shift

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021098980A1 true WO2021098980A1 (de) 2021-05-27

Family

ID=73138793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/025479 Ceased WO2021098980A1 (de) 2019-11-18 2020-10-28 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kohlenmonoxid durch reverse wassergas-shift

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019008016A1 (de)
WO (1) WO2021098980A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113753896A (zh) * 2021-10-08 2021-12-07 华陆工程科技有限责任公司 一种利用电能联合逆变换反应实现零碳排放的合成气制备方法
WO2021243462A1 (fr) 2020-06-04 2021-12-09 HYDRO-QUéBEC Méthode et réacteur pour la production de gaz de synthèse à partir d'une source de carbone et d'hydrogène en présence d'une oxy-flamme
US20240167170A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-23 Dioxycle Reactors and Methods for Production of Sustainable Chemicals using Carbon Emissions of Metallurgical Furnaces
WO2024110874A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Dioxycle Carbon monoxide electrolyzers used with reverse water gas shift reactors for the conversion of carbon dioxide into added-value products
WO2024252118A1 (en) * 2023-06-07 2024-12-12 Johnson Matthey Davy Technologies Limited Method of producing a hydrogen stream and an oxygen stream and passing the hydrogen stream and the oxygen stream to a reverse water-gas shift reactor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919114A (en) * 1969-11-21 1975-11-11 Texaco Development Corp Synthesis gas process
US20120079767A1 (en) * 2009-04-02 2012-04-05 Stephen Aplin Fuel from separate hydrogen and carbon monoxide feeds
US20130034478A1 (en) * 2007-03-19 2013-02-07 Doty Scientific, Inc. Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency
WO2013135667A1 (de) * 2012-03-13 2013-09-19 Bayer Intellectual Property Gmbh Verfahren für die synthesegasherstellung
CN106276901A (zh) * 2015-05-28 2017-01-04 中国科学院上海高等研究院 一种氧热法生产电石和co气体的方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919114A (en) * 1969-11-21 1975-11-11 Texaco Development Corp Synthesis gas process
US20130034478A1 (en) * 2007-03-19 2013-02-07 Doty Scientific, Inc. Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency
US20120079767A1 (en) * 2009-04-02 2012-04-05 Stephen Aplin Fuel from separate hydrogen and carbon monoxide feeds
WO2013135667A1 (de) * 2012-03-13 2013-09-19 Bayer Intellectual Property Gmbh Verfahren für die synthesegasherstellung
CN106276901A (zh) * 2015-05-28 2017-01-04 中国科学院上海高等研究院 一种氧热法生产电石和co气体的方法及系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021243462A1 (fr) 2020-06-04 2021-12-09 HYDRO-QUéBEC Méthode et réacteur pour la production de gaz de synthèse à partir d'une source de carbone et d'hydrogène en présence d'une oxy-flamme
US11999618B2 (en) 2020-06-04 2024-06-04 HYDRO-QUéBEC Method and reactor for producing synthesis gas from a carbon and hydrogen source in the presence of an oxy flame
EP4161869A4 (de) * 2020-06-04 2025-01-08 Hydro-Québec Verfahren und reaktor zur herstellung von synthesegas aus einer kohlenstoff- und wasserstoffquelle in gegenwart einer oxyflamme
CN113753896A (zh) * 2021-10-08 2021-12-07 华陆工程科技有限责任公司 一种利用电能联合逆变换反应实现零碳排放的合成气制备方法
CN113753896B (zh) * 2021-10-08 2022-09-13 华陆工程科技有限责任公司 一种利用电能联合逆变换反应实现零碳排放的合成气制备方法
US20240167170A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-23 Dioxycle Reactors and Methods for Production of Sustainable Chemicals using Carbon Emissions of Metallurgical Furnaces
WO2024110874A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Dioxycle Carbon monoxide electrolyzers used with reverse water gas shift reactors for the conversion of carbon dioxide into added-value products
US12258671B2 (en) * 2022-11-23 2025-03-25 Dioxycle Reactors and methods for production of sustainable chemicals using carbon emissions of metallurgical furnaces
WO2024252118A1 (en) * 2023-06-07 2024-12-12 Johnson Matthey Davy Technologies Limited Method of producing a hydrogen stream and an oxygen stream and passing the hydrogen stream and the oxygen stream to a reverse water-gas shift reactor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019008016A1 (de) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021098980A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kohlenmonoxid durch reverse wassergas-shift
EP4112540A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von wasserstoff aus ammoniak
EP4112539A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von wasserstoff aus ammoniak
EP1648817B1 (de) Verfahren zur gewinnung von wasserstoff aus einem methanhaltigen gas, insbesondere erdgas und anlage zur durchführung des verfahrens
EP4097045B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von wasserstoff
CH697901B1 (de) Polygenerationsanordnung.
DE102019214812A1 (de) Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Synthesegas
WO2018228642A1 (de) Russvermeidungs- und/oder russverminderungsverfahren sowie -anordnung
EP3176152B1 (de) Verfahren zur erzeugung von harnstoff
DE102019000803A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
WO2018130535A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von organischen verbindungen aus biogas
DE102011112093A1 (de) Verfahren und Anlage zur kohlendioxidarmen, vorzugsweise kohlendioxidfreien, Erzeugung eines flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgers und/oder zur Direktreduktion von Metalloxiden
DE202011105262U1 (de) Anlage zur kohlendioxidarmen, vorzugsweise kohlendioxidfreien Erzeugung eines flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgers und/oder zur Direktreduktion von Metalloxiden
EP3967654A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von wasserstoff durch dampfreformierung und hochtemperaturelektrolyse
DE102019005452B4 (de) Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas für die Herstellung von Ammoniak
DE102009043499A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines IGCC-Kraftwerkprozesses mit integrierter CO2-Abtrennung
DE3118178A1 (de) Verfahren zur erhoehung des heizwertes von wasserstoffhaltigen brenngas-gemischen
WO2021089183A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von monoethylenglycol
EP4197967A1 (de) Verfahren und anlage zum herstellen von methanol und kohlenmonoxid
DE102014209635A1 (de) Herstellung von Synthesegas mit zwei autothermen Reformern
EP3075706A1 (de) Verfahren und eine anlage zur erzeugung von synthesegas
EP4066921A1 (de) Verfahren und anlage zum herstellen von methanol und ammoniak
WO2016070989A1 (de) Verfahren zur produktion von synthesegas
DE102014202803A1 (de) Verfahren zur Herstellung flüssiger und/oder fester Kohlenwasserstoffverbindungen
EP4428099A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur synthese von ammoniak

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20803092

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20803092

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1