| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2287056
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА МІСЦІ ЗАЛЯГАННЯ вугільних ПЛАСТІВ
Ім'я винахідника: Пучков Лев Олександрович (RU); Васючков Юрій Федорович (RU); Воробйов Борис Михайлович (RU)
Ім'я патентовласника: Московський державний гірничий університет (МДГУ) (RU)
Адреса для листування: 119991, Москва, Ленінський пр-т, 6, МДГУ, патентний відділ
Дата початку дії патенту: 2005.05.17
Використання: відноситься до гірської промисловості і може бути використано для отримання електричної енергії при експлуатації вугільних родовищ з кондиційним і некондиційними запасами. Дозволяє підвищити ефективність використання енергії вугілля та метану, зменшити викиди в атмосферу газів, що утворюються при спалюванні вугілля. Одночасно здійснюють дегазацію і углефікація пласта на різних ділянках. Генераторний газ, одержуваний в підземному газогенераторе, направляють на механічну і хімічну очистку. Потім очищений газ піддають обробці водою в присутності карбонила метала і в лужному середовищі. Далі отриманий газ змішують з дегазаційних метаном і направляють на обробку водяною парою в присутності нікелевого каталізатора. Після охолодження газова суміш надходить у фільтр з оксидом кальцію і потім в парогазотурбогенератор, де виробляється електрична енергія.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до гірської промисловості і може бути використано для отримання електричної енергії при експлуатації вугільних родовищ з кондиційним і некондиційними запасами при досить високій їх газоносності (більше 8-10 м 3 / т).
Відомий спосіб газифікації вугілля з подальшою виробленням електроенергії, що включає отримання генераторного газу і синтезованого метану, які є енергоносіями для отримання електроенергії [1].
Недоліком цього способу є те, що цей енергоносій містить значну кількість діоксиду вуглецю, що знижує його енергетичну цінність.
Відомий спосіб отримання електроенергії на місці залягання вугільних пластів, що включає буріння нагнітальних і газоотводящих свердловин, дегазацію пластів шляхом відсмоктування метану через свердловини на одній ділянці пласта з одночасною углегазіфікаціі в підземному газогенераторе на іншій ділянці пласта, механічну і хімічну очистку генераторного газу, змішання очищеного газу з дегазаційних метаном і вироблення електроенергії в парогазотурбінних генераторі комбінованого циклу [2].
Недоліками даного способу є:
- невисока теплота згоряння газового палива, що направляється в Газопарові турбіну;
- викид в атмосферу оксидів азоту;
- викид в атмосферу діоксиду вуглецю;
- низький ступінь корисного використання енергії вугілля в місці його залягання;
- відсутність комплексного використання одержуваного газового палива.
Завданням винаходу є підвищення ефективності використання енергії вугілля та метану, що міститься в ньому, за рахунок видалення з суміші генераторного газу і дегазаційного метану негорючих компонентів, а й значне зменшення викидів в атмосферу газів, що утворюються при спалюванні вугілля.
Це досягається тим, що в способі отримання електроенергії на місці залягання вугільних пластів, що включає буріння нагнітальних і газоотводящих свердловин, дегазацію пластів шляхом відсмоктування метану через свердловини на одній ділянці пласта з одночасною углегазіфікаціі в підземному газогенераторе на іншій ділянці пласта, механічну і хімічну очистку генераторного газу , змішання очищеного газу з дегазаційних метаном і вироблення електроенергії в парогазотурбінних генераторі, з очищеного генераторного газу отримують водень в лужному середовищі і в присутності карбонила металу в низькотемпературному водневому реакторі, потім отриману суміш на виході з цього реактора збагачують дегазаційних метаном з подальшою обробкою цієї суміші водяним паром при температурі 800-900 ° с і в присутності нікелевого каталізатора в високотемпературному водневому реакторі, після чого суміш газів охолоджують в теплообміннику, пропускають через фільтр з оксидом кальцію і направляють в парогазотурбінний генератор, в який подають через змішувач пар з теплообмінників.
Крім того, для підвищення теплоти згорання газової суміші, отриманої на виході фільтра, її нагрівають до температури 1800-1900 ° С з отриманням аміаку і подальшої його утилізацією.
На кресленні показана принципова технологічна схема отримання електричної енергії на місці залягання вугільних пластів.
Спосіб отримання електроенергії на місці залягання вугільних пластів здійснюють наступним чином.
На одній ділянці газоносних вугільних пластів здійснюють дегазацію з відсмоктуванням метану через свердловини 1, пробурені з поверхні, а на іншому їх ділянці одночасно здійснюють газифікацію вугілля в підземному газогенераторе. Процес підземної газифікації проводять через нагнітальні 2 і газовідвідних 3 свердловини. Отриманий сирий генераторний газ (РГД), що має температуру 1000-1500 ° С, охолоджують до атмосферної температури, рівній 15-25 ° С, за допомогою теплообмінника 4 і направляють на механічну очистку від мінеральних домішок в циклон 5. Далі здійснюють хімічну очистку генераторного газу в два етапи: отримання сірководню (Н 2 S) в реакторі 6 при температурі 150-200 ° С шляхом реакції:
і виділення сірки з сірководню за рахунок охолодження його в теплообміннику 7, і з'єднання з кислотної рідиною в абсорбере 8. Потім генераторний газ при температурі 30-40 ° С направляють в низькотемпературний водневий реактор (НВР) 9, де в лужному середовищі і в присутності карбонила металу [Ме (СО)
] Відбувається реакція окису вуглецю з водою:
Далі здійснюють змішання отриманого газу з дегазаційних метаном шляхом підключення метанової лінії до виходу реактора НВР 9, при цьому суміш містить наступні компоненти: N 2, Н 2, CH 4 і СО 2.
Для трансформації метану в водень цю суміш піддають дії водяною парою при температурі 800-900 ° С в присутності нікелевого каталізатора в високотемпературному водневому реакторі (ВВР) 10, в якому відбувається реакція:
На виході ВВР 10 має місце суміш, що складається з N 2, Н 2 і СО 2, яку охолоджують до температури 20-30 ° С в теплообміннику 11. Отриману суміш при температурі 20-30 ° С направляють в фільтр 12 з оксидом кальцію (негашеного вапном), в якому відбувається реакція поглинання двоокису вуглецю та утворення карбонату кальцію:
який йде в відхід.
З теплообмінників 4, 7, 11 пар надходить в змішувач 13 і далі в паротурбінний генератор 14 для виробництва електроенергії. Газову суміш з виходу фільтра 12, що складається з водню (більше 80%) і азоту (менше 20%), направляють в газотурбінний генератор 15, який утворює з паротурбінних генератором 14 енергетичний блок 16. Водневий енергоносій має високу теплотворну здатність, що дозволяє значно збільшити вироблення електричної енергії.
Для очищення воднево-азотної суміші від азоту з виходу з фільтра 12 її направляють в реактор-нагрівач (РН) 17, в якому під дією температури, що дорівнює 1800-1900 ° С, відбувається реакція з отриманням аміаку:
Для видалення аміаку з суміші з воднем її охолоджують до температури 20-30 ° С за допомогою холодильника-утилізатора (ХУ) 18 і направляють в реактор 19, в якому при наявності води аміак переходить у водний аміак (нашатирний спирт) по реакції:
який йде в утилізацію. Отриманий водень з реактора 19 направляють в газотурбінний генератор 15 і на хімічні реакції в реактори 6 і 17.
Таким чином, описаний спосіб дозволяє підвищити ефективність використання природної енергії вугілля та метану, що міститься в ньому, з 8-10 до 27-30%, а й зменшити викиди шкідливих та парникових газів (NO x, SO x, СО 2 і СН 4) в атмосферу до міжнародних екологічних стандартів.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
- Авт.св. №1800010 по пл. Е 21 В 43/295. Бюл. №9 від 07.09.93.
- Патент РФ №2100588 по пл. Е 21 В 43/295. Бюл. №36 від 27.12.97 (прототип).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
- Спосіб отримання електроенергії на місці залягання вугільних пластів, що включає буріння нагнітальних і газоотводящих свердловин, дегазацію пластів шляхом відсмоктування метану через свердловини на одній ділянці пласта з одночасною углегазіфікаціі в підземному газогенераторе на іншій ділянці пласта, механічну і хімічну очистку генераторного газу, змішання очищеного газу з дегазаційних метаном і вироблення електроенергії в парогазотурбінних генераторі, що відрізняється тим, що з очищеного генераторного газу отримують водень в лужному середовищі і присутності карбонила металу в низькотемпературному водневому реакторі, потім отриману суміш на виході з цього реактора збагачують дегазаційних метаном з подальшою обробкою цієї суміші водяною парою при температурі 800-900 ° с і в присутності нікелевого каталізатора в високотемпературному водневому реакторі, після чого суміш газів охолоджують в теплообміннику, пропускають через фільтр з оксидом кальцію і направляють в парогазотурбінний генератор, в який подають через змішувач пар з теплообмінників.
- Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що для підвищення теплоти згорання газової суміші, отриманої на виході фільтра, її нагрівають до температури 1800-1900 ° С з отриманням аміаку і подальшої його утилізацією.
Версія для друку
Дата публікації 23.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.