AT516273A4 - Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas - Google Patents

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AT516273A4 ATA50028/2015A AT500282015A AT516273A4 AT 516273 A4 AT516273 A4 AT 516273A4 AT 500282015 A AT500282015 A AT 500282015A AT 516273 A4 AT516273 A4 AT 516273A4
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Abstract

Gezeigt wird ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgas (9) enthaltend Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Um das nach der Reinigung entstehende Produktgas wieder einer Verbrennung oder einem Erdgasnetz zuführen zu können, wird vorgeschlagen, dass - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas (11) aus dem Verbrennungsabgas (9) entfernt wird, und - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas (11) unter Verwendung von Wasser zu einem zweiten Produktgas (12) enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Methan umgesetzt werden.

Description

Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgasenthaltend Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, sowie eine entsprechende Anlage.
Die Verbrennung kann in Kraftwerken oder Industriebetrieben (Stahl-, Glas- Zement-,Gips- oder Papierherstellung, Raffinerien, und weitere) durch die Verbrennung vonBrennstoffen (z.B. Kohle, Koks, Erdgas) stattfinden, jedoch auch andere industrielleVerbrennungsabgase umfassen, wo die Verbrennung zur direkten Wärmeerzeugungdient. Ein Ziel der Behandlung ist es, das Verbrennungsabgas in ein sogenanntesfeed gas umzuwandeln und für diverse Prozesse der Energieerzeugungwiederzuverwerten und/oder rückzugewinnen.
Der Einfachheit halber wird im Folgenden statt Kohlenstoffmonoxid der gebräuchlicheBegriff Kohlenmonoxid (kurz CO), und statt Kohlenstoffdioxid der gebräuchlicheBegriff Kohlendioxid (kurz C02) verwendet. Verbrennungsabgas enthält in der RegelKohlenmonoxid, Kohlendioxid, Sauerstoff und Stickstoff.
STAND DER TECHNIK
Abgas, insbesondere Verbrennungsabgas, erwärmt und verschmutzt dieAtmosphäre, deshalb sind grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten bekannt,bestimmte Bestandteile des Abgases abzutrennen und in andere chemischeVerbindungen umzuwandeln. So zeigt etwa die WO 2010/042023 A1 ein Verfahrenzur Reduktion von Eisenerz, wo das Abgas enthaltend Kohlenmonoxid einerWassergas-Shift-Reaktion unterworfen wird, um Wasserstoff zu erzeugen, undanschließend der Wasserstoff gereinigt und als Reduktionsgas erneut zur Reduktionverwendet wird.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass dieses auf das Reduktionsverfahrenabgestimmt und etwa bei Verbrennungsverfahren aufgrund der unterschiedlichenZusammensetzung des Abgases weniger geeignet ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mitwelchem Verbrennungsabgase umgewandelt und gereinigt werden können, wobeidas nach der Umwandlung und Reinigung entstehende Produktgas wieder einerVerbrennung und/oder einem Erdgasnetz zugeführt werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 so gelöst, dass - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid undKohlendioxid als erstes Produktgas aus dem Verbrennungsabgas entfernt wird, und - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus dem erstenProduktgas unter Verwendung von Wasser zu einem zweiten Produktgas enthaltendmolekularen Wasserstoff und/oder Methan umgesetzt werden. Bei der Umsetzungvon Kohlendioxid zu Methan als zweitem Produktgas wird das Wasser zuvor inWasserstoff und Sauerstoff zerlegt und nur der abgetrennte Wasserstoff zurUmsetzung verwendet.
Der erste Schritt dient dazu, die beiden schädlichen Bestandteile des Abgases,Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, vom restlichen Abgas zu entfernen, um diesebeiden Bestandteile weiter verarbeiten zu können. Im restlichen Abgas verbleibendann etwa molekularer Stickstoff (N2) und molekularer Sauerstoff (02).
Es muss nicht eigens erwähnt werden, dass vor dem ersten Schritt nötigenfallsFeststoffe im Abgas entfernt werden, also etwa eine Entstaubung durchgeführt wird,z.B. mittels Zyklonabscheidern und/oder Elektrofiltern und/oder Schlauchfiltern. DieseEntstaubung wird zumindest teilweise ohnehin bereits im Kraftwerk oder imIndustriebetrieb durchgeführt.
Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Kohlenmonoxidund/oder Kohlendioxid zu Wasserstoff oder Methan umgesetzt wird, wobei esweiterhin möglich bleibt, das Kohlenmonoxid direkt wieder als Brennstoff einerVerbrennung zuzuführen.
Im ersten Verfahrensschritt kann zur Entfernung von Kohlenmonoxid undKohlendioxid eine Adsorption durchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehensein, dass im ersten Schritt Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgasmittels Vakuum-Druckwechsel-Adsorption aus dem Verbrennungsabgas entferntwird.
Um anschließend Methan zu erzeugen, kann vorgesehen sein, dass im zweitenSchritt Kohlenmonoxid und Kohlendioxid des ersten Produktgases, vorzugsweisemittels Aminwäsche, voneinander getrennt werden und Kohlendioxid mit Wasserstoffzu Methan als zweitem Produktgas umgesetzt wird, wie dies etwa in Fig. 2 dargestelltist. Grundsätzlich könnten Kohlenmonoxid und Kohlendioxid aber auch anders alsdurch Aminwäsche getrennt werden.
Der für die Herstellung von Methan notwendige Wasserstoff kann durch Elektrolysevon Wasser hergestellt werden. Der Strom hierfür könnte etwa selbst durch einenGasmotor hergestellt werden, siehe Fig. 6.
Um auf einfache Weise das für die Methanherstellung benötigte Kohlendioxid undden Wasserstoff zu erhalten, kann auch Produktgas aus einer Wassergas-Shift-Reaktion verwendet werden.
Das Methan kann nach seiner Herstellung gereinigt werden, etwa mittelsDruckwechsel-Adsorption.
Soll Wasserstoff hergestellt werden, so kann vorgesehen sein, dass im zweitenSchritt mittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser zum erstenProduktgas ein Gemisch aus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweitesProduktgas hergestellt wird und in einem dritten Schritt aus dem zweiten ProduktgasWasserstoff abgetrennt wird, siehe Fig. 3, 5. Dabei kann im dritten SchrittWasserstoff mittels Adsorption, etwa mittels Druckwechsel-Adsorption, entferntwerden, siehe dazu Fig. 3. Alternativ könnte im dritten Schritt Wasserstoff mittelsAminwäsche abgetrennt werden, siehe Fig. 5.
Die Druckwechsel-Adsorption (PSA - Pressure Swing Adsorption) ist einphysikalisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen unter Druck mittels
Adsorption. Dabei werden spezielle poröse Materialien (z.B. Zeolithe, Aktivkohle) alsAdsorbens eingesetzt. Die Trennwirkung kann auf zwei verschiedenen Prinzipienberuhen: der Trennung aufgrund der Gleichgewichtsadsorption oder der Trennungaufgrund der Molekularsiebwirkung. Im ersten Fall wird eine der zu trennendenKomponenten stärker adsorbiert als eine andere, dadurch findet eine Anreicherungder schlechter adsorbierten Komponente in der Gasphase statt. Im zweiten Falldurchdringen bestimmte Moleküle schneller die poröse Struktur des Adsorbens. Wirddas Adsorbens nun in einem Reaktorbett vom Gasgemisch durchströmt, so benötigtdie Komponente, die schlechter in die Poren eindringt, weniger Zeit umvorbeizuströmen, gelangt also eher zum Ausgang des Reaktorbetts. Das Gas wirdunter erhöhtem Druck (meist ca. 6-10 bar a (600-1000 kPa)) in einen Festbettreaktor,der mit dem Adsorbens gefüllt ist, eingeleitet, sodass dieses durchströmt wird. Eineoder mehrere Komponenten des Gemisches (die sog. schwere Komponente) werdennun adsorbiert. Am Ausgang des Betts kann die sogenannte "leichte Komponente"entnommen werden. Nach einer Weile ist das Adsorberbett weitestgehend gesättigt,und es tritt ein Teil der schweren Komponente mit aus. In diesem Moment wird überVentile der Prozess so umgeschaltet, dass der Ausgang für die leichte Komponentegeschlossen und ein Auslass für die schwere Komponente geöffnet wird. Dies istbegleitet von einer Druckabsenkung. Bei dem niedrigen Druck wird nun dasadsorbierte Gas wieder desorbiert und kann am Auslass gewonnen werden. Zweiwechselseitig be- und entladene Adsorber ermöglichen dabei einen kontinuierlichenBetrieb. Um den Überstand an desorbierter schwerer Komponente aus demAdsorberbett auszutreiben, wird mit einem Anteil des gewünschten Produktesnachgespült, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Arbeitet man bei Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks, so wird die Methodeals Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA Vacuum Swing Adsorption) bezeichnet,wie dies beim ersten Verfahrensschritt der Fall sein kann. Bis auf den verwendetenDruckbereich und die dadurch benötigten Vorkehrungen sind diese Verfahren jedochgleich.
Soll (auch) synthetischer Bio-Diesel hergestellt werden, so kann vorgesehen sein,dass im zweiten Schritt mittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasserzum ersten Produktaas ein zumindest Wasserstoff enthaltendes zweites Produktgas hergestellt wird und nach Zumischung von Kohlenmonoxid, etwa aus dem erstenProduktgas, in einem dritten Schritt aus dem zweiten Produktgas mittels Fischer-Tropsch-Synthese Bio-Diesel hergestellt wird, siehe hierzu später Fig. 4.
Bei der Wassergas-Shift-Reaktion wird CO durch Zugabe von Wasser(dampf) zufreiem Wasserstoff H2 und C02 umgewandelt. Sie ist eine exotherme Reaktion undstellt ein Verfahren zur Verringerung des CO-Anteils im Gas und zur Erzeugung vonWasserstoff dar. Mit Hilfe von Katalysatoren kann die Reaktion beschleunigt werden.
Bei allen Ausführungsformen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindestein Teil des zweiten Produktgases enthaltend molekularen Wasserstoff und/oderMethan zur Energiegewinnung verbrannt wird, z.B. in einem Gasmotor oder einerGasturbine. Dabei kann elektrischer Strom gewonnen werden. Dies ist vorteilhaft,wenn vor Ort elektrischer Strom benötigt wird. Die Gasturbine treibt durch dieVerbrennung des Wasserstoffs des zweiten Produktgases einen elektrischenGenerator an, wobei das Abgas der Gasturbine in einem Abhitzekessel Dampferzeugen kann, der wieder in einer Dampfturbine entspannt und ebenfalls zurErzeugung elektrischer Energie verwendet werden kann. Ob dieser Prozess sinnvolleingesetzt werden kann, hängt von der verfügbaren Menge (vom Volumenstrom) deszweiten Produktgases ab.
Grundsätzlich ist auch denkbar, dass Kohlenmonoxid aus dem ersten Produktgasabgetrennt und einer Verbrennungsanlage, z.B. einem Gasmotor oder einerGasturbine, als Brennstoff zugeführt wird.
Es wäre auch denkbar, dass Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas abgetrenntund gereinigt wird, etwa auf einen Reinheitsgrad von 99%, um das Kohlendioxidanderweitig zu verwenden.
Insbesondere, wenn ohnehin Kohlendioxid aus dem ersten Produktgas abgetrenntwird, kann das verbleibende Kohlenmonoxid zur Verbrennung verwendet werden.
Das Kohlenmonoxid wird in der Industrie in der Regel einem bestehenden Brennstoff,z.B. Erdgas, zugemischt, und kann so helfen, bis zu 20% dieses Brennstoffes zuersetzen bzw. einzusparen.
Es kann vorgesehen sein, dass das zumindest ein Teil des zweiten Produktgases,also der Wasserstoff oder das Methan, unter Druckanpassung in ein Gasnetzeingespeist wird. Auf diese Weise kann das zweite Produktgas einfach wieder einerVerbrennung zugeführt werden, wobei für die Anpassung an den Druck desGasnetzes gesorgt werden muss. Auch andere Vorgaben für Eigenschaften eines indas Gasnetz eingeleiteten Gases müssen gegebenenfalls erfüllt werden, etwa,indem ein Geruchsstoff zugefügt wird.
Typische Zusammensetzungen (in Volums%) von Abgas, das mit demerfindungsgemäßen Verfahren behandelt wird und durch die Verbrennung von Kohlebzw. Erdgas entsteht, sind in Tabelle 1 angeführt. Dabei hängt die genaueZusammensetzung auch davon ab, wieviel Sauerstoff bei der Verbrennungvorhanden ist.
Tabelle 1
Die angeführten Zusammensetzungen mit den hohen Volumsanteilen von C02 undCO wurden nach Elektrofilter und Gaswäscher im Schornstein einerVerbrennungsanlage gemessen.
Um das erfindungsgemäße Verfahren günstig anwenden zu können, ist ein möglichsthoher CO-Gehalt notwendig. Insofern kann vorgesehen werden, dass dieVerbrennung, durch welche das Verbrennungsabgas entsteht, so eingestellt wird,dass das Verbrennungsabgas einen Kohlenmonoxid-Anteil von mehr als 1,5%,insbesondere von mehr als 5%, bevorzugt zwischen 5% und 7%, aufweist. Der Anteilvon CO im Verbrennungsabgas wird durch das Boudouard-Gleichgewicht festgelegt.Insofern ergibt sich ein größerer CO-Anteil im Verbrennungsabgas, wenn dieVerbrennung möglichst bei einer Temperatur größer als 600°C, etwa zwischen 650und 750°C. stattfindet.
Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasstzumindest Folgendes: - eine Vorrichtung, mit welcher ein Gemisch aus zumindest Kohlenstoffmonoxid undKohlenstoffdioxid als erstes Produktgas aus dem Verbrennungsabgas entferntwerden kann, sowie eine der beiden oder beide folgende Vorrichtungen: - eine Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion mit einem Dampferzeuger undeiner Zuführleitung für das erste Produktgas, mit welcher Vorrichtung ein Gemischaus zumindest Wasserstoff und Kohlendioxid als zweites Produktgas hergestelltwerden kann, - eine Vorrichtung zur Methanisierung, um Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methanals zweites Produktgas umzusetzen.
Um das Produktgas in ein, z.B. öffentliches, Gasnetz einspeisen zu können, kannvorgesehen sein, dass die Vorrichtungen für die Wassergas-Shift-Reaktion und/oderzur Methanisierung über eine Vorrichtung zur Einspeisung von Produktgas mit einemGasnetz verbunden ist. Diese Vorrichtung zur Einspeisung enthält in der Regel eineAbsperreinrichtung, um die Einspeisung beenden zu können, z.B. ein Dreiwegeventil.Die Absperreinrichtung kann sowohl vom Betreiber des erfindungsgemäßenVerfahrens als auch vom Betreiber des Gasnetzes betätigt werden, etwa um dieEinspeisung zu stoppen, wenn das eingespeiste Gas die vorgegebenenQualitätskriterien nicht erfüllt.
Weiters ist in der Regel ein Kompressor zur Erhöhung des Drucks vorgesehen,gegebenenfalls ein Kühler und ein Wasserabscheider, falls höhere Drücke benötigtwerden, sowie eine Druckregelung, um den Gasdruck auf einen, vom Betreiber desGasnetzes vorgegebenen, Gasdruck zu halten. Ebenso wird ein Gasfluss-Messgerätmit Computer vorgesehen sein, um die eingespeiste Gasmenge zu messen, wobeiüber den Computer auch die Absperreinrichtung betätigt werden könnte. Mit einemMessgerät zur - insbesondere laufenden - Messung der spezifischen Dichte desGases können Schwankungen in der Gaszusammensetzung erkannt werden. Miteiner Einrichtung zur Probenentnahme können in regelmäßigen zeitlichen Abständen(wöchentlich, monatlich) Gasproben entnommen werden, etwa, um diese auf denGehalt von H2S zu testen.
Die Vorrichtung zur Einspeisung kann weiters eine Vorrichtung zur Beimengung von
Geruchsstoffen enthalten.
Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anlage können der folgenden
Figurenbeschreibung entnommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird anhand der folgenden schematischen Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschritts mittels
Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA),
Fig. 2 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einerVorrichtung zur Methanisierung,
Fig. 3 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer
Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion und für die Reinigung vonWasserstoff mittels Druckwechsel-Adsorption,
Fig. 4 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellungvon Bio-Diesel,
Fig. 5 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einer
Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion und für die Reinigung vonWasserstoff mittels Aminwäsche,
Fig. 6 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit einerGasmotor-Generator-Einheit.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschritts dargestellt, nämlich ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas 11 aus dem Verbrennungsabgas 9 zu entfernen, in Form einerVorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA).
Verbrennungsabgas 9, z.B. aus einer Verbrennungsanlage nach dem Elektrofilter,wird einem Zyklonabscheider 10 zugeführt, wo Staub abgeschieden wird. DasVerbrennungsabgas 9 hat vor dem Zyklonabscheider 10 eine Temperatur im Bereichvon 150-220°C und einen Druck von etwa 969 mbar a (969 hPa), nach demZyklonabscheider 10 weiter eine Temperatur im Bereich von 150-220°C, aber einenDruck von etwa 950 mbar a (950 hPa).
Nach dem Zyklonabscheider 10 gelangt das Verbrennungsabgas 9 in die Reaktorender VSA 1, in diesem Fall zwei VSA-Reaktoren 14, wobei einer immer der Adsorptiondient und der andere der Regeneration. In der VSA 1 wird das Verbrennungsabgas 9in zwei Teilströme zerlegt: ein Teilstrom, in Fig. 1 oben entnommen, enthält Luft, alsoSauerstoff 02 und Stickstoff N2, und wird in einem Speicher 13 gespeichert.Sauerstoff 02 und Stickstoff N2 können jeweils mit einer Reinheit von 95%hergestellt werden. Der Stickstoff N2 kann gespeichert und einer industriellenVerwendung 23 zugeführt werden.
Der zweite Teilstrom ist das Produktgas aus der VSA 1, hier auch als erstesProduktgas 11 bezeichnet und in Fig. unten aus den VSA-Reaktoren 12 entnommen,und besteht aus Kohlenmonoxid CO und Kohlendioxid C02.
Die VSA-Reaktoren 14 enthalten einen passenden Katalysator, z.B. Zeolithe, wieeinen Zeolith X13-Katalysator. Der Druck in den VSA-Reaktoren 14 wird am bestenauf einem erhöhten Vakuumdruck von 900-950 mbar a (hPa) gehalten. DieTemperatur in den VSA-Reaktoren 14 liegt in einem Bereich von 100-70°C. Daserster Produktgas 11 wird mit einem Druck von etwa 950 mbar a (hPa) und einerTemperatur von etwa 70°C aus den VSA-Reaktoren 14 entnommen und mittelsWärmetauscher 15 auf einen Druck von etwa 1500 mbar a (hPa) und eineTemperatur von etwa 170°C gebracht.
Dem ersten Produktgas 11 kann Kohlenmonoxid CO zugeführt werden, das bei derAminwäsche in Vorrichtung 5 gemäß Fig. 2 erzeugt wird.
Das erste Produktgas 11 wird in der Regel weiter verarbeitet, siehe Fig. 2-6, eskönnte aber auch direkt, gegebenenfalls nach Abtrennung von C02, einerVerbrennungsanlage als Brennstoff zugeführt werden.
In Fig. 2 ist eine mögliche Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßenVerfahrens dargestellt, wobei hier eine Methanisierung stattfindet. Die Anlageumfasst als wesentliche Bestandteile eine Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption, kurz VSA, daran anschließend eine Vorrichtung 5 zur Aminwäsche undeine Vorrichtung 6 für die Methanisierung. Die einzelnen Vorrichtungen und derenBestandteile sind jeweils von strichlierten Linien umschlossen.
Das erste Produktgas 11 gelangt in die Vorrichtung 5 zur Aminwäsche, wo es inKohlendioxid 28 und Kohlenmonoxid 29 getrennt wird. Die Vorrichtung 5 enthält dazuzwei Reaktoren, wobei der erste Reaktor 25 der Herstellung von Kohlenmonoxid 29und der zweite Reaktor 26 der Herstellung von Kohlendioxid 28 dient. MittelsWärmetauschern 27, 30, können die gewünschten Gastemperaturen und Gasdrückeeingestellt werden. Im Gas-Flüssigkeitsabscheider 31 wird Flüssigkeit (Wasser) vomGas abgetrennt.
Kohlenmonoxid 29 kann dem ersten Produktgas 11 zugemischt werden, siehe Fig. 1.Kohlendioxid 38 aus der Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) aus Fig. 3 kann dem ersten Produktgas 11 vor dem Reaktor 25 zugeführt werden.
Das gereinigte Kohlendioxid 28 aus der Vorrichtung 5 zur Aminwäsche wird nun derVorrichtung 6 zur Methanisierung zugeführt. Dabei kann diesem C02 auch noch einGemisch aus C02 und H2, also das zweite Produktgas 12 aus der Vorrichtung 2 fürdie Wassergas-Shift-Reaktion in Fig. 3, zugeführt werden. Die Methanisierungbenötigt auch molekularen Wasserstoff H2. Dieser kann durch eineElektrolyseanlage 17 hergestellt werden, der Wasser H20 zugeführt wird. Der Strom18 für die Elektrolyseanlage 17 könnte durch den Generator 19, siehe Fig. 6, geliefertwerden. Zusätzlich oder alternativ kann gereinigter Wasserstoff 20 auch aus derVorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) aus Fig. 3 geliefert werden. Dasfür die Methanisierung notwendige CO bzw. C02 könnte auch durch direkte Zufuhrvon erstem Produktgas 11 aus der VSA 1 bereitgestellt werden, oder in Form vonC02 aus Fig. 5, das dort sonst für die industrielle Verwendung 23 bestimmt wäre.
Im Reaktor 21 zur Methanisierung erfolgt eine Umsetzung der Stoffe grundsätzlichnach den Gleichungen CO + 3H2 = CH4 + H20C02 + 4H2 = CH4 + 2H20.
Die Methanisierung ist eine exotherme Reaktion und findet in einemTemperaturbereich von 250-300°C und unter einem Druck von 1,5-2 bar a (150-200kPa) statt. Es werden entsprechende Katalysatoren basierend auf Aluminium, Nickeloder einer Mischung aus beiden verwendet. Es entsteht Methan 22 als zweitesProduktgas. Wasser 32 kann in einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 31 von Methan 22getrennt werden, sodass reines Methan 33 entsteht. Das bei diesem Prozess zurReinigung eingesetzte Wasser wird bis zu 20% bei der Abscheidung 32rückgewonnen und dem Prozess als Wasser über 32 rückgeführt.
Zur weiteren Reinigung des Methans 33 kann eine Vorrichtung zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) verwendet werden, analog zur Vorrichtung 3 für die Reinigung desWasserstoffs in Fig. 3. Auf diese Weise kann Methan mit einem Reinheitsgrad von99% hergestellt werden. Falls in Fig. 3 kein Wasserstoff gereinigt werden muss (weilz.B. nur Methan 33 hergestellt wird), könnte die PSA 3 auch für die Reinigung vonMethan 33 verwendet werden.
Das - gegebenenfalls gereinigte - Methan 33 kann der Vorrichtung 4 zur Einspeisungvon Produktgas in ein Gasnetz zugeführt werden, siehe Fig. 3. Das Methan 33könnte jedoch auch als Brennstoff zum Gasmotor 40 in Fig. 6 oder für eine andereindustrielle Verwendung 23 verwendet werden.
In Fig. 3 ist eine mögliche Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßenVerfahrens dargestellt, wobei hier mittels Wassergasreaktion eine Herstellung vonWasserstoff stattfindet. Die Anlage umfasst als wesentliche Bestandteile eineVorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption, kurz VSA, wie bereits unter Fig.1 beschrieben, daran anschließend eine Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion, eine Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption, kurz PSA, und eineVorrichtung 4 zur Einspeisung von Produktgas in ein Gasnetz 37. Die einzelnen
Vorrichtungen und deren Bestandteile sind wieder jeweils von strichlierten Linienumschlossen.
Das erste Produktgas 11 kann nun zumindest teilweise in die Vorrichtung 2 für dieWassergas-Shift-Reaktion geleitet werden. Es könnte zuvor auch Kohlendioxid C02entnommen werden, um es zu hochreinem Kohlendioxid C02 (Reinheit von > 99%)weiterzuverarbeiten. Ein Teil des ersten Produktgases 11 wird jedenfalls über eineZuführleitung in die Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion weitergeleitet.
In der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion sind zwei Wassergas-Shift-Reaktoren 24 vorgesehen, die isothermal betrieben werden, und zwar entweder alssogenannte „medium temperature shift Reaktoren“ (MTS Reaktoren) oder als „lowtemperature shift Reaktoren“ (LTS Reaktoren). Bei der Mitteltemperatur-Shift-Reaktion erfolgt die Umwandlung zwischen 220 und 270°C, bei derNiedrigtemperatur-Shift-Reaktion zwischen 180 und 250°C. In jedem Wassergas-Shift-Reaktor 24 ist ein Festbett aus Katalysatoren vorgesehen, die auf diese Art derReaktion ausgelegt sind, sogenannte MTS- oder LTS-Katalysatoren. AlsKatalysatoren kommen insbesondere sogenannte FT-Katalysatoren (Fischer-Tropsch-Katalysatoren) zum Einsatz, etwa basierend auf Kobalt oder Eisen, oderbestehend aus einer Mischung von Katalysatoren basierend auf Kobalt und Eisen.
Ein Dampferzeuger 34 erzeugt aus Wasser 35 und durch Zufuhr von Wärme auseiner Verbrennung mit Brennstoff 36 Wasserdampf. In der Regel dient Kohle oderErdgas als Brennstoff 36, der Brennstoff 36 könnte aber auch einen Anteil aus demersten Produktgas 11 oder dem zweiten Produktgas 12 haben. Das erste Produktgas11 wird gemeinsam mit Wasserdampf, der aus dem Dampferzeuger 34 entnommenwird, dem ersten (linken) Wassergas-Shift-Reaktor 24 zugeführt, wobei der Dampfeine Temperatur von 184-235°C und einen Druck von 11-30 bar a (1100-3000 kPa)aufweist. Anschließend gelangt das Produktgas aus dem ersten Wassergas-Shift-Reaktor 24 in den zweiten (rechten) Wassergas-Shift-Reaktor 24, dem ebenfallsDampf mit einer Temperatur von 184-235°C und einem Druck von 11 -30 bar a (1100-3000 kPa) aus dem Dampferzeuger 15 zugeführt wird. Grundsätzlich liegt dieDampftemperatur von gesättigtem Dampf bei 183°C, sodass die Mindest-Dampftemperatur bei Eintritt in die Reaktoren 24 bei 10,5 bar a (1050 kPa) bei etwa 183°C liegt, während die maximale Dampftemperatur und der maximale Dampfdruckbei Eintritt in die Reaktoren 24 bei 235°C und 30 bar a (3000 kPa) liegen.
Die Temperatur innerhalb der Wassergas-Shift-Reaktoren 24 wird auf etwa 180-270°C gehalten, vorzugsweise zwischen 180 und 250°C für Katalysatoren auf derBasis von Kobalt. Der Druck innerhalb der Wassergas-Shift-Reaktoren 24 wird auf 5-10 bar a (500-1000 kPa) gehalten. Die Wassergasreaktion CO + H20 = C02 + H2 ist exotherm, sodass nach jedem Wassergas-Shift-Reaktor 24 ein Gaskühler 16vorgesehen wird, um das Produktgas zu kühlen. Auf diese Weise kann für das zweiteProduktgas 12, das aus der Vorrichtung 2 als Synthesegas austritt, die Temperatureingestellt werden.
Das molare Verhältnis von Dampf zu CO der Gase (Wasserdampf ausDampferzeuger 34 und erstes Produktgas 11), welche der Vorrichtung 2 zugeführtwerden, liegt bei Dampf / CO = 4:1. Für das zweite Produktgas 12, das großteils aus H2 besteht, gibt es nun - alternativoder kumulativ - mehrere Verwendungsmöglichkeiten:
Erstens kann das zweite Produktgas 12 in die Vorrichtung 3 zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) geleitet werden, um dort Wasserstoff H2 mit großer Reinheit (>70%) und/oder Wasserstoff mit sehr großer Reinheit (> 99%) herzustellen. In derVorrichtung 3 wird also aus dem zweiten Produktgas 12 durch Reinigung vonunerwünschten Bestandteilen (CO und C02) ein drittes Produktgas 20 hergestellt.Das in der Vorrichtung 3 abgeschiedene Kohlendioxid 38 kann der Vorrichtung 5 inFig. 2 zugeführt werden.
Die Vorrichtung 3 enthält hier vier parallel geschaltete PSA-Reaktoren 39, die nachdem Prinzip der physikalischen Adsorption und Diffusion arbeiten. Bei der Adsorptionwerden die unerwünschten Gasbestandteile an der Oberfläche des festenAdsorbens, mit dem die PSA-Reaktoren 39 gefüllt sind, durch die molekulareWechselwirkung zwischen den Gasmolekülen und den Molekülen des Adsorbensgebunden.
Als Adsorbens kommen wieder entsprechende Zeolith-Katalysatoren zum Einsatz,wie X13-Katalysatoren, gemischt oder schichtweise mit Aktivkohle angeordnet. DieseArt von Adsorbens hat sich für die Trennung von Wasserstoff H2 von anderen Gasenals besonders wirkungsvoll erwiesen. Das Adsorbens muss thermisch stabil sein,weil in einem Bereich von 70-110°C gearbeitet wird.
Die Temperatur innerhalb der PSA-Reaktoren 39 wird auf etwa 70-100°C gehalten.Der Druck innerhalb der PSA-Reaktoren 39 wird auf 6-10 bar a (600-1000 kPa)gehalten. Der gereinigte Wasserstoff H2 als drittes Produktgas 20 hat einen Druckvon 1,5 bar a (150 kPa) und eine Temperatur von 70°C, wobei derUmwandlungsgrad 85% bei einem Reinheitsgrad von 99% beträgt.
Das gereinigte dritte Produktgas 20 kann nun ganz oder teilweise jeweils einerVorrichtung 4 zur Einspeisung von Produktgas zugeleitet werden, einer Vorrichtung 6zur Methanisierung (Fig. 2), einer anderweitigen industriellen Verwendung 23, einemGasmotor 40 oder einer Gasturbine zur Erzeugung von Strom, siehe Fig. 6.
Bei der zweiten Verwendungsmöglichkeit des zweiten - ungereinigten -Produktgases12 in Fig. 3 könnte das zweite Produktgas 12 direkt einer Gasturbine oder einemGasmotor 40 zugeführt werden, wie bereits eingangs beschrieben. Die Gasturbinetreibt durch die Verbrennung des Wasserstoffs des zweiten Produktgases 12 einenelektrischen Generator an, wobei das Abgas der Gasturbine in einem AbhitzekesselDampf erzeugen kann, der wieder in einer Dampfturbine entspannt und ebenfalls zurErzeugung elektrischer Energie verwendet werden kann. Ob dieser Prozess sinnvolleingesetzt werden kann, hängt von der verfügbaren Menge (vom Volumenstrom) deszweiten Produktgases 12 ab, also auch, ob das zweite Produktgas für andereVerwendungsmöglichkeit benötigt wird.
Bei der dritten bis fünften Verwendungsmöglichkeit des zweiten - ungereinigten -Produktgases 12 in Fig. 3 kann dieses der Anlage 6 in Fig. 2, sowie denProduktgasen 12 in Fig. 4 und 5 zugeführt werden.
Dem ungereinigten Produktgas 12 in Fig. 3 kann auch Wasserstoff 48 aus derVorrichtung 5 in Fig. 5 zugemischt werden. Es könnte auch Methan 33 ausVorrichtung 6 in Fig. 2 zugegeben werden.
Sowohl das - gegebenenfalls gereinigte - Methan 33 aus Fig. 2 als auch dergereinigte Wasserstoff 20 aus der Vorrichtung 3 im Fig. 3 können der Vorrichtung 4zur Einspeisung von Produktgas zugeführt werden. Die Vorrichtung 4 dient dazu, dasProduktgas in ein Gasnetz 37 einzubringen, z.B. ein Erdgasnetz, in welchem in derRegel ein Druck von 4 bar a (400 kPa) vorherrscht.
Die Vorrichtung 4 weist einen Puffertank 41 auf, in welchem das Produktgasgesammelt wird und womit eine zeitlich schwankende Produktion von Produktgasausgeglichen werden kann. Optional können nach dem Puffertank 41 einKompressor 42 sowie ein Gaskühler 43 dafür sorgen, dass das Produktgas auf denfür das Gasnetz 37 nötigen Gasdruck und die dort zulässige Temperatur gebrachtwerden. Um die für öffentliche Gasnetze 37 notwendigen Sicherheitsvorschriften zuerfüllen, kann dem Produktgas ein Geruchsstoff 44 beigemengt werden. Das derartaufbereitete Produktgas wird dann dem Gasnetz 37 zugeführt. Die Regelung derGaseinspeisung und die Maßnahmen zur Sicherung der Gasqualität wurden bereitsoben erläutert.
Aus Sicherheitsgründen kann für das Produktgas vor dem Eintritt in die Vorrichtung 4zur Einspeisung von Produktgas eine Absperreinrichtung 45 vorgesehen sein, mittelswelcher das Produktgas bei fehlender Abnahme durch das Gasnetz 37 oder nichtausreichender Qualität für das Gasnetz 37 einer Fackel 46 zugeführt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Anlage zur Herstellung von Bio-Diesel. Sie besteht im Wesentlichenaus drei Einheiten: einer Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA),einer Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion und einer Vorrichtung 7 zurFischer-Tropsch-Synthese. Die Vorrichtung 1 könnte auch entfallen. Die Funktion derVorrichtungen 1,2 ist die gleiche wie unter Fig. 1 und 3 beschrieben. Das zweiteProduktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion, enthaltendKohlendioxid C02 und Wasserstoff H2, wird nun der Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch-Synthese zugeführt. Dabei ist es so, dass auch ein Teilstrom des erstenProduktgases 11, enthaltend Kohlenmonoxid CO, aus der Vorrichtung 1, unterUmgehung der Vorrichtung 2, in die Vorrichtung 7 geleitet wird.
Weiters könnten auch Synthesegas 47 aus einer Biomasseanlage (nicht dargestellt),Methan 22 bzw. 33 aus Vorrichtung 6 in Fig. 2 und/oder Wasserstoff 48 aus der
Vorrichtung 5 zur Aminwäsche in Fig. 5 in die Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch-Synthese eingebracht werden.
Im Fischer-Tropsch-Reaktor 49 können durch heterogenkatalytische Umwandlungvon Kohlenmonoxid und Wasserstoff (oder Wasserstoffverbindungen) gasförmigeund flüssige Kohlenwasserstoffe hergestellt werden. Als Reaktionsprodukte könnengrundsätzlich einerseits Paraffine, Alkene und Alkohole entstehen, andererseitsWasser. Im gegenständlichen Fall wird synthetischer Bio-Diesel 50 hergestellt. DerFischer-Tropsch Reaktor 49 wird bei Verwendung eines Wasserkühlung-Systemmittels Kühlschlange 51 gekühlt.
In Fig. 5 ist eine Anlage mit einer Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA), einer Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion sowie miteiner Vorrichtung 5 zur Aminwäsche vorgesehen. Die Funktion der Vorrichtungen 1, 2 ist die gleiche wie unter Fig. 1 und 3 beschrieben. Das zweite Produktgas 12 ausder Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion, enthaltend Kohlendioxid C02und Wasserstoff H2, wird nun der Vorrichtung 5 zur Aminwäsche zugeführt, wo nuneine Trennung in Kohlendioxid C02 und Wasserstoff H2 stattfindet. Die Funktion derVorrichtung 5 zur Aminwäsche ist grundsätzlich so wie unter Fig. 2 beschrieben. Imersten Reaktor 25 wird Wasserstoff 48 abgeschieden, der z.B. einer Vorrichtung 3zur Druckwechsel-Adsorption (PSA), siehe Fig. 3, zur weiteren Reinigung zugeführtwerden kann, und/oder einer Vorrichtung 7 zur Fischer-Tropsch-Synthese, siehe Fig.4, zur Herstellung von Bio-Diesel, und/oder einer Motor-Generator-Einheit 8, sieheFig. 6, um Strom zu erzeugen.
Im zweiten Reaktor 26 wird Kohlendioxid 28 abgetrennt. Dieses kann einerindustriellen Verwendung 23 zugeführt werden, oder dem Kohlendioxid 28 in Fig. 2zugeleitet werden.
Fig. 6 zeigt eine Anlage mit einer Motor-Generator-Einheit 8. Dieser ist eineVorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) und eine Vorrichtung 2für die Wassergas-Shift-Reaktion vorgeschaltet. Die Funktion der Vorrichtungen 1,2ist grundsätzlich die gleiche wie unter Fig. 1 und 3 beschrieben. Das zweiteProduktgas 12 aus der Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion, enthaltendWasserstoff H2 und Kohlendioxid C02, und/oder Methan 33, etwa aus Fig. 2, wirdnun dem Gasmotor 40 zugeleitet, wo es verbrannt wird und dabei in einem Generator 19 Strom erzeugt wird. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme kann übereinen Wärmetauscher 52 entnommen werden.
Einige oder alle Ausführungsvarianten der Erfindung gemäß der Fig. 1-6 könnensowohl einzeln verwirklicht werden als auch in einer gemeinsamen Anlage. In einergemeinsamen Anlage können die Ausführungsvarianten parallel zueinanderangeordnet sein und mit der gleichen Vorrichtung 1 zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) in Verbindung stehen. Jene Ausführungsvarianten, welchezusätzlich zur Vorrichtung 1 auch eine Vorrichtung 2 für die Wassergas-Shift-Reaktion benötigen, können ebenfalls durch die gleiche Vorrichtung 2 versorgtwerden. Es ist dann also jeweils nur eine gemeinsame Vorrichtung 1 bzw. einegemeinsame Vorrichtung 2 notwendig. Wie bereits oben beschrieben, können dieverschiedenen Zwischen- und Endprodukte der Anlagen nach den Fig. 1-6 in andereAnlagen geleitet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Vorrichtung zur Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VSA) 2 Vorrichtung für die Wassergas-Shift-Reaktion 3 Vorrichtung zur Druckwechsel-Adsorption (PSA) 4 Vorrichtung zur Einspeisung von Produktgas 5 Vorrichtung zur Aminwäsche 6 Vorrichtung zur Methanisierung 7 Vorrichtung zur Fischer-Tropsch-Synthese 8 Motor-Generator-Einheit 9 Abgas 10 Zyklonabscheider 11 erstes Produktgas 12 zweites Produktgas (Wasserstoff) 13 Speicher 14 VSA-Reaktor 15 Wärmetauscher 16 Wärmetauscher (Gaskühler) 17 Elektrolyseanlage 18 Strom 19 Generator 20 gereinigter Wasserstoff aus Vorrichtung 3 (drittes Produktgas) 21 Reaktor zur Methanisierung 22 zweites Produktgas (Methan) 23 industrielle Verwendung 24 Wassergas-Shift-Reaktor 25 erster Reaktor der Vorrichtung 5 26 zweiter Reaktor der Vorrichtung 5 27 Wärmetauscher in Vorrichtung 5 28 Kohlendioxid aus Vorrichtung 5 29 Kohlenmonoxid aus Vorrichtung 5 30 Wärmetauscher in Vorrichtung 5 31 Gas-Flüssigkeitsabscheider 32 Wasser 33 reines Methan 34 Dampferzeuger 35 Wasser 36 Brennstoff 37 Gasnetz 38 Kohlendioxid aus Vorrichtung 3 39 PSA-Reaktor 40 Gasmotor (Verbrennungsanlage) 41 Puffertank 42 Kompressor 43 Gaskühler 44 Geruchsstoff 45 Absperreinrichtung 46 Fackel 47 Synthesegas aus einer Biomasseanlage 48 Wasserstoff aus der Vorrichtung 5 49 Fischer-Tropsch-Reaktor 50 Bio-Diesel 51 Kühlschlange 52 Wärmetauscher

Claims (15)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgas (9) enthaltendKohlenmonoxid und Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem ersten Schritt ein Gemisch aus zumindest Kohlenmonoxid undKohlendioxid als erstes Produktgas (11) aus dem Verbrennungsabgas (9)entfernt wird, und - in einem zweiten Schritt Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid aus demersten Produktgas (11) unter Verwendung von Wasser zu einem zweitenProduktgas (12) enthaltend molekularen Wasserstoff und/oder Methan (33)umgesetzt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten SchrittKohlenmonoxid und Kohlendioxid als erstes Produktgas (11) mittels Vakuum-Druckwechsel-Adsorption aus dem Verbrennungsabgas (9) entfernt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweitenSchritt Kohlenmonoxid und Kohlendioxid des ersten Produktgases (11),vorzugsweise mittels Aminwäsche, voneinander getrennt werden undKohlendioxid mit Wasserstoff zu Methan als zweitem Produktgas (33)umgesetzt wird. (Fig. 2)
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffdurch Elektrolyse von Wasser hergestellt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dasMethan (33) mittels Druckwechsel-Adsorption gereinigt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweitenSchritt mittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser (35) zumersten Produktgas (11) ein Gemisch aus zumindest Wasserstoff undKohlendioxid als zweites Produktgas (12) hergestellt wird und in einem drittenSchritt aus dem zweiten Produktgas (12) Wasserstoff abgetrennt wird. (Fig. 3, 5)
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten SchrittWasserstoff mittels Druckwechsel-Adsorption entfernt wird. (Fig. 3)
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten SchrittWasserstoff mittels Aminwäsche abgetrennt wird. (Fig. 5)
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweitenSchritt mittels Wassergas-Shift-Reaktion durch Zufuhr von Wasser (35) zumersten Produktgas (11) ein zumindest Wasserstoff enthaltendes zweitesProduktgas (12) hergestellt wird und nach Zumischung von Kohlenmonoxid ineinem dritten Schritt aus dem zweiten Produktgas (12) mittels Fischer-Tropsch-Synthese Bio-Diesel (50) hergestellt wird (Fig. 4).
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dasszumindest ein Teil des zweiten Produktgases (12) enthaltend molekularenWasserstoff und/oder Methan zur Energiegewinnung verbrannt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dassKohlenmonoxid aus dem ersten Produktgas (11) abgetrennt und einerVerbrennungsanlage als Brennstoff zugeführt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dasszumindest ein Teil des zweiten Produktgases (12) enthaltend molekularenWasserstoff und/oder Methan unter Druckanpassung in ein Gasnetz (37)eingespeist wird.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dassdie Verbrennung, durch welche das Verbrennungsabgas entsteht, so eingestelltwird, dass das Verbrennungsabgas einen Kohlenmonoxid-Anteil von mehr als 1,5%, insbesondere von mehr als 5%, bevorzugt zwischen 5% und 7%,aufweist.
  14. 14. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13,dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest umfasst: - eine Vorrichtung (1), mit welcher ein Gemisch aus zumindestKohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid als erstes Produktgas (11) aus demVerbrennungsabgas (9) entfernt werden kann, sowie eine der beiden oderbeide folgende Vorrichtungen: - eine Vorrichtung (2) für die Wassergas-Shift-Reaktion mit einemDampferzeuger (34) und einer Zuführleitung für das erste Produktgas (11), mitwelcher Vorrichtung (2) ein Gemisch aus zumindest Wasserstoff undKohlendioxid als zweites Produktgas (12) hergestellt werden kann, - eine Vorrichtung (6) zur Methanisierung, um Wasserstoff mit Kohlendioxid zuMethan (33) als zweitem Produktgas umzusetzen.
  15. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitungvorgesehen ist, mit welcher Wasserstoff (12) aus der Vorrichtung (2) für die Wassergas-Shift-Reaktion in die Vorrichtung (6) zur Methanisierung geführtwerden kann.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3028233A1 (en) * 2016-06-18 2017-12-21 Think Tank 42 Pty. Ltd. A method and system for carbon capture and recycling
WO2018054445A1 (de) * 2016-09-25 2018-03-29 Smolka Peter P Treibstoff-produktionsanlage für kraftwerke
US11091408B2 (en) * 2019-06-12 2021-08-17 Shahar Technology Solutions Ltd. Integration of carbon dioxide absorption and water electrolysis into methanation
CN112933843A (zh) * 2021-02-07 2021-06-11 华能（天津）煤气化发电有限公司 一种用于防止igcc火炬带灰的流程设置
US11713285B2 (en) 2021-11-17 2023-08-01 Shahar Golan Technology Soultions, Ltd. Methanation and recovery method, system, and apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010042023A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Luossavaara-Kiirunavaara Ab Process for production of direct reduced iron
US20110286909A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Air Liquide Process & Construction, Inc. Generation Of CO Using Off-Gas As Source
US20120141368A1 (en) * 2008-08-13 2012-06-07 Lurgi Gmbh Novel steam reformer based hydrogen plant scheme for enhanced carbon dioxide recovery
US20130156686A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 American Air Liquide, Inc. Hydrogen production with reduced carbon dioxide generation and complete capture

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4026201A1 (de) * 1990-08-18 1992-02-20 Fischer Reinhard Verfahren zum umwandeln von kohlenmonoxid, kohlendioxid und wasser aus rauchgasen in kohlenwasserstoffe
DE102006035893A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Wolf, Bodo M., Dr. Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Verbrennungsprodukten fossiler Brennstoffe
US20090145843A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Ahner Paul F Method for reducing carbon dioxide emissions and water contamination potential while increasing product yields from carbon gasification and energy production processes
DE102012103458B4 (de) * 2012-04-19 2014-05-08 Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum - GFZ Stiftung des Öffentlichen Rechts des Landes Brandenburg Anlage und Verfahren zur ökologischen Erzeugung und Speicherung von Strom
DE102013010855B4 (de) * 2013-06-28 2018-02-01 Fels-Werke Gmbh Verfahren zum Betreiben von Verbrennungsprozesse ausführenden und Kohlenstoffdioxid emittierenden Industrieanlagen sowie Industrieanlage insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120141368A1 (en) * 2008-08-13 2012-06-07 Lurgi Gmbh Novel steam reformer based hydrogen plant scheme for enhanced carbon dioxide recovery
WO2010042023A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Luossavaara-Kiirunavaara Ab Process for production of direct reduced iron
US20110286909A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Air Liquide Process & Construction, Inc. Generation Of CO Using Off-Gas As Source
US20130156686A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 American Air Liquide, Inc. Hydrogen production with reduced carbon dioxide generation and complete capture

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