CZ304079B6 - Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem - Google Patents
Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304079B6 CZ304079B6 CZ20110373A CZ2011373A CZ304079B6 CZ 304079 B6 CZ304079 B6 CZ 304079B6 CZ 20110373 A CZ20110373 A CZ 20110373A CZ 2011373 A CZ2011373 A CZ 2011373A CZ 304079 B6 CZ304079 B6 CZ 304079B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- gas
- mixture
- generator
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Resení se týká systému spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem, kdy je ionizovaná plynná smes vodíku a kyslíku vytvorená v generátoru (3) vodíku a kyslíku privádena do sání (4) plynové mikroturbíny (1). Komora (23) suchého elektrolyzéru (22) s elektrodami (24) generátoru (3) vodíku a kyslíku je propojena svou horní cástí, ve které se ionizovaná plynná smes vodíku a kyslíku hromadí, pres potrubí (28) do zásobníku (25) elektrolytu s tím, ze prodlouzené potrubí (29) prochází vnitrním prostorem zásobníku (25) elektrolytu do jeho spodní cásti, pricemz následný vnitrní prostor na trase probublávajícího plynu je ve vrchní cásti zásobníku (25) elektrolytu napojen na výstup (30) ionizované plynné smesi vodíku a kyslíku a dále prostrednictvím výstupního potrubí (31) spojen s odlucovací nádobou (32), která je spojovací hadicí (36) napojena na vstup (12) ionizované smesi vodíku a kyslíku do sání (4) plynové mikroturbíny (1), které je propojeno svým vstupem smesi nasávaného vzduchu a ionizovaného vodíku a kyslíku pres generátor (5) mikroturbíny do turbíny (9), a dále pres rekuperátor (7) do spalovací komory (10), pricemz je plynová mikroturbína (1) propojena výfukem (11) na výparník (15) ORC modulu (2), který je propojen na ORC turbínu s generátorem (17). Prívod ionizované smesi vodíku a kyslíku do sání (4) plynové mikroturbíny (1) muze být zajisten pouze jedním generátorem (3) vodíku a kyslíku, kdy je prostrednictvím vstupu (12) ionizované plynné smesi vodíku a kyslíku napojen na sání (4) pro systém nekolika plynových mikroturbín (1) najednou. V prípade systému nekolika plynových
Description
Energetický systém využívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení k výrobě a řízenému dávkování ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku do systému plynové mikroturbíny spojené s ORC modulem pracujícím na základě organického Rankinova cyklu.
Dosavadní stav techniky
V současné době se výzkum a vývoj věnuje realizaci vhodných technologií, které by zvýšily podíl obnovitelných zdrojů energie na celkové spotřebě primárních energetických zdrojů. Rostoucí potřeba elektrické energie v oblastech s omezeným přístupem k rozvodné síti a rostoucí cena elektrické energie podporují vznik nových technologií pracujících na principech rekuperace tepla a vyššího energetického využití paliva. Technologie založená na zužitkování tepelné energie, která je nevyužita v primárním procesu přeměny energie využívá odpadní teplo k pohonu zařízení pro výrobu elektrické energie.
Mezi takové technologie se řadí i plynové mikroturbíny, jejichž využití vede ke snížení nákladů, zvýšení účinnosti spalovacího procesu a získávání energie, přispívají ke zlepšení životního prostředí. Výhodou plynových mikroturbín je skutečnost, že rotující součásti jsou uloženy na hřídeli se vzduchovým ložiskem. Toto tzv. bezkontaktní ložisko využívá stlačený vzduch, který vytváří tenkou vrstvu mezi ložiskem a rotující součástí, takže nedochází kjejich kontaktu, tudíž nejsou zapotřebí maziva či další nebezpečné materiály. Mikroturbíny mohou být instalovány jak samostatně, tak jako systém mikroturbín. Jako palivo pro mikroturbíny je využíván například zemní plyn, motorová nafta, resp. různá jiná kapalná a plynná paliva.
Efektivita plynových mikroturbín je dále zvyšována kombinací s jinými energetickými systémy využívajícími odpadní teplo přeměnou na elektrickou energii, jako je například organický Rankinův cyklus (ORC) Kombinací těchto dvou systémů dochází ke snížení, resp. eliminaci znečišťujících látek (NOX, CO, nespálené uhlovodíky a prachové částice).
Systémy spojení plynové mikroturbíny s modulem ORC byly úspěšně implementovány v různých průmyslových aplikacích, současný stav techniky však ještě stále zcela neuspokojuje požadavky pro zvýšení energetické účinnosti, snížení škodlivých emisí a současně snížení nákladů.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody ve velké míře odstraňuje energetický systém spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC modulem, jehož podstata je v tom, že komora suchého elektrolyzéru s elektrodami generátoru vodíku a kyslíku je propojena svou horní částí, ve které se ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku hromadí, přes potrubí do zásobníku elektrolytu s tím, že prodloužené potrubí prochází vnitřním prostorem zásobníku elektrolytu do jeho spodní části, přičemž následný vnitřní prostor na trase probublávajícího plynuje ve vrchní části zásobníku elektrolytu napojen na výstup ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku a dále prostřednictvím výstupního potrubí spojen s odlučovací nádobou, ze které je spojovací hadicí napojen na vstup ionizované směsi vodíku a kyslíku do sání plynové mikroturbíny, jehož prostřednictvím se vzniklá směs nasávaného vzduchu a ionizovaného vodíku a kyslíku dostává dále
- 1 CZ 304079 B6 přes generátor mikroturbíny do turbíny, a dále přes rekuperátor do spalovací komory, přičemž generátor vodíku a kyslíku je napojen na zdroj stejnosměrného proudu.
Výhodné je dále to, že přívod ionizované směsi vodíku a kyslíku do sání plynové mikroturbíny je zajištěn pouze jedním generátorem vodíku a kyslíku, kdy je prostřednictvím vstupu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku napojen na sání pro jednu plynovou mikroturbínu nebo systém několika plynových mikroturbín najednou.
Dále je výhodné, že v případě systému několika plynových mikroturbín je přívod ionizované směsi vodíku a kyslíku zajištěn napojením systému generátorů vodíku a kyslíku na jejich sání, kdy na každou jednu plynovou mikroturbínu připadá jeden generátor vodíku a kyslíku, který je napojen prostřednictvím vstupu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku přímo na sání každé této jednotlivé plynové mikroturbíny.
Odpadní plyny vzniklé při procesu spalování vystupují výfukem mikroturbíny, který je napojen na výparník systému ORC spojený s ORC turbínou s generátorem.
Výše uvedená metoda může být využita jak u stávajících energetických systémů, tak v systémech nových.
Navrhované spojení generátoru ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC vykazuje při optimálním dávkování ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku výrazné pozitivní efekty:
> snížení spotřeby paliva při generování stejného množství tepla, > dosažení vyšší teploty při spalování a vyššího termického využití paliva, > snížení emisí oxidů dusíku, oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého, > snížení produkce prachových částic.
Přehled obrázků na výkresech
Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky a legenda.
Na obrázku k anotaci je znázorněn systém spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC modulem
Obr. 1 Systém spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC modulem
Obr. 2 Detailní znázornění systému napojení generátoru vodíku a kyslíku na systém plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC modulem
Obr. 3 Detail napojení generátoru vodíku a kyslíku na sání plynové mikroturbíny
Příklady provedení vynálezu
Dávkování ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku probíhá ze zdroje generátoru 3 vodíku a kyslíku do sání 4 plynové mikroturbíny 1, kteráje zároveň spojena s ORC modulem 2.
Proces elektrolytické výroby ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku probíhá v komoře 23 suchého elektrolyzéru 22 s elektrodami 24, ze které je vzniklá ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku vedena prostřednictvím potrubí 28 do zásobníku 25 elektrolytu, a dále prostřednictvím prodlouženého potrubí 29, pronikajícího vnitřním prostorem zásobníku 25 elektrolytu do jeho
-2CZ 304079 B6 spodní části, z této spodní části ionizovaná plynná směs probublává vnitřním prostorem zásobníku 25 elektrolytu do jeho horní části, odkud je odváděna výstupem 30 ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku a dále prostřednictvím výstupního potrubí 31 do odlučovací nádoby 32, odkud je vedena spojovací hadicí 36 do sání 4 plynové mikroturbíny i.
Spolu s ionizovanou plynnou směsí vodíku a kyslíku je do sání 4 plynové mikroturbíny I nasáván vzduch, přičemž se tato směs vzduchu a ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku dostává přes generátor 5 mikroturbíny do turbíny 9, ohřívá se v rekuperátoru 7 a proudí do spalovací komory 10. Generátor 5 mikroturbíny je touto směsí procházející chladičem 6 generátoru mikroturbíny současně chlazen.
Ve spalovací komoře 10 se vzduch s ionizovanou plynnou směsí vodíku a kyslíku mísí s palivem, dochází ke vznícení a expanzi, čímž je řízen generátor 5 mikroturbíny. Při spuštění plynové mikroturbíny i pracuje generátor 5 mikroturbíny jako elektromotor a do režimu generátoru se přepne po vznícení a expanzi plynné směsi s palivem a uvede do pohybu turbínu 9.
Generovaná mechanická práce je v generátoru 5 mikroturbíny přeměněna na elektrickou energii, odpadní plyny převedou část své tepelné energie spalovacímu vzduchu v rekuperátoru 7 a vystupují výfukem 11 plynové mikroturbíny J_.
Tepelná energie tohoto odpadního plynu přechází z výfuku 11 do výpamíku 15, kde předá svou tepelnou energii pracovní látce systému ORC modulu 2, která vlivem tepla transformuje na plynné páry. Zbytkové teplo se prostřednictvím výměníku 16 dostává do okruhu vytápění.
Plynné páry pracovní látky expandují v ORC turbíně s generátorem 17, čímž dochází k přeměně přivedené energie proudící páry na energii mechanickou a následně na elektrickou. V ORC turbíně s generátorem 17 dojde ke snížení tlaku a snížení teploty pracovní látky, která je dále vedena do kondenzátoru 19, kde dojde k přeměně fáze plynné na kapalnou. Pracovní látka v kapalném stavu je z kondenzátoru 19 buď odváděna do chladiče 20, a poté se vrací zpět do nádrže 14 s pracovní látkou, nebo přímo z kondenzátoru 19 do nádrže 14 s pracovní látkou, čímž je cyklus uzavřen a může se znovu opakovat.
Funkce
Energetický systém spočívající ve spojení systému plynové mikroturbíny 1 a ORC modulu 2 s generátorem vodíku a kyslíku 3, který zajišťuje dávkování směsi vodíku a kyslíku do sání 4 plynové mikroturbíny 1, je založen na výrobě ionizovaného vodíku a kyslíku procesem elektrolýzy v komoře 23 suchého elektrolyzéru 22 s elektrodami 24.
Elektrolýzou získaná ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku je vedena prostřednictvím potrubí 28 do zásobníku 25 elektrolytu, a dále prostřednictvím prodlouženého potrubí 29, pronikajícího vnitřním prostorem zásobníku 25 elektrolytu do jeho spodní části, z této spodní části ionizovaná plynná směs probublává vnitřním prostorem zásobníku 25 elektrolytu do jeho horní části, odkud je odváděna výstupem 30 ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku a dále prostřednictvím výstupního potrubí 31 do odlučovací nádoby 32, odkud je vedena spojovací hadicí 36 prostřednictvím vstupu 12 ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku do sání 4 plynové mikroturbíny I. Přívod ionizované směsi vodíku a kyslíku do sání 4 plynové mikroturbíny 1 může být řešen ve dvou variantách. Na sání 4 plynové mikroturbíny 1 je napojen pouze jeden generátor 3 vodíku a kyslíku, kdy je prostřednictvím vstupu 12 ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku tato směs přiváděna do sání 4 pro jednu plynovou mikroturbínu i nebo systém několika plynových mikroturbín i najednou (varianta A). V případě systému několika plynových mikroturbín I je na jejich sání 4 napojen systém generátorů 3 vodíku a kyslíku, kdy na každou jednu plynovou mikroturbínu i připadá jeden generátor 3 vodíku a kyslíku, kterýje napojen prostřednictvím vstupu 12 ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku přímo na sání 4 každé této jednotlivé plynové mikroturbíny 1 (varianta B).
-3 CZ 304079 B6
Zásobník 25 elektrolytu je propojen se zásobníkem 26 destilované vody přívodem 27 destilované vody.
Generování ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku je ovládáno zapínáním a vypínáním zdroje 33 stejnosměrného proudu připojeného prostřednictvím elektrického vedení 34 k řídicí jednotce 35 generátoru 3 vodíku a kyslíku.
Spolu s ionizovanou plynnou směsí vodíku a kyslíku je do sání 4 plynové mikroturbíny i nasáván vzduch, přičemž se tato směs vzduchu a ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku dostává přes generátor 5 mikroturbíny do turbíny 9, ohřívá se v rekuperátoru 7 a proudí do spalovací komory 10. Generátor 5 mikroturbíny je touto směsí procházející chladičem 6 generátoru 5 mikroturbíny současně chlazen. Ve spalovací komoře 10 se vzduch s ionizovanou plynnou směsí vodíku a kyslíku mísí s palivem přiváděným prostřednictvím přívodu 13 paliva, dochází ke vznícení a expanzi, čímž je řízen generátor 5 mikroturbíny. Při spuštění plynové mikroturbíny 1 pracuje generátor 5 mikroturbíny jako elektromotor a do režimu generátoru se přepne po vznícení a expanzi plynné směsi s palivem a uvede do pohybu turbínu 9.
Plynová mikroturbína I je založena na technologii tryskového motoru. Rotující součástí jsou uloženy na hřídeli se vzduchovým ložiskem 8, tzv. bezkontaktním ložiskem, využívajícím tenké vrstvy stlačeného vzduchu mezi ložiskem 8 a rotující součástí.
Generovaná mechanická práce je v generátoru 5 mikroturbíny přeměněna na elektrickou energii, odpadní plyny převedou část své tepelné energie spalovacímu vzduchu v rekuperátoru 7 a vystupují výfukem 11 mikroturbíny. Tepelná energie tohoto odpadního plynu přechází z výfuku 11 do výpamíku 15, kde předá svou tepelnou energii pracovní látce systému ORC modulu 2, která vlivem tepla transformuje na plynné páry. Zbytkové teplo se prostřednictvím výměníku 16 dostává do okruhu vytápění. Plynné páry pracovní látky expandují v ORC turbíně s generátorem 17, čímž dochází k přeměně přivedené energie proudící páry na energii mechanickou a následně na elektrickou, která je odváděna do rozvodné skříně 18. V ORC turbíně s generátorem 17 dojde ke snížení tlaku a snížení teplota pracovní látky, která je dále vedena do kondenzátoru 19, kde dojde k přeměně fáze plynné na kapalnou. Pracovní látka v kapalném stavu je z kondenzátoru 19 buď odváděna potrubím 21 pro pracovní látku do chladiče 20, a poté se vrací zpět do nádrže Γ4 s pracovní látkou, neboje z kondenzátoru 19 odváděna potrubím 21 pro pracovní látku přímo do nádrže 14 s pracovní látkou, čímž je cyklus uzavřen a může se znovu opakovat.
Využití dávkování ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku z generátoru 3 vodíku a kyslíku do sání 4 plynové mikroturbíny 1, která je zároveň spojena se systémem ORC modulu 2, je nová oblast využívání této směsi z tohoto zdroje.
Průmyslová využitelnost
Využití systému spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s ORC modulem je alternativou, jak vyrobit elektrickou energii co nejlevněji a současně tak přispět k ochraně životního prostředí.
Uvedený systém umožňuje extrémní snížení škodlivých emisí, snížení energetické náročnosti a zvýšení ekonomické efektivity výroby elektrické energie z odpadního tepla, což povede kjeho využití jak v průmyslové, tak spotřebitelské sféře.
Claims (3)
1. Energetický systém využívající spojení generátoru (3) vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny (1) v kombinaci s ORC modulem (2), kdy komora (23) suchého elektrolyzéru (22) s elektrodami (24) generátoru (3) vodíku a kyslíku je propojena svou horní částí, ve které se ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku hromadí, přes potrubí (28) do zásobníku (25) elektrolytu s tím, že prodloužené potrubí (29) prochází vnitřním prostorem zásobníku (25) elektrolytu do jeho spodní části, přičemž následný vnitřní prostor na trase probublávajícího plynu je ve vrchní části zásobníku (25) elektrolytu napojen na výstup (30) ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku a dále prostřednictvím výstupního potrubí (31) spojen s odlučovací nádobou (32), vyznačující se tím, že odlučovací nádoba (32) je spojovací hadicí (36) napojena na vstup (12) ionizované směsi vodíku a kyslíku do sání (4) plynové mikroturbíny (1), které je propojeno svým vstupem směsi nasávaného vzduchu a ionizovaného vodíku a kyslíku přes generátor (5) mikroturbíny do turbíny (9) a dále přes rekuperátor (7) do spalovací komory (10), přičemž je plynová mikroturbína (1) propojena výfukem (11) na výpamík (15) ORC modulu (2), který je propojen na ORC turbínu s generátorem (17).
2. Energetický systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod ionizované směsi vodíku a kyslíku do sání (4) plynové mikroturbíny (1) je zajištěn pouze jedním generátorem (3) vodíku a kyslíku, kdy je prostřednictvím vstupu (12) ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku napojen na sání (4) pro systém několika plynových mikroturbín (1) najednou.
3. Energetický systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že v případě systému několika plynových mikroturbín (1) je přívod ionizované směsi vodíku a kyslíku zajištěn napojením systému generátorů (3) vodíku a kyslíku na jejich sání (4), kdy na každou jednu plynovou mikroturbínu (1) připadá jeden generátor (3) vodíku a kyslíku, který je napojen prostřednictvím vstupu (12) ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku přímo na sání (4) každé této jednotlivé plynové mikroturbíny (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110373A CZ304079B6 (cs) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110373A CZ304079B6 (cs) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011373A3 CZ2011373A3 (cs) | 2013-01-02 |
| CZ304079B6 true CZ304079B6 (cs) | 2013-10-02 |
Family
ID=47429419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110373A CZ304079B6 (cs) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ304079B6 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4267692A (en) * | 1979-05-07 | 1981-05-19 | Hydragon Corporation | Combined gas turbine-rankine turbine power plant |
| US20060211777A1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Severinsky Alexander J | Systems, methods, and compositions for production of synthetic hydrocarbon compounds |
| WO2008115933A1 (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Doty Scientific, Inc. | Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency |
| US20090014480A1 (en) * | 2004-04-16 | 2009-01-15 | Fabrice Perignon | Stopper for the neck of a fluid product reservoir |
| CN101832158A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-09-15 | 昆明理工大学 | 水蒸汽-有机朗肯复叠式动力循环发电***及方法 |
| WO2011028233A2 (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Mcalister Roy E | Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production or renewable material resources using solar thermal |
| US20120023959A1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-02-02 | General Electric Company | Power plant and method of use |
-
2011
- 2011-06-23 CZ CZ20110373A patent/CZ304079B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4267692A (en) * | 1979-05-07 | 1981-05-19 | Hydragon Corporation | Combined gas turbine-rankine turbine power plant |
| US20090014480A1 (en) * | 2004-04-16 | 2009-01-15 | Fabrice Perignon | Stopper for the neck of a fluid product reservoir |
| US20060211777A1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Severinsky Alexander J | Systems, methods, and compositions for production of synthetic hydrocarbon compounds |
| WO2008115933A1 (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Doty Scientific, Inc. | Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency |
| WO2011028233A2 (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Mcalister Roy E | Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production or renewable material resources using solar thermal |
| CN101832158A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-09-15 | 昆明理工大学 | 水蒸汽-有机朗肯复叠式动力循环发电***及方法 |
| US20120023959A1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-02-02 | General Electric Company | Power plant and method of use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011373A3 (cs) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Salehi et al. | Energy, exergy, and environmental (3E) assessments of an integrated molten carbonate fuel cell (MCFC), Stirling engine and organic Rankine cycle (ORC) cogeneration system fed by a biomass-fueled gasifier | |
| US9328426B2 (en) | Systems and methods for generating oxygen and hydrogen for plant equipment | |
| Tola et al. | Low CO2 emissions chemically recuperated gas turbines fed by renewable methanol | |
| MX2013002143A (es) | Sistema de generacion de energia y metodo del mismo. | |
| EP3359627B1 (en) | Sustainable energy system | |
| Zhang et al. | Energy and CO2 emission analysis of a Bio-Energy with CCS system: Biomass gasification-solid oxide fuel cell-mini gas turbine-CO2 capture | |
| Duan et al. | Study on a gas-steam combined cycle system with CO2 capture by integrating molten carbonate fuel cell | |
| Ozcan et al. | Thermodynamic and economic analysis of a synthetic fuel production plant via CO2 hydrogenation using waste heat from an iron-steel facility | |
| CN105862062A (zh) | 一种用燃煤发电机组余电余热制取氢气及甲醇的***及方法 | |
| US20230018213A1 (en) | Emission-free devices and method for performing mechanical work and for generating electrical and thermal energy | |
| Zhang et al. | Thermodynamic analysis of SOFC–CCHP system based on municipal sludge plasma gasification with carbon capture | |
| Yadav et al. | Comprehensive review on performance assessment of solid oxide fuel cell-based hybrid power generation system | |
| KR20040067952A (ko) | Ｍｈｄ 단독 고효율 발전방법 및 시스템 | |
| Bargiacchi et al. | From biomass and electrolytic hydrogen to substitute natural gas and power: The issue of intermediate gas storages | |
| Darabkhani et al. | Carbon capture technologies for gas-turbine-based power plants | |
| Ghiasirad et al. | Biomethanol production via electrolysis, oxy-fuel combustion, water-gas shift reaction, and LNG cold energy recovery | |
| KR100965715B1 (ko) | 연료전지 발전과 열전발전을 이용한 복합 발전 설비 | |
| CN113250771A (zh) | 火力发电厂耦合等离子体热解装置的调峰调频***及方法 | |
| Hai et al. | Innovative proposal of energy scheme based on biogas from digester for producing clean and sustainable electricity, cooling and heating: Proposal and multi-criteria optimization | |
| CN214741515U (zh) | 火力发电厂耦合等离子体热解装置的调峰调频*** | |
| CZ304079B6 (cs) | Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem | |
| JP2009215608A (ja) | 水素製造プラント | |
| CZ23779U1 (cs) | Energetický systém využívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem | |
| Ghosh et al. | Exergy analysis of a cogeneration plant using coal gasification and solid oxide fuel cell | |
| RU2395703C2 (ru) | Универсальная воздушно-турбинная энергетическая установка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230623 |