RU2269486C2 - Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation - Google Patents

Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation Download PDF

Info

Publication number
RU2269486C2
RU2269486C2 RU2004115198/15A RU2004115198A RU2269486C2 RU 2269486 C2 RU2269486 C2 RU 2269486C2 RU 2004115198/15 A RU2004115198/15 A RU 2004115198/15A RU 2004115198 A RU2004115198 A RU 2004115198A RU 2269486 C2 RU2269486 C2 RU 2269486C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
stage
turbine
fed
burner system
Prior art date
Application number
RU2004115198/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004115198A (en
Inventor
н Гамлет Гургенович Аракел (RU)
Гамлет Гургенович Аракелян
н Артур Гамлетович Аракел (RU)
Артур Гамлетович АРАКЕЛЯН
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Производственно-строительная фирма "Грантстрой"
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 Закрытое акционерное общество Производственно-строительная фирма "Грантстрой" filed Critical Закрытое акционерное общество Производственно-строительная фирма "Грантстрой"
Priority to RU2004115198/15A priority Critical patent/RU2269486C2/en
Publication of RU2004115198A publication Critical patent/RU2004115198A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269486C2 publication Critical patent/RU2269486C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering; methods of production of hydrogenous gas in the turbine-generator installations.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of power engineering, in particular, to the method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation. The method of production of hydrogenous gas is realized in a turbine-generator installation containing: the I-st, the II-d and the III-d stages; a framework, on which there is an installed fuel tank for two-component mixture H2О + CnH2n+2 with a stirrer and a drive unit; a turbine burner system; an induction heater of the I-st stage; a pulse source of ignition for a start-up and a system of gas pipelines. At that the two-component mixture H2О + CnH2n+2 is fed to the fuel tank, start the drive and exercise its stirring action and pumping under pressure in the I stage of the turbine-generator installation, where with the help of an induction heater conduct heating up to 500°C. Then the two-component mixture transformed into a gaseous state is feed in the turbine burner system and from the pulse source of ignition realize the I-st stage start-up. After that a part of the gas is fed into the II-d stage, keeping the heating up to 1000°C; and the other part of the gas is fed into the turbine burner system for provision of the gas heating at the I-st, the II-d and the III-d stages. At that after the II-d stage the gas for its final heating up to the temperature of 1300°C is fed into the III-d stage with production of a hydrogenous gas, which is fed into turbine burner system. The invention ensures a decrease of the power input of the process in a combination with utilization of a low-cost hydrocarbon mixture.
EFFECT: the invention ensures a decrease of the power input of the process in a combination with utilization of a low-cost hydrocarbon mixture.
3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к установкам для преобразования воды Н2О в водородсодержащий газ в сочетании среды катализатора из ряда СnН2n+2 (дизельное топливо, мазут) в непрерывной тепловой огневой среде при температуре горения свыше 500°С.The present invention relates to installations for converting water H 2 O into a hydrogen-containing gas in a combination of a catalyst medium from the series C n H 2n + 2 (diesel fuel, fuel oil) in a continuous thermal fire medium at a combustion temperature above 500 ° C.

Известен способ для генерации водородсодержащего газа путем каталитической конверсии метанола или его водных растворов (SU 1144977, опубл. 15.03.1985).A known method for generating a hydrogen-containing gas by catalytic conversion of methanol or its aqueous solutions (SU 1144977, publ. 15.03.1985).

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость.The disadvantage of this method is the high energy intensity.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению относится установка с комбинированным циклом для получения синтетического газа, т.е. способ получения водородсодержащего газа в турбогенераторной установке [см. GB 2111602, опубл. 06.07.1983 г.]. Данный способ, по сути, сложная технология в двухступенчатом состоянии и потребляет большое количество электроэнергии и теплоносителей для получения высокой температуры при сжигании в камере горения топлива, которая состоит из трех самостоятельных компонентов:Closest to the proposed invention relates to a combined cycle plant for producing synthetic gas, i.e. a method of producing a hydrogen-containing gas in a turbogenerator installation [see GB 2111602, publ. 07/06/1983]. This method, in fact, is a complex technology in a two-stage state and consumes a large amount of electricity and coolants to obtain high temperature when burning fuel in the combustion chamber, which consists of three independent components:

- углеводородное топливо;- hydrocarbon fuel;

- кислород;- oxygen;

- водяной пар.- water vapor.

Все три компонента с помощью сложных дозаторных устройств подают в камеру сгорания для обеспечения высокотемпературного режима. Последующая операция заключается в охлаждении водородсодержащего газа и в заправке его через компрессор под высоким давлением в стальные баллоны для дальнейшего потребления в виде горючего топлива.Using the complex metering devices, all three components are fed into the combustion chamber to ensure high temperature conditions. The subsequent operation consists in cooling the hydrogen-containing gas and in filling it through the compressor under high pressure into steel cylinders for further consumption in the form of combustible fuel.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости процесса в сочетании с использованием дешевой углеводородной среды из ряда CnH2n+2 (дизельное топливо, мазут и т.д.).The objective of the invention is to reduce the energy intensity of the process in combination with the use of a cheap hydrocarbon medium from the series C n H 2n + 2 (diesel fuel, fuel oil, etc.).

Поставленная задача достигается способом получения водородсодержащего газа в турбогенераторной установке. Способ осуществляют в турбогенераторной установке, включающей I, II и III ступени, содержащей раму, на которой смонтирован топливный бак для двухкомпонентной смеси H2O+CnH2n+2 с мешалкой и приводом, турбинную горелочную систему, индукционный нагреватель I ступени, импульсный источник зажигания для запуска и систему газопроводов, при этом двухкомпонентную смесь H2O+CnH2n+2 подают в топливный бак, включают привод и осуществляют ее перемешивание и нагнетание под давлением в I ступень турбогенераторной установки, где при помощи индукционного нагревателя осуществляют нагрев до 500°С, затем преобразованную в газообразное состояние двухкомпонентную смесь подают в турбинную горелочную систему и от импульсного источника зажигания осуществляют запуск I ступени, после чего часть газа подают на II ступень, продолжая нагрев до 1000°С, а другую часть газа подают в турбинную горелочную систему для обеспечения нагрева газа на I, II, III ступени, при этом после II ступени газ для окончательного нагрева до температуры 1300°С подают на III ступень с получением водородсодержащего газа, который подают в турбинную горелочную систему.The problem is achieved by a method of producing a hydrogen-containing gas in a turbogenerator. The method is carried out in a turbogenerator installation, comprising the I, II and III stages, containing a frame on which a fuel tank for a two-component mixture H 2 O + C n H 2n + 2 with a stirrer and a drive, a turbine burner system, an induction heater of the first stage, pulse is mounted a source of ignition for starting and pipeline system, wherein the two-component mixture of H 2 O + C n H 2n + 2 is fed into the fuel tank include the drive and carry its mixing and injecting under pressure in stage I turbine generator set, wherein by means of induction heating The atelier carries out heating to 500 ° C, then the two-component mixture converted to the gaseous state is fed to the turbine burner system and the first stage is launched from the pulsed ignition source, after which part of the gas is fed to stage II, continuing heating to 1000 ° C, and the other part of gas fed to the turbine burner system to ensure heating of the gas at the I, II, III stages, while after the II stage, gas for final heating to a temperature of 1300 ° C is fed to the III stage to produce a hydrogen-containing gas, which is fed to the turbine hydrochloric burner system.

Окончательная стабилизация в преобразовании смеси Н2O+СnН2n+2 в водородсодержащий газ и углекислый газ СО2 происходит за 3-5 мин после запуска I ступени турбогенераторной установки и обеспечивает работу высокотемпературного горения до полного расхода смеси в расходном баке под давлением 0,05 МПа или при необходимости экстренной остановки через специальное клапанное устройство.The final stabilization in the conversion of the mixture of Н 2 O + С n Н 2n + 2 into hydrogen-containing gas and carbon dioxide СО 2 occurs within 3-5 minutes after the start of the first stage of the turbogenerator unit and ensures the operation of high-temperature combustion until the mixture is completely consumed in the flow tank under pressure 0 , 05 MPa or, if necessary, an emergency stop through a special valve device.

На фиг.1 изображен общий вид установки, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - схемы горелочной системы водородной турбогенераторной установки, на фиг.4 - разрез топливного бака с клапанным устройством и крышкой.In Fig.1 shows a General view of the installation, Fig.2 is a top view, Fig.3 is a diagram of the burner system of a hydrogen turbogenerator installation, Fig.4 is a section of a fuel tank with a valve device and a cover.

Способ получения водородсодержащего газа осуществляется в турбогенераторной установке, которая содержит общую раму (1), бак для топливной смеси (вода Н2О более 70% и углеводородная среда из ряда СnН2n+2 - диз. топливо и т.д.) с мешалкой (3), привод с электродвигателем (4), турбинную горелочную систему (5), I-ю ступень турбогенератора (6), II-ю ступень турбогенератора для получения водородсодержащего газа и углекислого газа CO2 (7), III-ю ступень турбогенератора (8), индукционный нагреватель I-й ступени (9), газопровод I-й ступени (10), газопровод II-й ступени (11), газопровод (12), соединяющий III ступень с турбинной горелочной системой (5), регулировочное устройство турбинной горелочной системы (13), крышку бака (14), двухкомпонентную горючую смесь (15), клапанное устройство (16), импульсный источник зажигания (17), игольчатое запорное устройство (18).The method of producing hydrogen-containing gas is carried out in a turbogenerator installation, which contains a common frame (1), a tank for the fuel mixture (water Н 2 О more than 70% and a hydrocarbon medium from the series С n Н 2n + 2 - diesel fuel, etc.) with a stirrer (3), a drive with an electric motor (4), a turbine burner system (5), the 1st stage of a turbogenerator (6), the 2nd stage of a turbogenerator for producing hydrogen-containing gas and carbon dioxide CO 2 (7), III stage of a turbogenerator (8), induction heater of the 1st stage (9), gas pipeline of the 1st stage (10), gas pipeline of the 2nd stage (11), g a gas line (12) connecting the III stage with a turbine burner system (5), an adjusting device of a turbine burner system (13), a tank cap (14), a two-component combustible mixture (15), a valve device (16), a pulse ignition source (17) needle locking device (18).

Способ получения водородсодержащего газа в турбогенераторной установке осуществляется следующим способом.A method of producing a hydrogen-containing gas in a turbogenerator installation is carried out as follows.

Установка помещается на исходное положение в рабочей зоне.The installation is placed at its original position in the working area.

При помощи канистры в герметичный расходный бак заправляют исходные компоненты - вода (H2O) и дизельное топливо в объеме: воды 70%, дизельного топлива 30%.Using a canister, the initial components - water (H 2 O) and diesel fuel are filled into a sealed supply tank in the amount of: water 70%, diesel fuel 30%.

После чего крышка бака (14) герметично закрывается. Включается привод (4), и при помощи мешалки (3) перемешивается двухкомпонентный состав воды и диз. топлива до получения однородного состава горючей смеси (15). Через специальное клапанное устройство (16) в расходном баке (2) создается избыточное давление 0,05 МПа. Готовая двухкомпонентная горючая смесь (15) частично нагнетается под давлением через специальное клапанное устройство в I-ю ступень турбогенератора (6). При помощи индукционного нагревателя I-й ступени (9) обеспечивается подогрев горючей смеси в полостях турбогенератора I-й ступени (6) до температуры 500°С. Преобразованная в газообразное состояние двухкомпонентная горючая смесь поступает через газопровод I-й ступени (10) в турбинную горелочную систему (5) и от импульсного источника зажигания (17) обеспечивает запуск I-й ступени, и тем самым обеспечивает устойчивое горение водородсодержащего газа и выход в атмосферу углекислого газа СО2. После запуска I-й ступени (6) и достижения устойчивой работы горения водородсодержащего газа, обеспечивающей температуру газообразования в I-й ступени до 500°С, одновременно отрывается клапанное устройство для подачи газа I-й ступени (6) во II-ю ступень (7), продолжая нагреваться до 1000°С, и в III-ю ступени (8), окончательно подогретого до температуры 1300°С, что обеспечивает получение чистого водородсодержащего газа высокой температуры.Then the tank cap (14) is hermetically closed. The drive (4) is turned on, and with the help of a mixer (3) the two-component composition of water and diz are mixed. fuel to obtain a homogeneous composition of the combustible mixture (15). An overpressure of 0.05 MPa is created through a special valve device (16) in the supply tank (2). The finished two-component combustible mixture (15) is partially pumped under pressure through a special valve device into the 1st stage of the turbogenerator (6). Using the induction heater of the I-th stage (9), the heating of the combustible mixture in the cavities of the turbogenerator of the I-th stage (6) is ensured to a temperature of 500 ° C. The two-component combustible mixture converted into a gaseous state enters through the gas pipeline of the first stage (10) into the turbine burner system (5) and from the pulse ignition source (17) ensures the start of the first stage, and thereby provides stable combustion of a hydrogen-containing gas and exit to carbon dioxide atmosphere CO 2 . After starting the I-th stage (6) and achieving a stable operation of the combustion of hydrogen-containing gas, ensuring a gas generation temperature in the I-th stage up to 500 ° С, at the same time, the valve device for supplying the gas of the I-th stage (6) to the II-th stage ( 7), while continuing to heat up to 1000 ° C, and in stage III (8), finally heated to a temperature of 1300 ° C, which ensures the production of pure hydrogen-containing high-temperature gas.

Полученный водородсодержащий газ под давлением 0,05 МПа через газопровод III-й ступени поступает в турбинную горелочную систему (5).The resulting hydrogen-containing gas at a pressure of 0.05 MPa through a gas pipeline of the third stage enters the turbine burner system (5).

После запуска II и III-й ступени отключается клапанное устройство (16) и обеспечивается стабильная работа турбогенераторной установки в рабочем режиме как самостоятельной огневой установки в режиме теплогенератора, что представляет высокотемпературный источник горения до 1300°С.After the start of the second and third stages, the valve device (16) is turned off and the turbogenerator installation is stable in operation as an independent fire installation in the heat generator mode, which represents a high-temperature combustion source up to 1300 ° С.

Испытания в промышленных условиях, в частности, при сушке бетонных оснований кровли с применением передвижной турбогенераторной установки показали надежность и устойчивость работы всей системы и достижение высокотемпературного эффекта.Tests in industrial conditions, in particular, when drying concrete roof substrates using a mobile turbogenerator, showed the reliability and stability of the entire system and the achievement of a high-temperature effect.

Производительность по сушке основания бетонной поверхности составляет 200 м2/час.The drying capacity of the base of the concrete surface is 200 m 2 / hour.

Расход основных компонентов горючей смеси составляет:The consumption of the main components of the combustible mixture is:

- вода Н2O 14 л;- water H 2 O 14 l;

- диз. топливо 6 л;- diz. fuel 6 l;

- температура сушки основания 1300°С;- drying temperature of the base 1300 ° C;

- продолжительность работы 3 ч.- duration of work 3 hours

Изобретение позволяет снизить потребление энергии за счет исключения использования тепло- и электроэнергии, а также катализаторов.The invention allows to reduce energy consumption by eliminating the use of heat and electricity, as well as catalysts.

Claims (1)

Способ получения водородсодержащего газа в турбогенераторной установке, отличающийся тем, что способ осуществляют в турбогенераторной установке, включающей I, II и III ступени, содержащей раму, на которой смонтирован топливный бак для двухкомпонентной смеси Н2O+СnН2n+2 с мешалкой и приводом, турбинную горелочную систему, индукционный нагреватель I ступени, импульсный источник зажигания для запуска и систему газопроводов, при этом двухкомпонентную смесь Н2O+СnН2n+2 подают в топливный бак, включают привод и осуществляют ее перемешивание и нагнетание под давлением в I ступень турбогенераторной установки, где при помощи индукционного нагревателя осуществляют нагрев до 500°С, затем преобразованную в газообразное состояние двухкомпонентную смесь подают в турбинную горелочную систему и от импульсного источника зажигания осуществляют запуск I ступени, после чего часть газа подают на II ступень, продолжая нагрев до 1000°С, а другую часть газа подают в турбинную горелочную систему для обеспечения нагрева газа на I, II и III ступени, при этом после II ступени газ для окончательного нагрева до температуры 1300°С подают на III ступень с получением водородсодержащего газа, который подают в турбинную горелочную систему.A method of producing a hydrogen-containing gas in a turbogenerator installation, characterized in that the method is carried out in a turbogenerator installation comprising I, II and III stages, comprising a frame on which a fuel tank for a two-component mixture of Н 2 O + С n Н 2n + 2 with a mixer is mounted and driven turbine burner system, induction heater stage I, the pulse ignition source for start and pipeline system, wherein the two-component mixture of H 2 O + C n H 2n + 2 is fed into the fuel tank include the drive and carry it to stirring and there is no pressure under pressure in the first stage of the turbogenerator installation, where they are heated to 500 ° C using an induction heater, then the two-component mixture converted to the gaseous state is fed to the turbine burner system and the first stage is launched from the pulsed ignition source, after which part of the gas is supplied to the second stage, continuing heating to 1000 ° C, and the other part of the gas is fed into the turbine burner system to ensure heating of gas at I, II and III stages, while after stage II gas for final heating for temperature of 1300 ° C is fed to step III to obtain a hydrogen-containing gas which is supplied to the turbine burner system.
RU2004115198/15A 2004-05-20 2004-05-20 Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation RU2269486C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004115198/15A RU2269486C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004115198/15A RU2269486C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004115198A RU2004115198A (en) 2005-10-27
RU2269486C2 true RU2269486C2 (en) 2006-02-10

Family

ID=35864088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004115198/15A RU2269486C2 (en) 2004-05-20 2004-05-20 Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269486C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478688C2 (en) * 2011-12-20 2013-04-10 Закрытое акционерное общество Научно-проектное производственно-строительное объединение "Грантстрой" (ЗАО НППСО "Грантстрой") Multistage method for obtaining hydrogen-bearing gaseous fuel, and heat gas generator plant for its implementation (arakelyan method)
WO2014100887A1 (en) * 2013-07-26 2014-07-03 Partnov Yauheni Viktorovich Method for producing fuel and heat energy therefrom
RU2701821C1 (en) * 2019-02-21 2019-10-01 Амельченко Леонид Владимирович Heat and gas plant for production and use of hydrogen-containing gaseous fuel
RU205967U1 (en) * 2021-06-03 2021-08-12 Владимир Михайлович Шипилов STEAM PLASMA BURNER WITH INTERNAL CYCLE GASIFICATION OF FUEL
RU2769172C1 (en) * 2021-06-03 2022-03-29 Владимир Михайлович Шипилов Steam plasma burner device with in-cycle gasification of fuel
RU2784336C1 (en) * 2021-12-21 2022-11-23 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for producing hydrogen from methane

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478688C2 (en) * 2011-12-20 2013-04-10 Закрытое акционерное общество Научно-проектное производственно-строительное объединение "Грантстрой" (ЗАО НППСО "Грантстрой") Multistage method for obtaining hydrogen-bearing gaseous fuel, and heat gas generator plant for its implementation (arakelyan method)
WO2013095190A1 (en) 2011-12-20 2013-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Проектное Производственно-Строительное Объединение "Грантстрой" Multistage method for producing a hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas generator plant
CN104125999A (en) * 2011-12-20 2014-10-29 封闭式股份公司“科学设计及生产建设联合公司‘戈朗特建筑’” Multistage method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas generator plant
WO2014100887A1 (en) * 2013-07-26 2014-07-03 Partnov Yauheni Viktorovich Method for producing fuel and heat energy therefrom
RU2797611C2 (en) * 2018-06-08 2023-06-07 Френд Ко., Лтд. Method for producing hydrogen-containing gas mixture
RU2701821C1 (en) * 2019-02-21 2019-10-01 Амельченко Леонид Владимирович Heat and gas plant for production and use of hydrogen-containing gaseous fuel
RU205967U1 (en) * 2021-06-03 2021-08-12 Владимир Михайлович Шипилов STEAM PLASMA BURNER WITH INTERNAL CYCLE GASIFICATION OF FUEL
RU2769172C1 (en) * 2021-06-03 2022-03-29 Владимир Михайлович Шипилов Steam plasma burner device with in-cycle gasification of fuel
RU2784336C1 (en) * 2021-12-21 2022-11-23 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for producing hydrogen from methane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004115198A (en) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2467187C2 (en) Method of operating gas turbine unit
MXPA04009982A (en) Water combustion technology-methods, processes, systems and apparatus for the combustion of hydrogen and oxygen.
US20090261590A1 (en) Electrical energy generating system
WO2007109036A3 (en) Fuel compositions for fuel cells and gas generators utilizing same
RU2269486C2 (en) Method of production of hydrogenous gas in a turbine-generator installation
CA2859958C (en) Multistage method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas-generator unit
KR101440191B1 (en) High efficiency fuel cell hybrid system
WO2015041555A1 (en) Process and installation for production of synthesis gas
KR102073708B1 (en) an appropriate rate mixed fuel of fossil fuel and water electrolysis gas to enhance the fuel efficiency
KR101371955B1 (en) Internal combustion engine generating system using hydrogen
CN102072049A (en) Mixed-combustion working medium generator
RU2529615C1 (en) Method of energy accumulation
CN114471401A (en) Brayton cycle system and method based on chemical regenerative ammonia source partial cracking
JP2013170454A (en) Device and method for heating of stirling engine
JP2955274B1 (en) Hydrogen engine system
KR20210049132A (en) Methods for storing energy in an energy storage system
RU139806U1 (en) GAS TURBINE INSTALLATION
JP4468027B2 (en) Combustion device, gas turbine power generation device, combustion method, gas turbine power generation method, and gas turbine device remodeling method
JP2004076634A (en) Gas turbine generator using hydrogen as fuel
JP2008280987A (en) Mixed medium combined power plant with composite heat source
RU43917U1 (en) GAS TURBINE INSTALLATION WITH THERMOCHEMICAL REACTOR AND VAPOR INJECTION
RU2052641C1 (en) Method of supplying power plant
RU127409U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE OR GAS-TURBINE POWER INSTALLATION
RU72048U1 (en) DETANDER-GENERATOR UNIT
RU103849U1 (en) STEAM-GAS POWER PLANT (OPTIONS)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070521

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160521

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170209

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180521