Установка для отримання водню з українського вугілля

Схема установки

Установка складається з основного устаткування: бункерів з вугіллям та абсорбентом, газифікатора, парогенератора, охолоджувача синтез-газу, бака з конденсатом, сушки, реактора конверсії СО, реактора низькотемпературного поглинання СО₂ та пальника.
Подавання води в парогенератор та в реактор конверсії СО з баків 1 забезпечується живильниками 2.
Водяна пара з парогенератора подається на шар кераміки 4 в газифікаторі через трьохходовий клапан 3.
Підігріта на шарі кераміки пара надходить в зону реагування газифікатора 5.
Отриманий газ через сепаратор 7 надходить в охолоджувач синтез-газу.
Тверді залишки, які не прореагували, збираються в бункері 8.
Отриманий газ через сушарку надходить для підігрівання на шар кераміки 4 реактора конверсії СО.
В реакторі конверсії СО застосовано шари середньотемпературного каталізатора конверсії СО – 9 та низькотемпературного каталізатора 10.
Отриманий газ надходить через охолоджувач 11 в реактор поглинання СО₂. Отриманий водень надходить в пальник на спалювання.

Області застосування

Установка для отримання водню з вугілля використана для отримання кінетичних характеристик взаємодії різних видів українського вугілля з водяною парою без застосування та зі застосуванням каталізаторів, з використанням та без використання абсорбентів СО₂. Отримані дані використовуються для проектування нових та адаптації існуючих промислових газифікаторів з урахуванням властивостей українських видів вугілля різного ступеню метаморфізму. Синтез-газ після газифікатора використано під час випробовувань паливного елементу з розплавленим карбонатним електролітом. На основі отриманих даних розроблено нові принципові схеми парогазових вугільних ТЕС з виробництвом водню та видаленням СО₂.

Короткий опис

Технологічний процес включає стадії: виробництва пари, отримання синтез-газу та зв’язування СО₂ абсорбентом в паровому газифікаторі, охолодження та сушіння синтез-газу, конверсії СО, охолодження та низькотемпературне поглинання СО₂. Вуглекислий газ в системі видаляється в паровому газифікаторі та реакторі низькотемпературного видалення СО₂. З українського кам’яного та бурого вугілля отримано водень чистотою 96-98%.

Очікувані властивості

Компактна конструкція установки отримання водню з вугілля зі застосуванням дешевих абсорбентів поглинання СО₂.

Переваги

Здешевлення видалення вуглекислого газу завдяки використанню двохстадійного процесу видалення СО₂.
Збільшення енергоефективності завдяки видаленню СО₂ безпосередньо в паровому газифікаторі.

Конкуренти

Компанії DMT, DM2, Battelle, AER

Стан розробки

Установка використовується в Інституті вугільних енерготехнологій НАН України для випробувань різних видів органічного палива та каталізаторів. Дані, отримані на установці, використовуються для адаптації існуючих промислових газифікаторів до роботи з українським вугіллям.
В кінці проекту 15 передбачена видача техніко-економічного обґрунтовування та технічного завдання на проектування парового газифікатора нового типу з каталітичною конверсією вугілля та отриманого синтез-газу з видаленням СО₂.

Інтелектуальна власність

Know how
Спосіб одержання водню/Патент на корисну модель № 60806 від 25.06.2011, Україна.
Каталізатор конверсії монооксиду вуглецю/Патент на корисну модель № 60805 від 25.06.2011, Україна.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут вугільних енерготехнологій НАН України

Проект 15 «Дослідження процесів отримання водню з українських низькосортних енергетичних кам’яних та бурих видів вугілля. Розроблення нових твердопаливних водневих технологій для альтернативної енергетики та хімічної промисловості»

Контактна особа:

Дудник Олексій Миколайович

Е-mail: aldudnik@nas.gov.ua

---