Комплексная парогазовая установка

 

Изобретение м.б. использовано в энергетической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Сосйз Цель изобретения - повышение эффективности путем расширения функциональных возможностей. Установка снабжена газотурбинным блоком, генератором 10 ацетилена и генератором 12 водорода, трубными пучками 18 и 19, размещенными в камерах сгорания 2 и 13, и аппаратами для получения диоксида углерода и карбида кальция. Такое выполнение установки .позволяет получать,кроме газообразного диоксида углерода,газообразный водород, являющийся ценным энергетическим продуктом , который м.б. использован как самое экологически чистое топливо. 1 ил. «г г (Л 00 as 00 ел СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

8455 А1 (19) (11) 1 » ; »(ю ;, 1

--:1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4031103/24-06 (22) 28.02.86 (46) 23.01.88. Бюл. № 3 (71) Омский политехнический институт (72) Е.Я.Борочин, М.В.Вяткин, В.И.Гриценко и С.В.Растворов (53) 621,574(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1195153, кл. F 25 В 29/00, 1984, Авторское свидетельство СССР № 1195154, кл. F 25 В 29/00, 1984. (54) КОМПЛЕКСНАЯ ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение м.б. использовано в энергетической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. (50 4 F 01 К 25/00 F 25 В 29/00

Цель изобретения — повышение эффективности путем расширения функциональных возможностей. Установка снабжена газотурбинным блоком, генератором 10 ацетилена и генератором 12 водорода, трубными пучками 18 и 19, размещенными в камерах сгорания 2 и

13, и аппаратами для получения диоксида углерода и карбида кальция, Такое выполнение установки .позволяет получать, кроме газообразного диоксида углерода, газообразный водород, являющийся ценным энергетическим продуктом, который м.б. использован как самое экологически чистое топливо. ил.

C0g

С:

СЮ

С5

4а

4Л

1368455

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к комбинированным ус тановкам, позволяющим получать теп лоту, энергию и чистый диоксид угле рода и может быть использовано в энергетической, химической и нефтепе:рерабатывающей промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности установки путем расшире- 10 ния функциональных возможностей за счет производства водорода.

На чертеже изображена схема комп-. лексной парогазовой установки.

Установка содержит основной газо- 15 турбинный блок с компрессором 1, камерой 2 сгорания и турбиной 3, размещенной на одном валу с компрессором

1. В тракт выхлопных газов турбины 3 последовательно включены экономайэер

4, аппараты 5 очистки (на чертеже изображен только один, остальные включены ему параллельно) и гидроциклон..6. Гидроциклон 6 по воде соединен через трехходовой вентиль 7 и насос 25

8 с экономайзером 4, Установка снабжена также соединенным с гидроциклоном 6 через насос 9 генератором 10 ,,ацетилена, к выходному патрубку которого подключен компрессор 11, и ЗО дополнительным газотурбинным блоком с компрессором 12„ камерой 13 сгорания и турбиной 14, к выхлопу которой подсоединен генератор 15 водорода.

Электрогенератор 16 установлен на одном валу с компрессором 1 и турбиной 3, а электрогенератор 17 — с компрессором 12 и турбиной 14. Установка имеет также размещенные в камерах 2 и 13 сгорания трубные пучки 18 и 19 40 и аппараты для получения диоксида углерода и карбида кальция, первый из которых помещен в межтрубное пространство 20 камеры 2 сгорания, а второй — вмежтрубное пространство. 21 45 камеры 13 сгорания. Межтрубные пространства 20 и 21 соединены между собой по оксиду кальция. Генератор

10 ацетилена подключен на входе к межтрубному пространству 21, а на выходе через компрессор 11 — к трубным пучкам 18 и 19 камер 2 и 13 сгорания. Генератор 15 водорода выполнен в виде поверхностного теплообмен ника, который может иметь несколько параллельно включенных секций (показана одна) ° Трубное пространство генератора 15 водорода включено между выхлопом турбины 14 и аппаратами 5 очистки, а межтрубное на входе соединено с экономайэером 4 и межтрубным пространством 21.

Установка работает следующим об-. разом.

Воздух, сжатый в компрессоре 1, подают в трубный пучок 12 камеры 2 сгорания, куда поступает также ацетилен, полученный в генераторе 10 ацетилена. При сгорании ацетилена в воздухе получают диоксид углерода (СО ) и пары воды. Полученная смесь поступает в турбину 3. Выхлопные газы турбины 3 охлаждают в экономайзере 4 и подают в аппараты 5 очистки, заполненные водным раствором гидрооксида кальция. Очищенные выхлопные газы выбрасывают в атмосферу, а карбонат кальция, образовавшийся в результате взаимодействия гидроокиси кальция с СО, отводят в гидроциклон 6. Воду, отделенную в гидроциклоне 6, направляют через вентиль 7 на подогрев в экономайзер 4 и далее полученный пар — в генератор 15 водорода, а также в генератор 10 ацетилена. Карбонат кальция СаСО>, отделенный в гидроцик- лоне, транспортируют в твердом виде в межтрубное пространство 20 камеры

2 сгорания.

Под воздействием теплоты, выделяющейся при сгорании ацетилена С Н в воздухе, в межтрубном пространстве ,20 происходит разложение карбоната

I кальция: СаСО =СаО+СО .

Образовавшийся диоксид углерода

СО отводят потребителю в газообразном виде или на охлаждение с целью получения твердого СО, а оксид кальция СаО подают в межтрубное пространство 21 камеры 13 сгорания дополнительного газотурбинного блока, В трубном пространстве 19 камеры

13 сгорания сжигают ацетилен С Н, подаваемый из генератора 10 ацетиле" на в потоке воздуха, сжатого компрессором 12. Под воздействием выделенной от сжигания теплоты в межтрубном пространстве 21, которое представляет собой аппарат для получения карбида кальция и заполнено углеродом С, происходит взаимодействие углерода С с оксидом кальция Са0 с образованием карбида кальция.СаС и окиси углерода,СО:.СаО+ЗС=СаС +СО.

В межтрубное.пространство генератора 15 водорода подают образовавшийся в межтрубном пространстве 20 каме1368455 ки, в частности как самое экологи" чески чистое топливо.

Формула изобретения

Составитель И.Лапина

Техред Л. Олийнык

Корректор И.Пожо Редактор В,Данко

Заказ 2229/30 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры 2 сгорания оксид кальция СаО, образовавшуюся в межтрубном пространстве 21 камеры 13 сгорания окись углерода СО и полученный в экономайзере.

4 пар. В генераторе 15 водорода, в

его межтрубном пространстве, в.присутствии железа в качестве катализатора протекает следующая реакция:

СаО+СО+Н О=СаСОз+Н .

Реакция идет при поглощении теплоты, отдаваемой газами, проходящими . через трубное пространство генератора

15 водорода и поступающими затем в аппараты 5 очистки. l5

Образовавшийся в межтрубном. пространстве генератора 15 водород и в блоке очистки дымовых газов СаСО подают в межтрубное пространство 19 камеры 2 сгорания. Газообразный Н 2р отводят из отключенной от магистрали секции теплообменника после полного реагирования СО и водяного пара, после подтверждения этого с помощью соответствующего газоанализатора, кото- 25 рыми снабжена каждая секция генератора 15 водорода.

Карбид кальция СаС,, образованный в межтрубном пространстве 21 камеры

13 сгорания, подают в генератор 10 зо ацетилена, где происходит его реакция с водой с образованием ацетилена.С Н и гидроксида кальция Ca(OH)) . СаС +

+2Н О=Са (ОН) +С <Н

Ацетилен подают на, сжигание, а

Са(ОН) отводят в аппараты 5 очистки.

Таким образом, предлагаемая схема комплексной установки позволяет. получать,кроме газообразного диоксида уг40 лерода,газообразный водород, являющийся ценным энергетическим продук.том, который может быть использован. ,в различных отраслях науки и техни1

Комплексная парогазовая установка, содержащая основной газотурбинный блок с компрессором, камерой сгорания и турбиной, аппарат получения диоксида углерода и включенные в тракт выхлопных газов турбины экономайзер, аппараты очистки и гидроцик лон, сообщенный по отделенному в нем карбонату кальция с аппаратом производства диоксида углерода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения функциональных возможностей за счет производства водорода, установка снабжена дополнительным газотурбинным блоком, генераторами ацетилена и водорода, аппаратом для получения карбида кальция и размещенными в камерах сгорания трубными пучками, аппараты для получения диоксида углерода и карбида кальция соединены между собой по оксиду кальция и размещены в межтрубных пространствах камер сгорания соответственно основного и дополнительного блоков, генератор ацетилена подключен на входе к межтрубному пространству камеры сгорания дополнительного блока, а на выходе — к трубным пучкам обеих камер, генератор водорода выполнен в виде поверхностного теплообменника, трубное пространство которого включено между выхлопом турбины дополнительного блока и аппаратами очистки, а межтрубное соединено на входе с экономайзером и межтрубным пространством камеры сгорания дополнительного блока.