[發明專利]烴類的一種燃燒方法

無效

• 申請號: 92115186.1
• 申請日: 1992-12-11
• 公開（公告）號: CN1056683C
• 公開（公告）日: 2000-09-20
• 發明（設計）人: Ｓ·賴努;Ｋ·豪斯滕;Ｋ·霍斯;Ｊ·哈達爾;Ｎ·邁克里巴斯特
• 申請（專利權）人: 克瓦納爾技術研究公司
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹濟洪,葉愷東

本發明涉及一種用于降低燃燒過程的天燃氣或其他烴類氣體的進料氣流中碳含量的方法，從而將燃燒此類氣體(例如燒氣電站)產生的二氧化碳的排放量消除到所希望的程度或至少降低二氧化碳的排放量。

化石燃料、煤、天燃氣和其他烴類在燃燒期間，會在廢氣中發現既有蒸汽形式的水也有二氧化碳。這兩種氣體的比例取決于所涉及的燃料中的碳與氫量之比。煤燃燒幾乎僅產生二氧化碳，甲烷燃燒將產生水和二氧化碳(2∶1)，而氫燃燒僅產生水。在致力于減少溫度效應的種種努力中，降低二氧化碳排放量已日益為人們所重視，限制二氧化碳的排放固然重要，但最好的解決辦法是完全消除這些氣體。

DD-A-211457提出了一種在等離子反應室中產生碳黑和氫的方法和裝置。形成液態或氣態烴類的原料經噴管引入反應室的一端，并混合成氫等離子流。使碳黑與排氣分離，并使所形成的一部分氫再循環以用作等離子氣體。

DD-A-276098提出了一種方法，使用于烴類蒸汽再生過程中的一部分原料流在等離子反應室中分解成碳黑。產生氫的工業過程包括兩步工序。第一步是再生烴類的蒸汽給出主要由一氧化碳和氫組成的氣體。然后使該氣體與低溫蒸汽反應而將一氧化碳變為二氧化碳和氫。分離出二氧化碳從而得到氫氣流產物。該過程產生出大量多余的二氧化碳，被認為是產生能量較少和不經濟的產物。該發明涉及的是分解一部分天然氣為高品位的碳黑而不降低合成氣體總量的方法。

本發明的目的是通過提供降低天燃氣和烴類氣體碳含量的方法來使此種情況得到改善。此種降低能以將燃燒過程后二氧化碳的含量降低到所要求的水平來實現。這種降低特地延伸用純氫作燃料，從而完全避免了CO₂的排放。

本發明的另一目的也使在以天然氣作燃料時(如燃氣輪機)，大大地減少二氧化碳的產生成為可能，例如在氣體透平機中。

上述目的是通過具有下面所述技術特征的本發明的方法來實現的。

本發明提出了一種用于降低天燃氣或其他烴類氣體產生能量的燃燒過程中二氧化碳排放量的方法，該方法包括以下步驟：提供用作燃料的天燃氣或其他烴類氣體的原料流；使所述氣體原料流加入到產生能量的燃燒過程中；排出廢氣，本發明的特征在于：在原料流進入燃燒過程之前，利用一個分解反應器中的等離子炬使全部原料流進行高溫熱分解過程，以產生碳、氫和其他未分解氣體；以及從所述氫和其他未分解氣體中除去所存在的碳，使得由反應器中排出并進入產生能量的燃燒過程的氣流實際上只含有氫和其他未分解氣體。

本發明的特征還在于，進入燃燒過程的原料流基本上不含碳成分，并且主要是氫燃料。

本發明是基于烴類能高溫分解為碳和氫這一事實而提出的。如用純氫作燃料，就不會排放二氧化碳。如將碳從用作燃料的天然氣或烴類氣體中去除，在燃燒前就降低了二氧化碳的排放量。

將燃燒過程或化學過程的原料氣中的天然氣或烴類氣體完全或部分轉化即能將二氧化碳的排放量降低。原料氣分解成碳和氫到所要求的水平，這樣降低碳含量的天然氣再送去燃燒或化學過程時，碳成分就從單獨操作的工藝中除去了。把天然氣或烴類氣體的部分物流轉換也能把二氧化碳的量降低。

在上述情況下，分解為碳和氫均需能量。由于釋去了碳，這就意味著能量的損失，所以降低了碳含量的氣體的能量就會比純天然氣或烴類氣體的低，為了獲得如純天然氣或烴類氣體的同樣的效果，就需較多的氣體送到過程中去，氣體增加的多少取決于碳含量降低的程度，即轉換所進行的程度，同時也取決于有關燃燒過程的效率。

為了能完全消除二氧化碳的排放，其目的是用純氫作燃料。

然而，現有的各廠，其操作條件阻止了純氫的使用，這樣就必須加一定量的烴。

因此要設計一種方法，能將一定量的天然氣或烴類氣體加入氫氣流中去，其量可以根據操作條件來進行調節。

在燃燒過程后，廢氣用本領域中的公知方法來凈化，這類凈化方法常常十分昂貴，例如催化凈化就是如此。

業已發現，燃燒裝置(即燃燒前)所用作燃料的天然氣或烴類氣體的轉化費用可以得到補償，因此盡管在燃燒物流中有能量損失，仍然能夠得到一個經濟而合算的方法。這除氫氣外，在本發明方法的熱分解過程中，是通過產生純碳來實現的。碳質物料將以炭黑形式存在，這樣的物料價值很高，如炭黑在冶金工業或在傳統的“碳黑市場”上可作還原劑。如果碳質物料用作鋁工業的陽極，由于排放硫和焦油，新的陽極既不污染電解質和產品，也不污染環境，所以從環境保護和從經濟觀點看，這均將帶來實質性的進步。