專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)及提供化學(xué)產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)及提供化學(xué)產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
可再生能源致力于減少C02排放和減少對(duì)其它 一次能源的依賴(lài)。可 再生能源能夠取代大量現(xiàn)有的象燃煤發(fā)電廠(chǎng)之類(lèi)的常規(guī)發(fā)電廠(chǎng)。這種能 源的缺點(diǎn)在于它并不總是能達(dá)到所需的功率輸出且可控性有限。對(duì)于風(fēng) 4侖機(jī)來(lái)說(shuō)尤其如此。
可再生能源的輸入依賴(lài)于該能量源本身的可利用性以及電網(wǎng)的剩 余容量。
為減少C02排放和擺脫對(duì)化石燃料的依賴(lài)，需要將可再生能源的貢
獻(xiàn)最大化。這意味著必須對(duì)付波動(dòng)和隨機(jī)的能量源。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，可再 生能源生產(chǎn)的能力過(guò)?？赡苁潜匦璧摹Q句話(huà)說(shuō)，為使在高需求時(shí)能夠 有能量可用，能量?jī)?chǔ)存將有助于及時(shí)地消除能量產(chǎn)生與能量消耗之間的 關(guān)聯(lián)性。當(dāng)供應(yīng)不能滿(mǎn)足需求時(shí)，可以通過(guò)釋放所述儲(chǔ)存來(lái)提供能量。 有許多不同方式可以?xún)?chǔ)存電能?？梢砸噪娀瘜W(xué)的方式在電池中物理 性地例如以壓力或勢(shì)能的形式儲(chǔ)存電能。特別是以抽水蓄能或壓縮空氣
蓄能(CAES)的方式儲(chǔ)存勢(shì)能。
抽水蓄能系統(tǒng)可用于儲(chǔ)存接入能量。電能接入可被用于將水抽到位 于更高地勢(shì)的儲(chǔ)藏庫(kù)中。所儲(chǔ)存的水的勢(shì)能以后可被用于水輪機(jī)中發(fā) 電。所述CAES可以在膨脹過(guò)程中利用壓縮空氣的壓縮能量。才艮據(jù)CAES 的類(lèi)型，需要使用天然氣來(lái)補(bǔ)償壓縮過(guò)程的熱損耗。
還可以?xún)?chǔ)存純氫，在需要時(shí)，其將被供應(yīng)給某些工藝，這些工藝最 終將產(chǎn)生可用在發(fā)電機(jī)中的燃料或氣體。在這些工藝中需要輸入氧氣， 而氧氣需要通過(guò)低溫分解空氣來(lái)提取，這些工藝本身就需要大量的能量 來(lái)降低空氣溫度以使空氣中的氣體組分凝結(jié)，從而從液化氣體中提取 氧。

發(fā)明內(nèi)容
4因此本發(fā)明的第一個(gè)目的就是提供一種用于提供化學(xué)產(chǎn)品-特別是 合成燃料(其將用在發(fā)電機(jī)中)-的系統(tǒng)，以便在所迷系統(tǒng)中為制造所述化
學(xué)產(chǎn)品或合成燃料所消耗的能量將更少。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一 種用于提供所迷化學(xué)產(chǎn)品、特別是發(fā)電用的合成燃料的方法。
所述第一個(gè)目的通過(guò)具有如權(quán)利要求l所述特征的化學(xué)產(chǎn)品提供系
統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。所述第二個(gè)目的通過(guò)如權(quán)利要求13所述的提供化學(xué)產(chǎn)品的方法 實(shí)現(xiàn)。另外，從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明的進(jìn)一步有利改進(jìn)。
本發(fā)明涉及一種化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)?；瘜W(xué)產(chǎn)品特別是指合成燃料； 作為燃料，應(yīng)理解為是指在燃燒時(shí)可被用于產(chǎn)生電能或機(jī)械能的任何可 燃物，特別是液體或氣體。所述化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)包括用于通過(guò)水裂解 產(chǎn)生氫氣和氧氣的電解槽和氣化單元，其中所述氣化單元被供以由所述 電解槽產(chǎn)生的氧氣，以由該氣化單元產(chǎn)生合成氣體，其中所述合成氣體 為所述化學(xué)產(chǎn)品的源材料。
利用本發(fā)明的化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)，在于電解槽中產(chǎn)生氪氣的過(guò)程中 產(chǎn)生的、通常被排出并不加以利用的副產(chǎn)物-氧氣-將會(huì)在后續(xù)處理步驟 中被用于所述氣化單元。這使得無(wú)需再?gòu)目諝庵刑崛⊙鯕鈦?lái)產(chǎn)生用于所 述氣化單元的氧氣，其中所述氧氣是從空氣中提取的，或者至少減少由 所迷工藝產(chǎn)生的氧氣的比例。由于通過(guò)空氣分離單元，例如借助于空氣 的低溫分解進(jìn)行提取，來(lái)從空氣中提取氧氣本身就需要大量的能量，所 以這是有利的。在低溫分解空氣時(shí)，需要大量的能量來(lái)對(duì)空氣降溫以使 空氣的氣體組分凝結(jié)從而從所迷液化的氣體中提取氧。
因此，本發(fā)明可以提高發(fā)電系統(tǒng)的綜合效率并可降低合成燃料或制 造所述化學(xué)產(chǎn)品的成本和復(fù)雜度。
另外，從無(wú)論如何在電解過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生的氧氣能得到進(jìn)一步利用 的角度看，本發(fā)明也是有利的。當(dāng)用于所述化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)的電解槽 可以是作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)整體單元的電解槽時(shí)，更是如此。在這樣一 種儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電解槽可被用于產(chǎn)生可儲(chǔ)存的化合物-例如純氫，在需要 時(shí)，此化合物被用于產(chǎn)生能量。
在一個(gè)有利實(shí)施方案中，在所迷化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)中所述合成氣體
可以，特別是在隨后處理時(shí)，被供應(yīng)給產(chǎn)品合成單元，所述產(chǎn)品合成單 元生成所述化學(xué)產(chǎn)品。所述化學(xué)產(chǎn)品可以是為發(fā)電機(jī)提供的合成燃料。 所述化學(xué)產(chǎn)品也可以是氨、乙醇或其它能隨后用在進(jìn)一步的不涉及發(fā)電的化學(xué)過(guò)程中的化合物。
當(dāng)所述化學(xué)產(chǎn)品為合成燃料時(shí)，后續(xù)處理和產(chǎn)物合成可以主要進(jìn)行 化學(xué)或機(jī)械操作，由此可以為燃燒優(yōu)化所述合成燃料的最終化學(xué)組成。
所述合成燃料可被看作是一種栽能產(chǎn)品，其以某種形式儲(chǔ)存能量。 特別是以一種可以通過(guò)燃燒所述合成燃料來(lái)釋放所迷能量的形式。
在另 一實(shí)施方案中，所述氣化單元可設(shè)置成使產(chǎn)生的合成氣體可由 基本上三分之二的一氧化碳和基本上三分之一的氫組成的形式。為此， 還根據(jù)同樣也被輸入所述氣化單元的燃料-例如煤、石油油料、石油氣體、 生物質(zhì)、重油、來(lái)自煉油廠(chǎng)的殘余物、或廢物特別是有機(jī)廢物，而將適
量的氧氣輸入所述氣化單元。
在這種情況下，燃料應(yīng)當(dāng)按廣義的解釋來(lái)理解，與燃料的狀態(tài)-氣態(tài)、 液態(tài)或固態(tài)-無(wú)關(guān)。其僅僅可以是可燃的物質(zhì)。
此外，還可以將合成氣體輸入水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中，在其中主要是作
為所述合成氣體組成成分的 一 氧化碳與水-特別是化學(xué)式為H20的純水-在化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)以生成二氧化碳和氬氣。用于所迷反應(yīng)的水也可以是 水與醇的混合物或其它類(lèi)型的混合物或化學(xué)溶液。
在另一實(shí)施方案中，可將由所述水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)器產(chǎn)生的氫和/或由電 解槽產(chǎn)生的儲(chǔ)存的氫以及所迷合成氣體輸入碳?xì)浔壤{(diào)節(jié)單元中以改 變合成氣體中的碳?xì)浔壤?，產(chǎn)生具有改良的碳?xì)浔壤母牧嫉暮铣蓺?體。在可能的進(jìn)一步處理以生成可燃產(chǎn)物之后，可以為隨后的最終燃燒 對(duì)所述改良的碳?xì)灞壤M(jìn)行優(yōu)化。所述碳也可以以二氧化碳和/或 一氧化 碳的形式存在。
因此，在另一實(shí)施方案中，可將所述改良的合成氣體和所述由水氣 轉(zhuǎn)換反應(yīng)器產(chǎn)生的氫和/或由電解槽產(chǎn)生的儲(chǔ)存的氫輸入產(chǎn)品合成單元 中-例如以最終產(chǎn)生作為可燃產(chǎn)物的所述合成燃料。
此合成燃料可以由以下合成液體燃料、合成天然氣和含烴分子的氣 體或液體之一構(gòu)成，且可以由產(chǎn)品合成單元例如通過(guò)執(zhí)行所謂的費(fèi)托合 成工藝來(lái)產(chǎn)生。
為產(chǎn)生電能-例如待輸入電網(wǎng)中的電能，可將所述合成燃料輸入發(fā)電 機(jī)的燃燒器中以燃燒烴分子產(chǎn)生電能，所述發(fā)電機(jī)可以為特別是蒸汽和 /或燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)。
另外，本發(fā)明還涉及用于提供化學(xué)產(chǎn)品、特別是供發(fā)電用的合成燃料的方法，其包括將由電解槽-特別是能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的電解槽，所迷電 解槽被用于產(chǎn)生用于生成能量的可儲(chǔ)存的化學(xué)化合物-產(chǎn)生的氧氣輸入 氣化單元；和由所述氣化單元產(chǎn)生合成氣體，其中所述合成氣體為所述 化學(xué)產(chǎn)品的源材料。通常，本發(fā)明的方法具有與本發(fā)明的儲(chǔ)能系統(tǒng)相同 的優(yōu)點(diǎn)。
盡管前面段落的關(guān)注點(diǎn)是將合成燃料作為所述化學(xué)產(chǎn)品，但所有類(lèi) 型的化學(xué)產(chǎn)品都可以是所述化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)的可能產(chǎn)物，特別是可以 是能作為進(jìn)一步處理的基礎(chǔ)用于化工廠(chǎng)的初級(jí)化學(xué)產(chǎn)品的不可燃產(chǎn)品。 例如，這些初級(jí)化學(xué)產(chǎn)品可以為氨或乙醇。
從以下參照附圖對(duì)實(shí)施方案的說(shuō)明中，可以清楚看出本發(fā)明的其它 特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。所述特征單獨(dú)或彼此組合都是有利的。


圖l示意顯示了一個(gè)本發(fā)明的化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面將參照?qǐng)Dl描述本發(fā)明的第一種實(shí)施方案。圖l示意顯示了一個(gè) 本發(fā)明的化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)，具體而言是一個(gè)合成燃料提供系統(tǒng)。在圖 中，用矩形表示處理單元。在這些單元之間用箭頭表示固態(tài)物質(zhì)、液體 或氣體的流，用附圖標(biāo)記表示所迷流的物質(zhì)組成。箭頭表示所述流的方 向。
總地來(lái)看，所述化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)，特別是當(dāng)所述化學(xué)產(chǎn)品為合成 燃料時(shí)，具有幾種輸入物質(zhì)-比如水、燃料、具有其氣體組分的空氣和/
或氧氣-和輸出物質(zhì)-比如可直接作為燃料氣體用于燃燒的合成氣體、作 為初級(jí)產(chǎn)品用于在后續(xù)處理步驟中合成燃料和/或化學(xué)產(chǎn)品的合成氣體，
副產(chǎn)物如渣灰或二氧化碳。此外，為了產(chǎn)生合成燃料可能需要輸入機(jī)械 能和/或電能，但是在最終的發(fā)電步驟中，可以產(chǎn)生機(jī)械能或電能。
所述能量產(chǎn)生步驟可以通過(guò)在能量發(fā)生器例如渦輪機(jī)9中燃燒作為 合成燃料的化學(xué)產(chǎn)品M來(lái)進(jìn)行，其中所述渦輪機(jī)9產(chǎn)生能量P。所述產(chǎn)品 M可以為液體燃料、合成氣體或某種其它種類(lèi)的可燃物。為進(jìn)行所述能 量轉(zhuǎn)換，還可直接使用將隨后介紹的氣化單元5的產(chǎn)物。但在那方面使 用另 一種處理過(guò)的產(chǎn)品M將是有利的，可以為儲(chǔ)存或傳送而優(yōu)化特別是為液體或固體的該產(chǎn)品M。
產(chǎn)品M將由產(chǎn)品合成單元8產(chǎn)生，所述產(chǎn)品合成單元8通過(guò)任選地加 入氫G4(化學(xué)式H。轉(zhuǎn)化改良的合成氣體L。所述氫G4可以是由隨后介 紹的由轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6執(zhí)行的工藝產(chǎn)生的產(chǎn)品，所迷轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6還充當(dāng)氫 氣分離器。根據(jù)圖l,由轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6產(chǎn)生的氫氣將被稱(chēng)作氫G2。此外， 還可以從氫氣儲(chǔ)備3獲取額外的氫，其將被稱(chēng)作氫G1。
待存儲(chǔ)于氫氣儲(chǔ)備3中的氫C將由水A-可能是化學(xué)式為H20的純水-通過(guò)氫能量存儲(chǔ)和產(chǎn)生裝置1內(nèi)的電解槽2產(chǎn)生。 一般而言，在化學(xué)和制 造上，電解是一種通過(guò)使電流流過(guò)化學(xué)鍵連接的元素和化合物來(lái)將其分 離的方法。在這里，電解槽2分離水A，從而由兩個(gè)水分子H2(D產(chǎn)生兩個(gè) 氬分子H2-記作C-和一個(gè)氧分子02-記作B。
所述兩個(gè)氫分子H2將被作為能量載體儲(chǔ)存在氫氣儲(chǔ)備3中。此氫氣 儲(chǔ)備3可以已經(jīng)是能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的一部分，在本申請(qǐng)中將不再進(jìn)一步討 論。儲(chǔ)存的氬通常可隨后被用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)。具體地，在本發(fā)
M-或用于化學(xué)工業(yè)的化學(xué)產(chǎn)品例如乙醇。
雖然不屬于此實(shí)施方案但在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，除了合成燃料可以
作為產(chǎn)物M之外，還可合成能作為化學(xué)初級(jí)產(chǎn)品用于化工處理步驟中的 乙醇、氨或其它化學(xué)產(chǎn)品。為此，可能還需要對(duì)本發(fā)明體系稍加改動(dòng)， 例如在合成氨時(shí)作為輸入向產(chǎn)品合成單元8中添加氮N-N是附圖中的標(biāo) 記也是化學(xué)元素符號(hào)。
概括地說(shuō)，產(chǎn)品合成單元8設(shè)置為能產(chǎn)生比其輸入流-所述改良的合 成氣體L-更復(fù)雜的化學(xué)產(chǎn)品。
在所述能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)中并不需要所述在該系統(tǒng)中產(chǎn)生的氧B。但并 未簡(jiǎn)單地將所述氧B作為廢氣拋棄和處理。氧B將被作為氧F輸入氣化單 元5,如果氣化單元5的氧需求與電解槽2提供的氣B不匹配，這可能是通 過(guò)向氧B輸入進(jìn)一步任選的氧E。氧E可以由從環(huán)境空氣D中分離氧-例如 通過(guò)低溫處理，從而從空氣D中分離出氧-的任選的空氣分離單元4產(chǎn)生。 由于所述低溫處理主要是在降低空氣溫度時(shí)需要消耗大量的能量，所以 有利的是控制所述系統(tǒng)使其不需要或只需很少額外的氧E。因此，所述 空氣分離單元4并不是必需的，進(jìn)而如果系統(tǒng)中不包括空氣分離單元4， 則其消耗的能量將減少，無(wú)需建造復(fù)雜昂貴的空氣分離單元4，由于成
8本降低系統(tǒng)的總效率也會(huì)提高。
需的氧F的量可能會(huì)不同。氣化是將含碳^質(zhì)如煤、n石油、'或生物質(zhì)、 煉油廠(chǎng)殘余物、廢物、漿料或這些物質(zhì)的組合轉(zhuǎn)化成氣體形式的過(guò)程， 通過(guò)使原材料-給料I-在高溫下與受控量的氧-氧F-和/或水蒸汽反應(yīng)，合 成氣體主要由二氧化碳、 一氧化碳、氫、曱烷、氮和水蒸汽組成。所得 氣體混合物就是合成氣體J-或"合成氣"，其本身就是燃料。
合成氣可以直接在內(nèi)燃機(jī)中燃燒，也可以-如在本實(shí)施方案中-通過(guò)
產(chǎn)品合成工藝?yán)缳M(fèi)托工藝轉(zhuǎn)化成合成燃料或化學(xué)產(chǎn)品-化學(xué)產(chǎn)品流M。 氣化也可以從在其它形式下不可用作燃料的物質(zhì)如生物質(zhì)或有機(jī)廢物 開(kāi)始。此外，所迷高溫燃燒還凈化掉了腐蝕性的灰分元素如氯化物和鉀， 使得從本來(lái)有問(wèn)題的燃料中生產(chǎn)出清潔的氣體。這在圖1中用離開(kāi)氣化 單元5排放渣灰K的虛線(xiàn)表示。
合成氣體J的 一種主要組分將是化學(xué)式為CO的 一 氧化碳。 必要時(shí)，可以在氣化單元5中加入任選的氣體凈化單元10。其可用 于分離不期望的雜質(zhì)或顆粒并且也像所述渣灰K一樣處置這些物質(zhì)。不 期望的雜質(zhì)可以是作為給料I的組成部分的組分，如硫或重金屬。 理想地，生成的合成氣體J僅由元素碳、氧和氫構(gòu)成。 合成氣體J將會(huì)部分直接輸入碳-氫比例調(diào)節(jié)單元7和轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6 中。在轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6中將使用水Q(H20)對(duì)合成氣體J進(jìn)行改良以生成二氧 化碳和氮?dú)?氬G2。這樣產(chǎn)生的氫G2-也可能在從氬氣儲(chǔ)備3提取的氬G1 的輔助下成為G3-將被輸入碳-氫比例調(diào)節(jié)單元7，以調(diào)節(jié)合成氣體J內(nèi)的 碳?xì)浔壤?，由此變成改良的合成氣體L。
倘若優(yōu)選地只消耗來(lái)自氫氣儲(chǔ)備3的氫G 1 ，在系統(tǒng)中還可省去轉(zhuǎn)換 反應(yīng)器6。
如前所述，改良的合成氣體L和任選地氫G4-如果碳?xì)浔壤{(diào)節(jié)單元 7已經(jīng)提供了期望的碳?xì)浔壤齽t后者不是必需的-將被輸入產(chǎn)品合成單元 8以生成產(chǎn)品M。產(chǎn)品M可以燃燒產(chǎn)生機(jī)械能或電能，或產(chǎn)生用于化學(xué)工 業(yè)的產(chǎn)品如乙醇、氨或其它。所述任選的氫G4可以是從氫氣儲(chǔ)備3獲得 的氫Gl,也可以是作為轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6產(chǎn)物的氫G2。
本發(fā)明使得可以使用由電解槽2產(chǎn)生的氧B和產(chǎn)生的氫G1,替代分別 生成氧或氫的工藝步驟。理想地，本發(fā)明可以有利地與包含這種電解槽的儲(chǔ)能系統(tǒng)、這種氫氣儲(chǔ)備以及發(fā)電廠(chǎng)結(jié)合。在這樣一種體系中，所述 氫氣儲(chǔ)備可以連接到所述發(fā)電廠(chǎng)。有利的是所述電解槽為高壓電解槽。
這樣，可以使用高能量密度儲(chǔ)存介質(zhì)，即氫和優(yōu)選地壓縮氬，而不 是低比能量密度儲(chǔ)存介質(zhì)。這使得可以設(shè)計(jì)出非常緊湊的高能高容量?jī)?chǔ) 存器。不管是隨機(jī)地還是不確定地輸入的能源，本發(fā)明的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng) 都能提供可靠的能量供應(yīng)。
優(yōu)選地所述能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)包括一個(gè)與所述電解槽和所述氫氣儲(chǔ)備 連接的氫壓縮機(jī)。來(lái)自電解槽的氫在存儲(chǔ)到氫氣儲(chǔ)備中之前可被借助于 所述氫壓縮一幾壓縮。
所述發(fā)電廠(chǎng)可優(yōu)選地包括渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的組合。其特別是可以包 括常規(guī)的將化學(xué)能例如氫再轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電廠(chǎng)。
大的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)需要避免在需求低時(shí)，例如在需要進(jìn)行產(chǎn)能管制 時(shí)的情形，關(guān)小甚至切斷再生能源。與未引入高壓電解槽的系統(tǒng)相比， 高壓電解槽的引入大大提高了系統(tǒng)的效率和能量密度。
由于系統(tǒng)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6、氣化單元5和空氣分離單元4消耗 的能量更少，所以圖l所示的實(shí)施方案是特別有利的。其有利是因?yàn)檫@ 些組成部分通常在工作時(shí)會(huì)消耗大量能量。所述轉(zhuǎn)換反應(yīng)器6和/或空氣 分離單元4甚至變得多余了，且根本不需要工作-至少暫時(shí)不需要工作。 因此，這使得實(shí)現(xiàn)了更高的產(chǎn)物流、簡(jiǎn)化的系統(tǒng)和更低的成本。
此外，所述實(shí)施方案還使得不必在氣化單元5內(nèi)，例如在其內(nèi)由空 氣分離單元，產(chǎn)生氧。同樣也不必在碳-氫比例調(diào)節(jié)單元7內(nèi)產(chǎn)生氫。由 此，這些單元在技術(shù)上能夠得以簡(jiǎn)化，這同樣減少了投資。這使得可以 建造較小的系統(tǒng)，而在之前只有大的系統(tǒng)才能夠經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。這對(duì)于使 用生物質(zhì)作為氣化單元5的燃料來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)閷?duì)于集中化的大系 統(tǒng)來(lái)說(shuō)，生物質(zhì)的運(yùn)輸成本很高是一個(gè)缺點(diǎn)，不過(guò)在所述氣化中使用象 煤、原油、天然氣、重燃料油或煉油廠(chǎng)殘余物之類(lèi)的燃料時(shí)也能顯示類(lèi) 似的積才及效果。
所迷實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)還在于，不必在不同單元之內(nèi)產(chǎn)生氫，而是可 以從氫氣儲(chǔ)備3獲取氫。此氫可用于在產(chǎn)品合成工藝?yán)缳M(fèi)托工藝中提 高合成氣體和/或初級(jí)產(chǎn)品中的氫的比例。可不再需要由合成氣體-由標(biāo) 記6所表示的單元-產(chǎn)生氬以向其它合成氣體提供氫。由此合成氣體的量 不會(huì)被用于分離或產(chǎn)生氫的工藝減小，從而產(chǎn)品輸出增加。通過(guò)從電解槽作為產(chǎn)品獲得氫，也可不再需要對(duì)氫進(jìn)行凈化-例如通
過(guò)變壓吸附(PSA)。
如果支持燃料氣化系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)通過(guò)電解槽提供氧和/或氫， 則本發(fā)明是特別有利的，其中所迷電解槽是所述能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)為產(chǎn)生待 儲(chǔ)存的能量產(chǎn)品-例如氫-所無(wú)論如何都必須有的。這使得可以將能量存 儲(chǔ)系統(tǒng)提供的氧用于燃料氣化過(guò)程。另外，在所述能量?jī)?chǔ)存中產(chǎn)生的一 部分氫可用在燃料氣化過(guò)程內(nèi)用于提高產(chǎn)品輸出。
此外，產(chǎn)品輸出可得到提高，整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)復(fù)雜度也可得到降低。 這進(jìn)一步使得，特別是在使用生物質(zhì)作為給料時(shí)，可以建造更小的系統(tǒng) 來(lái)優(yōu)化其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
權(quán)利要求
1.化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于它包括電解槽(2)和氣化單元(5)，其中所述氣化單元(5)被供以由所述電解槽(2)產(chǎn)生的氧氣(B)以由該氣化單元(5)產(chǎn)生合成氣體(J)，其中所述合成氣體(J)為所述化學(xué)產(chǎn)品(M)的源材料。
2. 權(quán)利要求1的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述化學(xué)產(chǎn)品 (M)為合成燃料。
3. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于隨后 經(jīng)處理的所迷合成氣體(J)被輸入用于產(chǎn)生所述化學(xué)產(chǎn)品(M)的產(chǎn)品合成 單元(8),其中所述化學(xué)產(chǎn)品(M)被提供給發(fā)電機(jī)(9)或化工廠(chǎng)。
4. 前迷權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于輸入 氣化單元(5)的初級(jí)燃料(I)是下列至少 一種-煤， -石油, -石油氣, -生物質(zhì)， -重油，-煉油廠(chǎng)殘余物，-廢物，特別是有機(jī)廢物，-漿料。
5. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 合成氣體(J)被輸入水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)器(6)中，在其中一氧化碳與水(Q)發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)形成二氧化碳和氫氣(G2)。
6. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于由所 述水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)器(6)產(chǎn)生的氫(G2)和/或由所述電解槽(2)產(chǎn)生的儲(chǔ)存的 氫(G1)以及所迷合成氣體(J)被輸入碳?xì)浔壤{(diào)節(jié)單元(7)中以改變合成 氣體(J)中的碳?xì)?G3)比例，產(chǎn)生具有改良的碳?xì)浔壤母牧嫉暮铣蓺怏w (L)。
7. 前迷權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述由所述電解槽(2)產(chǎn)生的儲(chǔ)存的氫(G 1 )被輸^入;品合成單元(:中，所述^ 品合成單元(8)制造出復(fù)雜的化合物。
8. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 產(chǎn)品合成單元(8)執(zhí)行費(fèi)托合成工藝、氨合成或乙醇合成。
9. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 化學(xué)產(chǎn)品(M)由以下之一構(gòu)成-合成液體燃料，-合成天然氣，-含烴分子的氣體或液體，-用于進(jìn)一步的化學(xué)工藝的化學(xué)初級(jí)產(chǎn)品。
10. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 化學(xué)產(chǎn)品(M)被輸入發(fā)電機(jī)(9)的燃燒器中以燃燒烴分子產(chǎn)生電能(P)，所 述發(fā)電機(jī)(9)特別是燃?xì)夂?或蒸汽輪機(jī)。
11. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)包括用來(lái)儲(chǔ)存由所述電解槽(2)產(chǎn)生的氫(C)的氫 氣儲(chǔ)備(3)。
12. 前述權(quán)利要求之一的化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，特征在于所述 化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)利用了能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的電解槽(2)，其中所述電解 槽(2)被用于產(chǎn)生用于產(chǎn)生能量的可儲(chǔ)存的化合物。
13. 用于提供特別是用于產(chǎn)生電能的化學(xué)產(chǎn)品(M)的方法，包括 -將電解槽(2)產(chǎn)生的氧氣(B)輸入氣化單元(5); 由所述氣化單元(5)產(chǎn)生合成氣體(J),所述合成氣體(J)是所述化學(xué)產(chǎn)品 (M)的源材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)產(chǎn)品提供系統(tǒng)及提供化學(xué)產(chǎn)品的方法。公開(kāi)了一種化學(xué)產(chǎn)品(M)提供系統(tǒng)，其包括電解槽(2)和氣化單元(5)，其中所述氣化單元(5)被供以由所述電解槽(2)產(chǎn)生的氧氣(B)以由該氣化單元(5)產(chǎn)生合成氣體(J)，其中所述合成氣體(J)為所述化學(xué)產(chǎn)品(M)的源材料。另外還公開(kāi)了一種提供化學(xué)產(chǎn)品(M)的方法。
文檔編號(hào)C10G2/00GK101676368SQ200910174668
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者E·沃爾夫, T·梅茨 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司