СПОСОБ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В ДЫМОВОМ ГАЗЕ В ПРИРОДНЫЙ ГАЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗБЫТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ

1. Способ преобразования диоксида углерода в дымовом газе в природный газ с использованием избыточной энергии, причем способ включает стадии, в которых:
2
2
2
1) выполняют трансформацию напряжения и выпрямление избыточной энергии, которая выработана из возобновляемого источника энергии, и которую затруднительно хранить или подключить к энергетическим сетям, направляют избыточную энергию в раствор электролита для электролиза воды в нем на Н и О, и удаляют воду из Н;
2
2
2) проводят очистку промышленного дымового газа для отделения из него СО, и очищают выделенный из него СО;
2
2
4
2
2
3) подают Н, генерированный на стадии 1), и СО, отделенный на стадии 2), в оборудование для синтеза, включающее по меньшей мере два реактора со стационарным слоем, чтобы высокотемпературную газовую смесь с основными компонентами СН и водяным паром получить в результате высокоэкзотермической реакции метанирования между Н и СО;
4) используют высокотемпературную газовую смесь, генерированную на стадии 3), для проведения косвенного теплообмена с технологической водой для получения перегретого водяного пара;
5) подают перегретый водяной пар, полученный на стадии 4), в турбину для выработки электрической энергии, и возвращают электрическую энергию на стадию 1) для трансформации напряжения и выпрямления тока, и для электролиза воды; и
6) конденсируют и высушивают газовую смесь на стадии 4), охлажденную в результате теплообмена, до тех пор.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что возобновляемую энергию выбирают из солнечной энергии, гидроэнергии, ветровой энергии или их комбинации.
3
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор электролита представляет собой раствор гидроксида калия с плотностью 1,2-1,4 кг/м, и температуру реакции раствора электролита регулируют на 90 ± 2ºС.
4. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 3) реакторы со стационарным слоем имеют температуру на входе 250-300ºС, давление реакции 3-4 МПа, и температуру на выходе 350-700ºС.
2
2
2
5. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 3) часть высокотемпературной газовой смеси из первичного реактора со стационарным слоем перепускают для охлаждения, удаления воды, сжатия и нагревания, и затем смешивают со свежими Н и СО, чтобы транспортировать газовую смесь обратно в первичный реактор со стационарным слоем после достижения объемного содержания СО в ней 6-8%.
6. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 4) технологическую воду сначала нагревают для получения перегретой воды, которую затем преобразуют в водяной пар, и, наконец, водяной пар преобразуют в перегретый водяной пар.
7. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 5) паровой выхлоп, генерированный турбиной после приведения ее в действие для выработки энергии, конденсируют в воду, и затем направляют обратно в линию для технологической воды для рециркулирования.
8. Способ по п. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 6) конденсированную воду из газовой смеси направляют обратно в линию для технологической воды для рециркулирования.
9. Устройство для преобразования диоксида углерода из дымового газа в природный газ с использованием избыточной энергии, включающее трансформаторное и выпрямительное устройство (1), электролитическую ячейку (2), турбину (4), нагреватель (21) диоксида углерода, первичный реактор (13) со стационарным слоем, вторичный реактор (11) со стационарным слоем, конденсатор (8) природного газа, и линия (3) для технологической воды, причем
2
выход трансформаторного и выпрямительного устройства (1) соединен с интерфейсом питания электролитической ячейки, газо-жидкостный выпуск катода электролитической ячейки (2) соединен с газо-жидкостным впуском водородного сепаратора (18), жидкостный выпуск водородного сепаратора (18) соединен с жидкостным флегмовым портом катода электролитической ячейки (2), выпуск Н водородного сепаратора (18) соединен с впуском охладителя (17) водорода, выпуска охладителя (17) водорода и выпуска нагревателя (21) диоксида углерода соединены с впуском первичного реактора (13) со стационарным слоем;
выпуск первичного реактора (13) со стационарным слоем соединен с впуском вторичного реактора со стационарным слоем последовательно через пароперегреватель (6) и линию для газовой смеси первичного теплообменника (7), и выпуск вторичного реактора (11) со стационарным слоем соединен с впуском конденсатора (8) природного газа последовательно через вторичный теплообменник (10) и линией для газовой смеси подогревателя (9); и
линия (3) для технологической воды соединена с впуском для водной среды подогревателя (9), выпуск для водной среды подогревателя (9) присоединен к паровому впуску пароперегревателя (6) через камеру для пара, паровой выпуск пароперегревателя (6) соединен с паровым впуском турбины (4), и электрический выход турбины (4) соединен со входом трансформаторного и выпрямительного устройства (4).
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что выпуск для газовой смеси первичного теплообменника оснащают перепускным устройством, соединенным с впуском для теплоносителя циркуляционного теплообменника (16), выпуск для теплоносителя циркуляционного теплообменника (16) соединен с впуском циркуляционного компрессора (14) через циркуляционный охладитель (15), выпуск циркуляционного компрессора (14) соединен с впуском для нагретой среды циркуляционного теплообменника (16), и выпуск для нагретой среды циркуляционного теплообменника (16) соединен с впуском первичного реактора (13) со стационарным слоем.
11. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что между первичным реактором (13) со стационарным слоем и вторичным реактором (11) со стационарным слоем предусмотрен промежуточный реактор (22) со стационарным слоем; впуск промежуточного реактора (22) со стационарным слоем соединен с выпуском для газовой смеси первичного теплообменника (7), и выпуск
промежуточного реактора (22) со стационарным слоем соединен с впуском вторичного реактора (11) со стационарным слоем через промежуточный теплообменник (23).
12. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что выпуск парового выхлопа турбины (4) соединен с линией (3) для технологической воды через конденсатор (5) парового выхлопа.
13. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что линия (3) для технологической воды соединена с газо-жидкостным впуском водородного сепаратора (18).
14. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что выпуск для конденсированной воды конденсатора (8) природного газа соединен с впуском для водной среды подогревателя (9).