[go: up one dir, main page]

CZ310536B6 - A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it - Google Patents

A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it

Info

Publication number
CZ310536B6
CZ310536B6 CZ2023-334A CZ2023334A CZ310536B6 CZ 310536 B6 CZ310536 B6 CZ 310536B6 CZ 2023334 A CZ2023334 A CZ 2023334A CZ 310536 B6 CZ310536 B6 CZ 310536B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fraction
gaseous
methane
outlet
hydrogen
Prior art date
Application number
CZ2023-334A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2023334A3 (en
Inventor
Tomáš Rittich
Rittich Tomáš Ing., Ph.D.
Original Assignee
Jakovlev Roman Mgr.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jakovlev Roman Mgr. filed Critical Jakovlev Roman Mgr.
Priority to CZ2023-334A priority Critical patent/CZ310536B6/en
Publication of CZ2023334A3 publication Critical patent/CZ2023334A3/en
Publication of CZ310536B6 publication Critical patent/CZ310536B6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/02Multi-step carbonising or coking processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/0093Removing and treatment of non condensable gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24Hydrocarbons
    • B01D2256/245Methane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Předmět řešení se týká způsobu zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky při zpracování materiálů pyrolýzou. Plynné produkty pyrolýzy se podrobí kondenzační separaci, při které se oddělí plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 a zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší, načež se plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 odebírá k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích a kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší se podrobí dalšímu tepelnému štěpení, při kterém se tepelně rozštěpí na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a na zbytkovou frakci, přičemž plynná vodíko-metanová směs H2+Cx se následně opět podrobí kondenzační separaci, při které se z vodíko-metanové směsi H2+Cx oddělí další plynná vodíko-metanová frakce H2+C1, a zbytková frakce z dalšího tepelného štěpení se zkondenzuje a vyčistí, čímž se získá lehký olej a uhlíkový zbytek, který se odvede do odpadu. Předmět řešení se dále týká zařízení pro zvyšování obsahu vodíku ve výstupu plynné frakce z výstupu pyrolýzní jednotky (1), které obsahuje kondenzační separátor (2), napojený na pomocnou pyrolýzní jednotku (4) s výstupem (40) plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx a výstupem (41) zbytkové frakce vedoucím do druhého kondenzátoru.The subject of the solution concerns a method of increasing the hydrogen content in the gas fraction from the output of a pyrolysis unit during the processing of materials by pyrolysis. The gaseous pyrolysis products are subjected to condensation separation, in which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and the condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher are separated, after which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is taken for further processing in industrial applications and the liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is subjected to further thermal cracking, in which it is thermally split into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction, while the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx is subsequently subjected to condensation separation again, in which another gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is separated from the hydrogen-methane mixture H2+Cx, and the residual fraction from further thermal cracking is condensed and purified, thereby obtaining light oil and a carbon residue, which is disposed of. The subject of the solution further relates to a device for increasing the hydrogen content in the outlet of the gaseous fraction from the outlet of the pyrolysis unit (1), which includes a condensation separator (2), connected to an auxiliary pyrolysis unit (4) with an outlet (40) of the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and an outlet (41) of the residual fraction leading to a second condenser.

Description

Způsob zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky a zařízení k jeho prováděníMethod for increasing the hydrogen content in the gas fraction from the output of a pyrolysis unit and device for carrying it out

Oblast technikyTechnical area

Vynález se týká způsobu zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky při zpracování materiálů pyrolýzou, při kterém se organická vstupní surovina zpracovává pyrolýzou, jejímž jedním z výstupních produktů jsou plynné produkty pyrolýzy, které obsahují směs plynných uhlovodíků a vodíku a které se odebírají pro průmyslové využití nebo pro výrobu e-paliv.The invention relates to a method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the output of a pyrolysis unit during the processing of materials by pyrolysis, in which the organic input raw material is processed by pyrolysis, one of the output products of which is gaseous pyrolysis products containing a mixture of gaseous hydrocarbons and hydrogen and which are collected for industrial use or for the production of e-fuels.

Vynález se také týká zařízení pro zvyšování obsahu vodíku ve výstupu plynné frakce z výstupu pyrolýzní jednotky.The invention also relates to a device for increasing the hydrogen content in the outlet of the gaseous fraction from the outlet of a pyrolysis unit.

Dosavadní stavCurrent status

Běžně využívaný pyrolýzní plyn lze charakterizovat jako směs uhlovodíků s jedním až dvanácti atomy uhlíku v molekule, přičemž uhlovodíky s více než čtyřmi atomy uhlíku v molekule vykazují za normálních podmínek kapalné skupenství, tzn., že jejich bod varu je za tlaku 101,325 kPa vyšší než 0 °C.Commonly used pyrolysis gas can be characterized as a mixture of hydrocarbons with one to twelve carbon atoms per molecule, with hydrocarbons with more than four carbon atoms per molecule exhibiting a liquid state under normal conditions, i.e. their boiling point is higher than 0 °C at a pressure of 101.325 kPa.

Proto za termodynamických podmínek vyskytujících se v současných zpracovatelských, skladovacích, dopravních i přepravních zařízeních pyrolýzního plynu mohou tyto látky z pyrolýzního plynu vypadávat za vzniku uhlovodíkového kondenzátu, který může způsobovat nežádoucí obtíže. Pro postižení, resp. i omezení těchto nežádoucích stavů vystupuje v posledním období stále více do popředí vypracování objektivních a spolehlivých metodik pro stanovení nejen rosného bodu uhlovodíků, ale i údajů charakterizujících množství uhlovodíkového kondenzátu tvořícího se za daných termodynamických podmínek ze sledovaného pyrolýzního plynu. Vlastní stanovení rosného bodu uhlovodíkového kondenzátu sice charakterizuje poměrně přesně teplotu a tlak, za kterých může kondenzace začít, ale neposkytuje žádné údaje o množství nebo objemu kondenzátu, který za daných podmínek může vznikat.Therefore, under the thermodynamic conditions occurring in current pyrolysis gas processing, storage, transport and shipping facilities, these substances can precipitate from the pyrolysis gas, forming hydrocarbon condensate, which can cause undesirable problems. In order to prevent or limit these undesirable conditions, the development of objective and reliable methodologies for determining not only the dew point of hydrocarbons, but also data characterizing the amount of hydrocarbon condensate formed under given thermodynamic conditions from the monitored pyrolysis gas has recently become increasingly important. The actual determination of the dew point of hydrocarbon condensate characterizes the temperature and pressure at which condensation can begin relatively accurately, but does not provide any data on the amount or volume of condensate that can form under given conditions.

Údaje spojené s charakterizací množství a objemem kondenzátů jsou potřebné i u projektování systémů zpracování a manipulace s kondenzátem. Navazující potřebnou informací je znalost o jeho složení, resp. o jeho fyzikálně-chemických parametrech. Dosud málo sledovaným nežádoucím působením kondenzujících uhlovodíků je jejich možný vliv na plastová potrubí, zanášení různých filtrů, kontrolních či regulačních čidel a uzlů, nebo možná absorpce odorantů při jejich kondenzaci.Data related to the characterization of the amount and volume of condensates are also needed for the design of condensate processing and handling systems. The necessary follow-up information is knowledge of its composition, or rather its physico-chemical parameters. An undesirable effect of condensing hydrocarbons that has not been monitored much so far is their possible effect on plastic pipes, clogging of various filters, control or regulation sensors and nodes, or possible absorption of odorants during their condensation.

Před nástupem úprav pyrolýzních plynů zřejmě rosné body uhlovodíků v potrubí, resp. na trhu dostupných zemních plynů, dosahovaly teplot okolí (mezi 0 a 15 °C). Přepravci shromažďovali kondenzáty a vyvíjeli vlastní metody, jak tyto kondenzáty odloučit z plynu před jeho dodáním zákazníkovi. S postupem rozvoje úprav pyrolýzního plynu a narůstající produkce producenti byli schopni dosavadní postupy nahradit dokonalejšími technologickými celky. Prvním zařízením k úpravě pyrolýzního plynu byly v této době kompresní aparatury podobné klimatizačním jednotkám a předcházely nástupu chladicích zařízení. Tato zařízení stlačovala zemní plyn a chladila jej pomocí vzdušných či vodních výměníků tak, aby výše vroucí uhlovodíky zkondenzovaly.Before the advent of pyrolysis gas treatment, the dew points of hydrocarbons in the pipeline, or of natural gases available on the market, probably reached ambient temperatures (between 0 and 15 °C). Transporters collected condensates and developed their own methods for separating these condensates from the gas before delivering it to the customer. As pyrolysis gas treatment progressed and production increased, producers were able to replace existing procedures with more advanced technological units. The first equipment for treating pyrolysis gas at that time was compression equipment similar to air conditioning units and preceded the advent of refrigeration equipment. These devices compressed natural gas and cooled it using air or water exchangers so that the higher-boiling hydrocarbons condensed.

V současné době se využívá TPG 902 02 o názvu „Jakost a zkoušení topných plynů s vysokým obsahem methanu, které jsou dodávány prostřednictvím distribučních sítí konečným zákazníkům. Tato nová technická pravidla stanovují základní požadavky na jakost a zkoušení topných plynů s vysokým obsahem methanu. Technická pravidla vytvořená na základě konsenzuCurrently, TPG 902 02 is used, entitled "Quality and testing of fuel gases with a high methane content, which are supplied through distribution networks to end customers. These new technical rules set out the basic requirements for the quality and testing of fuel gases with a high methane content. Technical rules developed on the basis of consensus

- 1 CZ 310536 B6 řady organizací působících v ČR v oblasti plynárenství, která specifikují požadavek na obsah uhlovodíků vyjádřený jako rosný bod uhlovodíků 0 °C. Ke stanovení obsahu uhlovodíků vyjádřeného jako rosný bod uhlovodíků jsou doporučeny následující normy:- 1 CZ 310536 B6 a number of organizations operating in the Czech Republic in the gas industry, which specify the requirement for hydrocarbon content expressed as a hydrocarbon dew point of 0 °C. The following standards are recommended for determining the hydrocarbon content expressed as a hydrocarbon dew point:

- ČSN 38 5569 Zemní plyn - stanovení rosného bodu uhlovodíků; a- ČSN 38 5569 Natural gas - determination of the dew point of hydrocarbons; and

- ČSN EN ISO 6570 1 až 3 Zemní plyn - stanovení obsahu kondenzujících uhlovodíků obecné požadavky, vážková metoda, objemová metoda, kterou se nahrazují ČSN ISO 6570-1 (38 5575), ČSN ISO 6570-2 (38 5575) a ČSN ISO 6570-3 (38 5575).- ČSN EN ISO 6570 1 to 3 Natural gas - determination of condensable hydrocarbon content, general requirements, gravimetric method, volumetric method, which replaces ČSN ISO 6570-1 (38 5575), ČSN ISO 6570-2 (38 5575) and ČSN ISO 6570-3 (38 5575).

Jako pomocné metody využitelné v souvislosti s výše diskutovanými postupy lze zde zmínit následující normy s postupy stanovení složení zemního plynu, ve kterých je definován parametr C6 - tzn. celkový obsah uhlovodíku vyšších než n-hexan včetně n-hexanu:As auxiliary methods usable in connection with the procedures discussed above, the following standards with procedures for determining the composition of natural gas can be mentioned, in which the parameter C6 is defined - i.e. the total content of hydrocarbons higher than n-hexane, including n-hexane:

- ČSN EN ISO 6974-3 (38 5506) Zemní plyn - stanovení složení s definovanou nejistotou plynové chromatografie - část 3: stanovení vodíku, helia, kyslíku, dusíku, oxidu uhličitého a uhlovodíků do C8 za použití dvou kolon, C6 pro laboratoře a měřicí systém on-line za použití dvou kolon; a- ČSN EN ISO 6974-3 (38 5506) Natural gas - determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography - Part 3: determination of hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons up to C8 using two columns, C6 for laboratories and an on-line measurement system using two columns; and

- ČSN EN ISO 6974-5 (38 5506) Zemní plyn - stanovení složení s definovanou nejistotou pomocí plynové chromatografie - část 5: stanovení dusíku, oxidu uhličitého a uhlovodíků C1 až C5 a C6+ pro laboratoře a měřicí systém on-line za použití tří kolon.- ČSN EN ISO 6974-5 (38 5506) Natural gas - determination of composition with defined uncertainty using gas chromatography - Part 5: determination of nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons C1 to C5 and C6+ for laboratories and on-line measurement system using three columns.

K pomocným doplňujícím výpočtům a informacím lze využít postupy specifikované v:For additional calculations and information, the procedures specified in:

- ISO 20765-1 Výpočet termodynamických vlastností; a- ISO 20765-1 Calculation of thermodynamic properties; and

- ISO/TR 26762 Zemní plyn - alokace plynu a kondenzátu.- ISO/TR 26762 Natural gas - gas and condensate allocation.

Pyrolýzní plyn vzniklý termickým štěpením organických sloučenin bez přístupu vzduchu obsahuje řadu organických aromatických a alifatických sloučenin s uhlíkovou řadou od C1 do C250. Parciální kondenzací při atmosférickém tlaku se tento pyrolýzní plyn rozdělí na dva stupně, kde se v prvním stupni získává těžká frakce C10 až C250 s příměsí reakční vody, přičemž tato těžká frakce, tzv. pyroolej, se používá pro energetické účely a potřeby chemického průmyslu. Ve druhém stupni se získávají uhlovodíky řady C2 až C10, metan (C1) a vodík, tj. tzv. lehká frakce plynů. Tato lehká frakce plynů je za běžných teplot v plynné fázi, tzv. pyroplyn, a obsahuje více než 30 % vodíku, 15 % metanu a dále i uhlovodíky C2 až C10. V této lehké frakci plynů se mohou objevit i stopy reakční vody. Právě stopy reakční vody ve formě plynné vlhkosti znemožňují použití pyrolýzních plynů pro zpracování metodou nízkotepelné destilace za účelem zvýšení podílu vodíku, protože v destilačním zařízení při teplotách -100 až -185 °C způsobují tyto stopy reakční vody zamrzání a neprůchodnost průmyslových deskových výměníků tepla, což je nevýhodné.Pyrolysis gas produced by thermal decomposition of organic compounds without access to air contains a number of organic aromatic and aliphatic compounds with carbon numbers from C1 to C250. By partial condensation at atmospheric pressure, this pyrolysis gas is divided into two stages, where in the first stage a heavy fraction C10 to C250 with an admixture of reaction water is obtained, while this heavy fraction, so-called pyrooil, is used for energy purposes and the needs of the chemical industry. In the second stage, hydrocarbons of the C2 to C10 series, methane (C1) and hydrogen, i.e. the so-called light gas fraction, are obtained. This light gas fraction is in the gaseous phase at ordinary temperatures, so-called pyrogas, and contains more than 30% hydrogen, 15% methane and also hydrocarbons C2 to C10. Traces of reaction water may also appear in this light gas fraction. It is precisely the traces of reaction water in the form of gaseous moisture that make it impossible to use pyrolysis gases for processing by the low-temperature distillation method in order to increase the hydrogen content, because in the distillation equipment at temperatures of -100 to -185 °C, these traces of reaction water cause freezing and blockage of industrial plate heat exchangers, which is disadvantageous.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň zmírnit nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména vytvořit způsob a zařízení pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci získávané na výstupu pyrolýzní jednotky.The aim of the invention is to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art, in particular to create a method and device for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction obtained at the outlet of a pyrolysis unit.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci získávané na výstupu pyrolýzní jednotky, jehož podstata spočívá v tom, že plynné produkty pyrolýzy se před odběrem k průmyslovému použití nebo pro výrobu e-paliv podrobí kondenzační separaci, při které se kondenzačně oddělí plynná vodíkoýá-metanová frakce H2+C1 a zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší, načež se plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 odebírá k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích a kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší seThe aim of the invention is achieved by a method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction obtained at the output of a pyrolysis unit, the essence of which lies in the fact that the gaseous pyrolysis products are subjected to condensation separation before being taken for industrial use or for the production of e-fuels, in which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and the condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher are separated by condensation, after which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is taken for further processing in industrial applications and the liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is

- 2 CZ 310536 B6 podrobí dalšímu tepelnému štěpení, při kterém se tepelně rozštěpí na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a na zbytkovou frakci, přičemž plynná vodíko-metanová směs H2+Cx se následně podrobí kondenzační separaci, při které se plynná vodíko-metanová směs H2+Cx rozdělí na další plynnou vodíko-metanovou frakci H2+C1 a na zkondenzovanou kapalnou uhlovodíkovou frakci C2 a vyšší, a zbytková frakce z dalšího tepelného štěpení se zkondenzuje a vyčistí, čímž se získá vysoce kvalitní lehký olej, který se odebírá zejména pro průmyslovou výrobu e-paliv, a uhlíkový zbytek, který se odvede do odpadu.- 2 CZ 310536 B6 is subjected to further thermal cracking, in which it is thermally split into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction, the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx being subsequently subjected to condensation separation, in which the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx is divided into another gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and into a condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher, and the residual fraction from the further thermal cracking is condensed and purified, thereby obtaining high-quality light oil, which is taken mainly for the industrial production of e-fuels, and a carbon residue, which is disposed of as waste.

Podstata zařízení pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci získávané na výstupu pyrolýzní jednotky spočívá v tom, že obsahuje kondenzační separátor složek plynných produktů pyrolýzy, který je tvořen kondenzačním separátorem pro kondenzační separaci plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 a zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších, přičemž kondenzační separátor je opatřen vstupem plynných produktů pyrolýzy, výstupem plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 a výstupem kondenzované kapalné frakce C2 a vyšších, přičemž výstup kondenzované kapalné frakce C2 a vyšších je napojen na vstup pomocné pyrolýzní jednotky pro další tepelné štěpení kapalné frakce C2 a vyšších na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a zbytkovou frakci, přičemž pomocná pyrolýzní jednotka je opatřena výstupem plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx, který je napojen na vstup plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx do kondenzačního separátoru a pomocná pyrolýzní jednotka je dále opatřena výstupem zbytkové frakce, který je napojen na vstup druhého kondenzátoru pro kondenzaci a vyčistění zbytkové frakce na vysoce kvalitní lehký olej pro průmyslovou výrobu e-paliv a pro oddělení uhlíkového zbytku do odpadu.The essence of the device for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction obtained at the outlet of the pyrolysis unit consists in that it contains a condensation separator of the components of the gaseous pyrolysis products, which is formed by a condensation separator for the condensation separation of the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and the condensed liquid fraction C2 and higher, wherein the condensation separator is provided with an inlet for the gaseous pyrolysis products, an outlet for the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and an outlet for the condensed liquid fraction C2 and higher, wherein the outlet for the condensed liquid fraction C2 and higher is connected to the inlet of the auxiliary pyrolysis unit for further thermal splitting of the liquid fraction C2 and higher into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction, wherein the auxiliary pyrolysis unit is provided with an outlet for the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx, which is connected to the inlet for the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx to The condensation separator and the auxiliary pyrolysis unit are further equipped with a residual fraction outlet, which is connected to the inlet of the second condenser for condensation and purification of the residual fraction into high-quality light oil for the industrial production of e-fuels and for separation of the carbon residue into waste.

Obecně je tento vynález založen na principu velkoobjemové kondenzace plynných produktů pyrolýzy využívající fyzikální změny vlastností uhlovodíků v oblasti kritického bodu uhlovodíků v závislosti na teplotě a tlaku, kdy předchlazením plynné fáze produktů pyrolýzy, tj. pyrolýzního plynu (pyroplynu), vystupujícího z pyrolýzní jednotky vedle kapalné fáze produktů pyrolýzy, tj. vedle pyrooleje, na teplotu při které dojde v chlazené tlakové nádrži ke kondenzaci všech těžších uhlovodíků (C2 a vyšších) a k volnému odpařování směsi H2-C1. H2-C1 se ve formě plynu odebírá pro průmyslové použití a zkapalnělé těžší uhlovodíky C2 a vyšší se podrobí další pyrolýze za vzniku plynné vodíko-metanové směsi H2-Cx a zbytkové frakce. Vodíko-metanová směs H2-Cx se podrobí kondenzační separaci pro oddělení plynné vodíko-metanové frakce H2-C1 pro zvýšení koncentrace vodíku na výstupu systému. Zbytková frakce z této další pyrolýzy se zkondenzuje a vyčistí pro získání lehkého oleje, zejména pro výrobu e-paliv, a pro oddělení uhlíkového zbytku. V cyklickém režimu tak dochází ke kontinuálnímu obohacování lehké plynné vodíko-metanové frakce H2-C1 na výstupu systému tak, že je tato vodíko-metanová frakce H2-C1 vhodná pro následnou separaci čistého vodíku H2 a uhlovodíku C1 na membránách a molekulových sítech.In general, this invention is based on the principle of large-scale condensation of gaseous pyrolysis products using physical changes in the properties of hydrocarbons in the region of the critical point of hydrocarbons depending on temperature and pressure, when pre-cooling the gaseous phase of pyrolysis products, i.e. pyrolysis gas (pyrogas), exiting the pyrolysis unit next to the liquid phase of pyrolysis products, i.e. next to pyrooil, to a temperature at which condensation of all heavier hydrocarbons (C2 and higher) and free evaporation of the H2-C1 mixture occur in a cooled pressure tank. H2-C1 is taken in the form of gas for industrial use and the liquefied heavier hydrocarbons C2 and higher are subjected to further pyrolysis to form a gaseous hydrogen-methane mixture H2-Cx and a residual fraction. The hydrogen-methane mixture H2-Cx is subjected to condensation separation to separate the gaseous hydrogen-methane fraction H2-C1 to increase the hydrogen concentration at the outlet of the system. The residual fraction from this further pyrolysis is condensed and purified to obtain light oil, especially for the production of e-fuels, and to separate the carbon residue. In the cyclic mode, the light gaseous hydrogen-methane fraction H2-C1 at the outlet of the system is continuously enriched so that this hydrogen-methane fraction H2-C1 is suitable for subsequent separation of pure hydrogen H2 and hydrocarbon C1 on membranes and molecular sieves.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Předložený vynález je schematicky znázorněn na připojených výkresech, ve kterých představuje:The present invention is schematically illustrated in the accompanying drawings, in which it represents:

obr. 1 celkové blokové schéma zařízení pro provádění pyrolýzního rozkladu materiálů se zařazeným zařízením pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky podle tohoto vynálezu;Fig. 1 is a general block diagram of a device for performing pyrolytic decomposition of materials with an included device for increasing the hydrogen content in the gas fraction from the outlet of the pyrolysis unit according to the present invention;

obr. 2 schéma zařízení pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu zařízení pro provádění pyrolýzního rozkladu materiálů podle tohoto vynálezu; a obr. 3 grafické znázornění fyzikální změny vlastností uhlovodíků v oblasti kritického bodu uhlovodíků v závislosti na teplotě a tlaku, kde toto znázornění je pro odborníka dostatečné bez dalšího podrobného výkladu.Fig. 2 is a diagram of a device for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of a device for carrying out pyrolytic decomposition of materials according to the present invention; and Fig. 3 is a graphical representation of the physical change in the properties of hydrocarbons in the region of the critical point of hydrocarbons as a function of temperature and pressure, where this representation is sufficient for a person skilled in the art without further detailed explanation.

- 3 CZ 310536 B6- 3 CZ 310536 B6

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention

Vynález bude popsán na příkladu uskutečnění způsobu zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky a příkladu uskutečnění zařízení pro provádění pyrolýzního rozkladu materiálů, např. čistírenských kalů, TAP, biomasy, průmyslových a komunálních organických odpadů atd., ve které je jako jeden z technologických uzlů zařazeno zařízení pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky podle tohoto vynálezu. Průměrný odborník přitom je schopen aplikovat zařízení pro zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky podle tohoto vynálezu i v odlišně strukturovaných zařízeních pro provádění pyrolýzního rozkladu materiálů.The invention will be described on the example of a method for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of a pyrolysis unit and an example of a device for performing pyrolytic decomposition of materials, e.g. sewage sludge, TAP, biomass, industrial and municipal organic waste, etc., in which a device for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of a pyrolysis unit according to the present invention is included as one of the technological nodes. The average expert is able to apply the device for increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of a pyrolysis unit according to the present invention even in differently structured devices for performing pyrolytic decomposition of materials.

Vynález je založen na tom, že organická vstupní surovina, zejména čistírenské kaly, TAP, biomasa, průmyslové a komunální organické odpady atd., vstupuje do pyrolýzní jednotky 1, jejímž jedním z výstupních produktů jsou plynné produkty pyrolýzy, tzv. pyroplyn, který obsahuje směs plynných uhlovodíků a vodíku. Tato směs plynů se podrobí kondenzační separaci, zde v kondenzačním separátoru 2, čímž se kondenzačně oddělí plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 a zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší. Plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 se následně odebírá k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích, zatímco kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší se podrobí dalšímu tepelnému štěpení, např. v pomocné pyrolýzní jednotce 4, čímž dojde k dalšímu tepelnému rozštěpení této kapalné uhlovodíkové frakce C2 a vyšších na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a na zbytkovou frakci. Získaná plynná vodíko-metanová směs H2+Cx se následně opět podrobí kondenzační separaci, zde opět v kondenzačním separátoru 2, čímž se kondenzačně oddělí plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 pro průmyslové použití a zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší pro další tepelné štěpení, např. v pomocné pyrolýzní jednotce 4, a takto se proces cyklicky opakuje. Zbytková frakce z dalšího tepelného štěpení, např. z pomocné pyrolýzní jednotky 4, se zkondenzuje a vyčistí, zde např. v cyklonu 3, čímž se získá vysoce kvalitní lehký olej vhodný pro průmyslovou výrobu e-paliv a uhlíkový zbytek, který se odvede do odpadu.The invention is based on the fact that organic input raw material, in particular sewage sludge, TAP, biomass, industrial and municipal organic waste, etc., enters the pyrolysis unit 1, one of the output products of which is gaseous pyrolysis products, so-called pyrogas, which contains a mixture of gaseous hydrocarbons and hydrogen. This gas mixture is subjected to condensation separation, here in the condensation separator 2, whereby the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and the condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher are separated by condensation. The gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is then taken for further processing in industrial applications, while the liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is subjected to further thermal cracking, e.g. in the auxiliary pyrolysis unit 4, whereby this liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is further thermally split into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction. The obtained gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx is then subjected to condensation separation again, here again in the condensation separator 2, whereby the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 for industrial use and the condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher for further thermal cracking, e.g. in the auxiliary pyrolysis unit 4, and the process is thus cyclically repeated. The residual fraction from further thermal cracking, e.g. from auxiliary pyrolysis unit 4, is condensed and cleaned, here e.g. in cyclone 3, thereby obtaining high-quality light oil suitable for industrial production of e-fuels and a carbon residue, which is disposed of.

Na obr. 1 je uvedeno příkladné celkové blokové schéma zařízení pro provádění pyrolýzního rozkladu materiálů, které obsahuje pyrolýzní jednotku 1, která je opatřena výstupem 10 plynných produktů pyrolýzy, tj. pyroplynu, na který je svým vstupem napojen kondenzační separátor 2 složek pyroplynu. Pyrolýzní jednotka 1 je dále opatřena vstupem 11 materiálu pro pyrolýzní rozklad. Pyrolýzní jednotka 1 je dále opatřena výstupem 12 kapalných produktů pyrolýzy, tzv. pyrooleje, výstupem 13 biocharu, tj. zuhelnatělé biomasy z pyrolýzního rozkladu materiálu. Separátor 2 složek pyroplynu je opatřen výstupem 20 kapalné frakce uhlovodíků C2 a vyšších vzniklé kondenzační separací plynných produktů pyrolýzy. Výstup 20 kapalné frakce uhlovodíků C2 a vyšších je napojen na vstup pomocné pyrolýzní jednotky 4, která je opatřena výstupem 40 plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx, který je napojen na vstup 27 plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx do kondenzačního separátoru 2 složek pyroplynu. Pomocná pyrolýzní jednotka 4 je dále opatřena výstupem 41 zbytkové frakce, který je napojen na vstup cyklonu 3 pro separaci uhlíku ze zbytkové frakce a pro kondenzaci zbytkové frakce do podoby vysoce kvalitního lehkého oleje vhodného pro výrobu e-paliv. Cyklon 3 je proto opatřen výstupem 30 kondenzátu a dále je opatřen výstupem 31 uhlíkového zbytku. Separátor 2 složek pyroplynu je dále opatřen výstupem 21 plynu ke spálení (odplyn do fléru) a výstupem 22 plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích.Fig. 1 shows an exemplary overall block diagram of a device for performing pyrolytic decomposition of materials, which includes a pyrolysis unit 1, which is provided with an outlet 10 of gaseous pyrolysis products, i.e. pyrogas, to which a condensation separator 2 of pyrogas components is connected by its inlet. The pyrolysis unit 1 is further provided with an inlet 11 of material for pyrolysis decomposition. The pyrolysis unit 1 is further provided with an outlet 12 of liquid pyrolysis products, so-called pyrooil, an outlet 13 of biochar, i.e. charred biomass from the pyrolytic decomposition of the material. The separator 2 of pyrogas components is provided with an outlet 20 of the liquid fraction of hydrocarbons C2 and higher formed by condensation separation of gaseous pyrolysis products. The outlet 20 of the liquid fraction of hydrocarbons C2 and higher is connected to the inlet of the auxiliary pyrolysis unit 4, which is provided with an outlet 40 of the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx, which is connected to the inlet 27 of the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx to the condensation separator 2 of the pyrogas components. The auxiliary pyrolysis unit 4 is further provided with an outlet 41 of the residual fraction, which is connected to the inlet of the cyclone 3 for separating carbon from the residual fraction and for condensing the residual fraction into the form of a high-quality light oil suitable for the production of e-fuels. The cyclone 3 is therefore provided with an outlet 30 of condensate and is further provided with an outlet 31 of the carbon residue. The pyrogas component separator 2 is further provided with an outlet 21 for gas for combustion (off-gas to the flare) and an outlet 22 for the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 for further processing in industrial applications.

Na obr. 2 je znázorněn příklad uskutečnění kondenzačního separátoru 2 složek pyroplynu pro kondenzační separaci plynného H2 a plynných uhlovodíků C1 až Cx z plynných produktů pyrolýzy. Kondenzační separátor 2 složek pyroplynu obsahuje tlakovou nádrž 23, která je přes zpětnou klapku 230 napojena na výstup 10 plynných produktů pyrolýzy z pyrolýzní jednotky 1. Tlaková nádrž 23 je příkladně opatřena optickým snímačem 231 výšky hladiny kondenzátu uhlovodíků C2 a vyšších v nádrži 23 a/nebo je opatřena ultrazvukovým nebo jiným dálkově odečitatelným snímačem 232 výšky hladiny kondenzátu uhlovodíků C2 a vyšších v nádrži 23. Tlaková nádrž 23 je dále opatřena ochlazovacím potrubím 233, které je napojeno na přívod 2330Fig. 2 shows an example of the implementation of a condensation separator 2 of pyrogas components for the condensation separation of gaseous H2 and gaseous hydrocarbons C1 to Cx from gaseous pyrolysis products. The condensation separator 2 of pyrogas components comprises a pressure tank 23, which is connected via a non-return valve 230 to the outlet 10 of gaseous pyrolysis products from the pyrolysis unit 1. The pressure tank 23 is for example provided with an optical sensor 231 of the level of condensate of hydrocarbons C2 and higher in the tank 23 and/or is provided with an ultrasonic or other remotely readable sensor 232 of the level of condensate of hydrocarbons C2 and higher in the tank 23. The pressure tank 23 is further provided with a cooling pipe 233, which is connected to the inlet 2330

- 4 CZ 310536 B6 a odvod 2331 ochlazovacího média a které je určeno pro udržování rovnovážné kondenzační teploty pro velkoobjemovou kondenzaci plynných produktů pyrolýzy využívající fyzikální změny vlastností uhlovodíků v oblasti kritického bodu uhlovodíků v závislosti na teplotě a tlaku. Tlaková nádrž 23 je ve znázorněném příkladu uskutečnění dále opatřena regulačním výstupem 234 s regulačním ventilem 2340 a obtokovým kanálem 2341. V neznázorněném příkladu uskutečnění je tlaková nádrž 23 provedena bez regulačního výstupu 234. Tlaková nádrž 23 je ve své spodní části opatřena výstupem 20 kondenzátu uhlovodíků C2 a vyšších, tj. kapalné frakce uhlovodíků C2 a vyšších, z tlakové nádrže 23 do pomocné pyrolýzní jednotky 4. Výstup 20 kondenzátu uhlovodíků C2 a vyšších z tlakové nádrže 23 do pomocné pyrolýzní jednotky 4 je opatřen ventilem 200. Tlaková nádrž 23 je dále opatřena výstupem 236 plynné frakce H2+C1, který je přes regulační ventil 2360 sacího tlaku, zpětnou klapku 2361, alespoň jeden filtr, zde příkladně kaskádu dvou filtrů obsahující odprašovací filtr 24 a pojistný filtr 25, napojen na zdroj 26 sání pro odtah frakce H2+C1 z tlakové nádrže 23 k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích. Výstup zdroje 26 sání je tvořen výše popsaným výstupem 22 plynné frakce H2+C1 separátoru 2 složek pyroplynu. Tlaková nádrž 23 je dále opatřena vstupem 27 plynné vodíkometanové směsi H2+Cx z pomocné pyrolýzní jednotky 4.- 4 CZ 310536 B6 and the outlet 2331 of the cooling medium and which is intended for maintaining the equilibrium condensation temperature for large-volume condensation of gaseous pyrolysis products using physical changes in the properties of hydrocarbons in the region of the critical point of hydrocarbons depending on temperature and pressure. In the illustrated embodiment, the pressure tank 23 is further provided with a control outlet 234 with a control valve 2340 and a bypass channel 2341. In the not illustrated embodiment, the pressure tank 23 is provided without a control outlet 234. In its lower part, the pressure tank 23 is provided with an outlet 20 for the condensate of hydrocarbons C2 and higher, i.e. the liquid fraction of hydrocarbons C2 and higher, from the pressure tank 23 to the auxiliary pyrolysis unit 4. The outlet 20 for the condensate of hydrocarbons C2 and higher from the pressure tank 23 to the auxiliary pyrolysis unit 4 is provided with a valve 200. The pressure tank 23 is further provided with an outlet 236 for the gaseous fraction H2+C1, which is connected to the gas fraction H2+C1 via a suction pressure control valve 2360, a check valve 2361, at least one filter, here for example a cascade of two filters containing a dust filter 24 and a safety filter 25, connected to a suction source 26 for the extraction of the H2+C1 fraction from the pressure tank 23 for further processing in industrial applications. The outlet of the suction source 26 is formed by the above-described outlet 22 of the H2+C1 gaseous fraction of the pyrogas component separator 2. The pressure tank 23 is further provided with an inlet 27 of the H2+Cx gaseous hydrogen methane mixture from the auxiliary pyrolysis unit 4.

Zdroj 26 je výhodně tvořen vývěvou, ideálně pak olejovou lamelovou vývěvou. Odprašovací filtr 24 je výhodně tvořen labyrintovým odprašovacím filtrem. Pojistný filtr 25 je s výhodou tvořen pojistným textilním filtrem. Odprašovací filtr 24 i pojistný filtr 25 jsou opatřeny ovladatelným výstupem 240, 250 plynu ke spálení (odplyn do fléru).The source 26 is preferably formed by a vacuum pump, ideally an oil-filled vane vacuum pump. The dust filter 24 is preferably formed by a labyrinth dust filter. The safety filter 25 is preferably formed by a safety textile filter. The dust filter 24 and the safety filter 25 are provided with a controllable outlet 240, 250 of the gas to be burned (exhaust gas to the flare).

Regulační ventil 2360 sacího tlaku a zpětná klapka 2361 slouží zejména k zabránění zpětnému toku kapalin a plynů při nárazových změnách tlaku v kondenzačním separátoru 2 a k ochraně zdroje 26 sání před poškozením případným vysokým sacím tlakem.The suction pressure control valve 2360 and the check valve 2361 serve primarily to prevent the backflow of liquids and gases during sudden changes in pressure in the condensation separator 2 and to protect the suction source 26 from damage by possible high suction pressure.

Konkrétní zařízení podle zde popsaných a zobrazených příkladů uskutečnění pracuje tak, že organická surovina (čistírenské kaly, TAP, biomasa, průmyslové a komunální organické odpady atd.) vstupuje do pyrolýzní jednotky 1, jejímž jedním z výstupních produktů jsou plynné produkty pyrolýzy, tzv. pyroplyn, který obsahuje směs plynných uhlovodíků C1 a vyšších a vodíku H2.The specific device according to the examples of implementation described and shown here operates in such a way that organic raw material (sewage sludge, TAP, biomass, industrial and municipal organic waste, etc.) enters the pyrolysis unit 1, one of the output products of which is gaseous pyrolysis products, so-called pyrogas, which contains a mixture of gaseous hydrocarbons C1 and higher and hydrogen H2.

V této směsi je příkladně 33,5 % hmotn. vodíku, 13 % hmotn. metanu a 6 % hmotn. uhlovodíků C2 atd. Tato směs plynů se kondenzačním separátorem 2 rozdělí na plynnou vodíkometanovou frakci H2+C1 a zkondenzovanou kapalnou uhlovodíkovou frakci C2 a vyšších. Plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 se výstupem 22 plynné frakce H2+C1 odebírá k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích. Zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší se vede výstupem 20 do pomocné pyrolýzní jednotky 4, kde dojde k dalšímu tepelnému rozštěpení této kapalné frakce C2 a vyšších na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx, zde příkladně s obsahem 52 % hmotn. vodíku a 18 % hmotn. metanu, a na zbytkovou frakci. Zbytková frakce se vede do cyklonu 3, na jehož výstupu po kondenzaci a vyčištění tvoří vysoce kvalitní lehký olej vhodný pro průmyslovou výrobu e-paliv a uhlíkový zbytek do odpadu. Uvedeným dalším tepelným rozštěpením kapalné frakce C2 a vyšších získaná plynná vodíkometanová směs H2+Cx se vede zpět do kondenzačního separátoru 2 ke kondenzační separaci na plynnou vodíko-metanovou frakci H2-C1 a zkondenzovanou kapalnou uhlovodíkovou frakci C2 a vyšších, což ve svém důsledku vede ke zvýšení objemu i koncentrace plynného H2-C1 na výstupu 22.This mixture contains, for example, 33.5 wt. % hydrogen, 13 wt. % methane and 6 wt. % hydrocarbons C2 etc. This gas mixture is separated by a condensation separator 2 into a gaseous hydrogen methane fraction H2+C1 and a condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher. The gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is removed for further processing in industrial applications via the outlet 22 of the gaseous fraction H2+C1. The condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is fed via the outlet 20 to the auxiliary pyrolysis unit 4, where this liquid fraction C2 and higher is further thermally split into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx, here for example containing 52 wt. % hydrogen and 18 wt. % methane, and into a residual fraction. The residual fraction is fed to cyclone 3, at the outlet of which, after condensation and purification, it forms a high-quality light oil suitable for the industrial production of e-fuels and a carbon residue for waste. The gaseous hydrogen methane mixture H2+Cx obtained by the above-mentioned further thermal splitting of the liquid fraction C2 and higher is fed back to condensation separator 2 for condensation separation into a gaseous hydrogen-methane fraction H2-C1 and a condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher, which in turn leads to an increase in the volume and concentration of gaseous H2-C1 at the outlet 22.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Vynález je využitelný při zpracování odpadů a jiných vhodných materiálů pyrolýzou pro zvýšení kvality výstupních produktů, zejména pro zvýšení koncentrace vodíku ve výstupním proudu plynu, příkladně až na 50 %.The invention is useful in the processing of waste and other suitable materials by pyrolysis to increase the quality of the output products, in particular to increase the hydrogen concentration in the output gas stream, for example up to 50%.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob zvyšování obsahu vodíku v plynné frakci z výstupu pyrolýzní jednotky při zpracování materiálů pyrolýzou, při kterém se organická vstupní surovina zpracovává pyrolýzou, jejímž jedním z výstupních produktů jsou plynné produkty pyrolýzy, které obsahují směs plynných uhlovodíků a vodíku, a které se odebírají pro průmyslové využití nebo pro výrobu e-paliv, vyznačující se tím, že plynné produkty pyrolýzy se před odběrem k průmyslovému použití nebo pro výrobu e-paliv podrobí kondenzační separaci, při které se kondenzačně oddělí plynná vodíko-metanová frakce H2+C1 a zkondenzovaná kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší, načež se plynná vodíkometanová frakce H2+C1 odebírá k dalšímu zpracování v průmyslových aplikacích a kapalná uhlovodíková frakce C2 a vyšší se podrobí dalšímu tepelnému štěpení, při kterém se tepelně rozštěpí na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a na zbytkovou frakci, přičemž plynná vodíko-metanová směs H2+Cx se následně opět podrobí kondenzační separaci, při které se vodíko-metanová směs H2+Cx rozdělí na další plynnou vodíko-metanovou frakci H2+C1 a na zkondenzovanou kapalnou uhlovodíkovou frakci C2 a vyšší, a zbytková frakce z dalšího tepelného štěpení se zkondenzuje a vyčistí, čímž se získá lehký olej a uhlíkový zbytek.1. A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the output of a pyrolysis unit during the processing of materials by pyrolysis, in which an organic input raw material is processed by pyrolysis, one of the output products of which is gaseous pyrolysis products containing a mixture of gaseous hydrocarbons and hydrogen, and which are collected for industrial use or for the production of e-fuels, characterized in that the gaseous pyrolysis products are subjected to condensation separation before collection for industrial use or for the production of e-fuels, in which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and the condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher are separated by condensation, after which the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is collected for further processing in industrial applications and the liquid hydrocarbon fraction C2 and higher is subjected to further thermal cracking, in which it is thermally split into a gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction, wherein the gaseous The hydrogen-methane mixture H2+Cx is then subjected to condensation separation again, in which the hydrogen-methane mixture H2+Cx is separated into another gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and into a condensed liquid hydrocarbon fraction C2 and higher, and the residual fraction from further thermal cracking is condensed and purified, thereby obtaining a light oil and a carbon residue. 2. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje separátor složek plynných produktů pyrolýzy, který je tvořen kondenzačním separátorem (2) pro kondenzační separaci plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 a zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších a který je opatřen vstupem plynných produktů pyrolýzy, výstupem (22) plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 a výstupem (20) zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších, přičemž výstup (20) zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších je napojen na vstup pomocné pyrolýzní jednotky (4) pro další tepelné štěpení zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších na plynnou vodíko-metanovou směs H2+Cx a zbytkovou frakci, přičemž pomocná pyrolýzní jednotka (4) je opatřena výstupem (40) plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx, který je napojen na vstup (27) plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx do kondenzačního separátoru (2), a pomocná pyrolýzní jednotka (4) je dále opatřena výstupem (41) zbytkové frakce, který je napojen na vstup druhého kondenzátoru pro kondenzaci a vyčistění zbytkové frakce na vysoce kvalitní lehký olej pro průmyslovou výrobu e-paliv a pro oddělení uhlíkového zbytku do odpadu.2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a separator of components of gaseous pyrolysis products, which is formed by a condensation separator (2) for condensation separation of gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and condensed liquid fraction C2 and higher and which is provided with an inlet of gaseous pyrolysis products, an outlet (22) of gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 and an outlet (20) of condensed liquid fraction C2 and higher, wherein the outlet (20) of condensed liquid fraction C2 and higher is connected to the inlet of an auxiliary pyrolysis unit (4) for further thermal splitting of condensed liquid fraction C2 and higher into gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx and a residual fraction, wherein the auxiliary pyrolysis unit (4) is provided with an outlet (40) of gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx, which is connected to the inlet (27) of gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx into the condensation separator (2), and the auxiliary pyrolysis unit (4) is further provided with an outlet (41) of the residual fraction, which is connected to the inlet of the second condenser for condensation and purification of the residual fraction into high-quality light oil for the industrial production of e-fuels and for separation of the carbon residue into waste. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že kondenzační separátor (2) obsahuje tlakovou nádrž (23), která je opatřena vstupem plynných produktů pyrolýzy z pyrolýzní jednotky a dále je opatřena ochlazovacím potrubím (233), které je napojeno na přívod (2330) a odvod (2331) ochlazovacího média, přičemž tlaková nádrž (23) je opatřena výstupem (20) zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších do pomocné pyrolýzní jednotky (4) a tlaková nádrž (23) je dále opatřena výstupem (236) plynné vodíko-metanové frakce H2+C1, který je napojen na zdroj (26) sání pro odtah plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 z tlakové nádrže (23), a tlaková nádrž (23) je dále opatřena vstupem (27) plynné vodíko-metanové směsi H2+Cx z pomocné pyrolýzní jednotky (4).3. The device according to claim 2, characterized in that the condensation separator (2) comprises a pressure tank (23), which is provided with an inlet for gaseous pyrolysis products from the pyrolysis unit and is further provided with a cooling pipe (233), which is connected to the inlet (2330) and outlet (2331) of the cooling medium, wherein the pressure tank (23) is provided with an outlet (20) for the condensed liquid fraction C2 and higher to the auxiliary pyrolysis unit (4), and the pressure tank (23) is further provided with an outlet (236) for the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1, which is connected to a suction source (26) for withdrawing the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 from the pressure tank (23), and the pressure tank (23) is further provided with an inlet (27) for the gaseous hydrogen-methane mixture H2+Cx from the auxiliary pyrolysis unit (4). 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že výstup (236) plynné vodíko-metanové frakce H2+C1 je na zdroj (26) sání pro odtah vodíko-metanové frakce H2+C1 z tlakové nádrže (23) napojen přes regulační ventil (2360) sacího tlaku, zpětnou klapku (2361) a alespoň jeden filtr.4. The device according to claim 3, characterized in that the outlet (236) of the gaseous hydrogen-methane fraction H2+C1 is connected to the suction source (26) for withdrawing the hydrogen-methane fraction H2+C1 from the pressure tank (23) via a suction pressure control valve (2360), a check valve (2361) and at least one filter. 5. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že tlaková nádrž (23) je opatřena alespoň jedním snímačem (231, 232) výšky hladiny zkondenzované kapalné frakce C2 a vyšších v nádrži (23).5. The device according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the pressure tank (23) is provided with at least one sensor (231, 232) for the level of the condensed liquid fraction C2 and higher in the tank (23). 6. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že tlaková nádrž (23) je opatřena regulačním výstupem (234) s regulačním ventilem (2340) a obtokovým kanálem (2341).6. The device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the pressure tank (23) is provided with a control outlet (234) with a control valve (2340) and a bypass channel (2341). 7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že zdroj (26) sání pro odtah plynné vodíkometanové frakce H2+C1 z tlakové nádrže (23) je tvořen vývěvou, ideálně olejovou lamelovou vývěvou.7. The device according to claim 3, characterized in that the suction source (26) for withdrawing the gaseous hydrogen methane fraction H2+C1 from the pressure tank (23) is formed by a vacuum pump, ideally an oil-filled vane vacuum pump. - 6 CZ 310536 B6- 6 CZ 310536 B6 8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že filtr je tvořen odprašovacím filtrem (24), výhodně labyrintovým odprašovacím filtrem.8. Device according to claim 4, characterized in that the filter is formed by a dust removal filter (24), preferably a labyrinth dust removal filter. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že odprašovací filtr (24) je doplněn pojistným filtrem (25), výhodně pojistným textilním filtrem.9. Device according to claim 8, characterized in that the dust filter (24) is supplemented with a safety filter (25), preferably a safety textile filter. 5 10. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že druhý kondenzátor je tvořen cyklonem (3), který je opatřen výstupem (30) kondenzátu a výstupem (31) plynu ke spálení.10. The device according to claim 2, characterized in that the second condenser is formed by a cyclone (3), which is provided with a condensate outlet (30) and a combustion gas outlet (31).
CZ2023-334A 2023-08-31 2023-08-31 A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it CZ310536B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-334A CZ310536B6 (en) 2023-08-31 2023-08-31 A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-334A CZ310536B6 (en) 2023-08-31 2023-08-31 A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2023334A3 CZ2023334A3 (en) 2025-03-12
CZ310536B6 true CZ310536B6 (en) 2025-10-29

Family

ID=94869524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2023-334A CZ310536B6 (en) 2023-08-31 2023-08-31 A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ310536B6 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140127786A1 (en) * 2011-06-10 2014-05-08 Steeper Energy Aps Process and apparatus for producing liquid hydrocarbon
WO2015090477A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Jacobsen Jørn Method for production of a fuel gas from carbonaceous material
WO2015179806A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Lp Amina Llc System and process for the manufacture of hydrocarbons and upgraded coal by catalytic mild temperature pyrolysis of coal
US20220010214A1 (en) * 2018-12-12 2022-01-13 Ekomatter Ip Holdings 3 Llc Carbonaceous Material Processing
WO2022152896A1 (en) * 2021-01-18 2022-07-21 Topsoe A/S Process and plant for producing hydrocarbons from a solid renewable feedstock with reduced co2-footprint

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140127786A1 (en) * 2011-06-10 2014-05-08 Steeper Energy Aps Process and apparatus for producing liquid hydrocarbon
WO2015090477A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Jacobsen Jørn Method for production of a fuel gas from carbonaceous material
WO2015179806A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Lp Amina Llc System and process for the manufacture of hydrocarbons and upgraded coal by catalytic mild temperature pyrolysis of coal
US20220010214A1 (en) * 2018-12-12 2022-01-13 Ekomatter Ip Holdings 3 Llc Carbonaceous Material Processing
WO2022152896A1 (en) * 2021-01-18 2022-07-21 Topsoe A/S Process and plant for producing hydrocarbons from a solid renewable feedstock with reduced co2-footprint

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GÁL, TIVADAR ET AL.: "Re-pyrolysis of recycled hydrocarbon gas-mixtures: A simulation study", CHEMICAL ENGINEERING AND PROCESSING:, vol. 47, no. 4, 4 August 2008 (2008-08-04), pages 603 až 612, ISSN: 0255-2701 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2023334A3 (en) 2025-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102223988B1 (en) Low Pressure Biogas Sample Takeoff and Conditioning System
US7815713B2 (en) Landfill gas purification method and system
Wheless et al. Siloxanes in landfill and digester gas update
US5032148A (en) Membrane fractionation process
CN1331562C (en) Central carbon dioxide purifier
CN102448570B (en) Method for supplying refined liquefied gas
JPH01237434A (en) How to detect trace amounts of condensable gases from compressed gases
US10213731B2 (en) Method and apparatus for continuous removal of carbon dioxide vapors from gases
Jusoh et al. Capture of bulk CO2 from methane with the presence of heavy hydrocarbon using membrane process
US20150360165A1 (en) Separation of biologically generated gas streams
CN104185495B (en) Process for recovering hydrocarbons from polyolefin plants and apparatus suitable for the process
CN102427870B (en) Process that utilizes combined distillation and membrane separation in the separation of an acidic contaminant from a light hydrocarbon gas stream
CZ310536B6 (en) A method of increasing the hydrogen content in the gaseous fraction from the outlet of pyrolysis unit and an equipment to perform it
RU2394633C2 (en) Gas dehydration
US8231709B2 (en) Method of separating a syngas containing hydrogen and carbon monoxide but also at least carbon dioxide and water vapor
CN110678242B (en) Method and apparatus for continuous removal of vapors from multiple gases
US3292382A (en) Low temperature separation of h2s from hydrocarbon gas
CN113350957B (en) Device and method for treating organic silicon waste gas
US20180200668A1 (en) Method and Apparatus for Continuous Removal of Water Vapors from Gases
US8875559B2 (en) System and method for measuring the concentration of impurities mixed with hydrogen gas
EP4212603A1 (en) Process and device for converting organic waste to industrial gases of controlled quality
EP3456810B1 (en) Plant and process for biogas upgrading
JP7521684B2 (en) Gas Analyzers
Desi Kusrini Analysis Glycol Losses On Gas Dehydration UnitPT X Field Z
RU2348581C2 (en) Method of silicon tetrafluoride extraction from gas mix and aggregate for implementation of method