Способ получения топливного газа для газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции и сжиженного водорода

Результат проектно-технологической работы. В способе применяется электрическая и высокотемпературная термическая конверсия метана, содержащегося в природном газе с получением из него газообразного топлива для газовых турбин и сжиженного водорода для внешних потребителей. Получение топливного газа для газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции и сжиженного водорода производят многостадийно путем последовательного сжигания природного газа в воздухе с повышением температуры продуктов сгорания до образования водород-содержащих продуктов сгорания. На первом этапе природный газ из магистрального газопровода дросселируют до 2,5–3 МПа, подогревают до 400–450 °С теплом уходящих газов газовой турбины газоперекачивающего агрегата, конвертируют в коронном электрическом разряде высокого напряжения 20–40 кВ с получением синтез-газа. На его втором этапе меньшую часть воздуха, сжатого в компрессоре, подают в первую ступень камеры сгорания (форкамеру), в ее горелки подают синтез- газ и природный газ, полученную «богатую» смесь сжигают при коэффициенте избытка воздуха 0,6–0,7 и увеличивают температуру факела до 1350–1400 °С, повышая долю водорода до 7–10 %, за счет термической конверсии метана. На третьем этапе в продукты сгорания, вышедшие из форкамеры, подают сжатый воздух, смесь дожигают во второй ступени камеры сгорания (камере дожигания), повышают температуру факела до 1950–2000 °С и увеличивают долю водорода до 15–20 %, за счет термической конверсии метана. Вышедшие из камеры дожигания продукты сгорания разбавляют сжатым воздухом, до требуемой температуры перед газовой турбиной, расширяют в турбине высокого давления газовой турбины до 3–3,5 кгс/см2, подают в вихревую центробежную камеру, где их разделяют на водород и газы. Вышедший водород охлаждают теплоносителем до 40–50 °С, подают в азотно-детандерный компрессорный агрегат, охлаждают до –252 °С, сжижают и направляют в емкость хранения жидкого водорода. Газы, вышедшие из вихревой камеры, расширяют в турбине среднего давления газовой турбины, их тепло используют для подогрева природного газа до 400–450 °С.