利用來自氣化器的合成氣的方法

2023-05-01 19:22:06 1

專利名稱：利用來自氣化器的合成氣的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用來自氣化器的合成氣(H2+CO)的方法。
背景技術：
在使用化石燃料時不可避免地會產生C02。為了實現不必在這種燃燒過程中將其排放到大氣中，已經試圖分離並儲存co2。RffE AG公司的出版物「 IGCC-CCS-Kraftwerk」中記載了一種大規模分離(X)2的方案，其中 「IGCC」 系表示 Integrated Gasification Combined Cycle (整體氣化聯合循環) (整體煤氣化聯合發電設備)。縮寫「CCS」系表示「Carbon Capture and Morage (碳捕捉及儲存)」。在所述的方法中將煤的氣化與(X)2的分離相組合，並在設置在下遊的燃氣及蒸汽渦輪機產生電流。這裡煤首先在氣化器中在高溫下在約的高壓下轉化成主要成分是 0)及吐的可燃的原氣。對該氣體進行淨化，一氧化碳藉助於水蒸汽在一氧化碳轉化系統 (CO-Shift)中轉化成0)2及!120。在脫硫後分離、壓縮CO2，並將其輸送給儲存裝置，剩餘的氫在驅動發電機發電的燃氣渦輪機中燃燒。

發明內容
本發明的出發點同樣是氣化燃料以產生合成氣，其中這裡包括所有形式的氣化。 這裡，這種合成氣應以經濟和優化的方式被利用，尤其是用於發電，其中此時應同時將所產生的(X)2輸送給儲存裝置。根據本發明利用開頭所述類型的方法這樣來實現所述目的-使來合成氣(H2+C0)及自空氣分離設備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然後通過燃氣渦輪機(在驅動發電機的情況下)減壓；-分離廢氣流中的CO2,並將其輸送給由燃氣渦輪機驅動的壓縮機；-將經壓縮的(X)2輸送給(X)2儲存裝置。本發明以簡單的方式通過合成氣的燃燒利用了用壓力對CO2氣流進行的直接的單級或兩級的壓縮，使得必要時在進一步壓縮之後能夠儲存co2。在US 5 724 805中已知一種方法，其中主要將液態CO2匯集在一儲箱中。這裡在廢熱蒸汽發生器之後在燃氣渦輪機的無壓力側實現輸送給分離處理的(X)2提取。因此用於分離全部的壓縮功率必須單獨地產生，而在本發明中如前面所述通過燃氣渦輪機本身的壓縮機進行預壓縮。由此這裡充分利用了燃氣渦輪機的全部壓縮功率。不發生CO2的液化。由各從屬權利要求得出本發明的各實施方式。這裡可以設定，將經壓縮的CO2氣體的一部分供應燃燒器，以進行溫度控制。將經壓縮的CO2氣體輸入到通向燃燒器的氣流中可以在不同的位置進行。可以直接輸入到供應給燃燒器的合成氣流中，也可以輸入到供應給燃燒器的、來自空氣分離機的氧氣流中。
根據本發明的方法的另一個優化方案在於，來自燃氣渦輪機的廢氣流經由一熱交換器提取用於蒸汽渦輪機的運行的熱量，其中該蒸汽渦輪機能用於區段發電機。另一個實施方式在於，對於離開燃氣渦輪機的氣流進行CO2及水蒸汽的分離，使得純的(X)2加載與燃氣渦輪機連接的壓縮機。


本發明的其他特徵、細節以及優點參考根據本發明的設備的原理圖由下面說明的實施例得出。
具體實施例方式除了添加物2以外，還將總體上用1標識的燃料供應給研磨及乾燥裝置和壓縮腔， 所述研磨及乾燥裝置和壓縮腔用3標註。其中燃料1可以是泥煤、石煤、褐煤、生物物質、石油焦、油砂、奧裡乳油、經過處理的垃圾或類似物質。這些燃料接著和來自空氣分離設備6 的氧氣(管線5) —起輸送給氣化設備4，其中例如氮氣經由管線7輸送給研磨及乾燥與壓縮區3。來自氣化設備4的原氣首先導入用於對氣體進行除塵的驟冷步驟(Quench) 5。這裡除了粉塵同時還可以將幾乎全部的氨及氰化氫、以及部分的硫化氫洗出。產物接著進入下面的(X)2轉化步驟6，其中此步驟用於提高合成氣溫度、將COS轉化成&S、以及將HCN轉化成NH3&C0。已知有例如高溫轉化、中溫轉化及低溫轉化，這裡也可以使用其它方法。在所示實施例中，轉化6後面接著進行水解步驟7，用於去除氧硫化碳。這裡存在於氣體中的用水和其他常見溶劑難以洗出的氧硫化碳通過催化水解轉化為硫化氫，其中氧硫化碳在氣相中與水蒸汽按以下反應式發生反應C0S+H20 — H2S+C02。最後還進行H2S洗滌8，這裡存在於氣體中的硫化氫用選擇性作用的洗滌溶液吸附式地洗出。這裡應注意，也可以考慮採用其他分離的可能方案，例如高溫乾燥脫硫法。在這些處理步驟之後氣體已具有足夠的純度，從而能輸送給燃氣渦輪機10的用9 標識的燃燒室。 如原理連線圖中所示，也經由管線11將來自空氣分離機6的氧氣供應給燃燒室9。燃氣渦輪機10不只連接產生電流的發電機12，還連接氣體壓縮機13，所述氣體壓縮機壓縮按管線14的離開燃氣渦輪機的氣體，其中根據本發明所述氣體壓縮機是(X)2壓縮機。離開燃氣渦輪機10的廢氣被引導經過用於產生蒸汽的熱交換器15，其中所產生的蒸汽被輸送另一個具有用於產生電流的發電機17的燃氣渦輪機16。氣流14在熱交換器15之後接著被引導經過總體上用18表示的CO2/水蒸汽分離裝置。離開ω2壓縮機13的(X)2經由管線19被引導至(X)2儲存裝置，這用管線20表示。圖中還示出，離開(X)2壓縮機13的(X)2也可以部分地輸送給燃燒室，用於燃燒室9 內的溫度調節，可以根據箭頭21的路線輸送合成氣流，或經由管線22輸送給來自空氣分離機的02流11。當然所述實施例也可以在多方面進行改動，而不會偏離基本構思。因此如上所述， 可以使用任何類型的氣化器，在CO轉化區域可能還可以設置氣體/氣體熱交換器，以達到水解所需的溫度等。
權利要求
1.一種利用來自氣化器的合成氣(H2+CO)的方法，其特徵為-使合成氣(H2+CO)及來自空氣分離設備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然後通過燃氣渦輪機(在驅動發電機的情況下)減壓；-分離廢氣流中的CO2,並將其輸送給由燃氣渦輪機驅動的壓縮機； -將經壓縮的(X)2輸送給(X)2儲存裝置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵為將經壓縮的CO2氣體的一部分氣體輸送給燃燒器，以用於溫度控制。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵為使經壓縮的CO2氣體的所述部分氣體在燃燒器之前輸送給合成氣流或來自空氣分離設備的A流。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵為通過熱交換器從來自燃氣渦輪機的廢氣流中提取熱量用於蒸汽渦輪機(帶有發電機)的運行。
全文摘要
來自氣化器的合成氣(H2+CO)應以較為經濟和較為優化的方式利用，尤其是用於發電，其中同時應將所產生的CO2輸送給儲存裝置。這是這樣來實現的，即，-使合成氣(H2+CO)及來自空氣分離設備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然後通過燃氣渦輪機(在驅動發電機的情況下)減壓；分離廢氣流中的CO2，並將其輸送給由燃氣渦輪機驅動的壓縮機；將經壓縮的CO2輸送給CO2儲存裝置。
文檔編號F01K23/06GK102405340SQ200980151734
公開日2012年4月4日 申請日期2009年12月11日 優先權日2008年12月23日
發明者D·帕沃內, R·亞伯拉罕 申請人:猶德有限公司