專利名稱：利用來自氣化器的合成氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
在使用化石燃料時不可避免地會產(chǎn)生C02。為了實現(xiàn)不必在這種燃燒過程中將其排放到大氣中，已經(jīng)試圖分離并儲存co2。RffE AG公司的出版物“ IGCC-CCS-Kraftwerk”中記載了一種大規(guī)模分離(X)2的方案，其中 “IGCC” 系表示 Integrated Gasification Combined Cycle (整體氣化聯(lián)合循環(huán)) (整體煤氣化聯(lián)合發(fā)電設(shè)備)?？s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，并在設(shè)置在下游的燃氣及蒸汽渦輪機產(chǎn)生電流。這里煤首先在氣化器中在高溫下在約的高壓下轉(zhuǎn)化成主要成分是 0)及吐的可燃的原氣。對該氣體進行凈化，一氧化碳借助于水蒸汽在一氧化碳轉(zhuǎn)化系統(tǒng) (CO-Shift)中轉(zhuǎn)化成0)2及!120。在脫硫后分離、壓縮CO2，并將其輸送給儲存裝置，剩余的氫在驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的燃氣渦輪機中燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的出發(fā)點同樣是氣化燃料以產(chǎn)生合成氣，其中這里包括所有形式的氣化。 這里，這種合成氣應(yīng)以經(jīng)濟和優(yōu)化的方式被利用，尤其是用于發(fā)電，其中此時應(yīng)同時將所產(chǎn)生的(X)2輸送給儲存裝置。根據(jù)本發(fā)明利用開頭所述類型的方法這樣來實現(xiàn)所述目的-使來合成氣(H2+C0)及自空氣分離設(shè)備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然后通過燃氣渦輪機(在驅(qū)動發(fā)電機的情況下)減壓；-分離廢氣流中的CO2,并將其輸送給由燃氣渦輪機驅(qū)動的壓縮機；-將經(jīng)壓縮的(X)2輸送給(X)2儲存裝置。本發(fā)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后能夠儲存co2。在US 5 724 805中已知一種方法，其中主要將液態(tài)CO2匯集在一儲箱中。這里在廢熱蒸汽發(fā)生器之后在燃氣渦輪機的無壓力側(cè)實現(xiàn)輸送給分離處理的(X)2提取。因此用于分離全部的壓縮功率必須單獨地產(chǎn)生，而在本發(fā)明中如前面所述通過燃氣渦輪機本身的壓縮機進行預(yù)壓縮。由此這里充分利用了燃氣渦輪機的全部壓縮功率。不發(fā)生CO2的液化。由各從屬權(quán)利要求得出本發(fā)明的各實施方式。這里可以設(shè)定，將經(jīng)壓縮的CO2氣體的一部分供應(yīng)燃燒器，以進行溫度控制。將經(jīng)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?？梢灾苯虞斎氲焦?yīng)給燃燒器的合成氣流中，也可以輸入到供應(yīng)給燃燒器的、來自空氣分離機的氧氣流中。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)化方案在于，來自燃氣渦輪機的廢氣流經(jīng)由一熱交換器提取用于蒸汽渦輪機的運行的熱量，其中該蒸汽渦輪機能用于區(qū)段發(fā)電機。另一個實施方式在于，對于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(fā)明的其他特征、細節(jié)以及優(yōu)點參考根據(jù)本發(fā)明的設(shè)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(biāo)識的燃料供應(yīng)給研磨及干燥裝置和壓縮腔， 所述研磨及干燥裝置和壓縮腔用3標(biāo)注。其中燃料1可以是泥煤、石煤、褐煤、生物物質(zhì)、石油焦、油砂、奧里乳油、經(jīng)過處理的垃圾或類似物質(zhì)。這些燃料接著和來自空氣分離設(shè)備6 的氧氣(管線5) —起輸送給氣化設(shè)備4，其中例如氮氣經(jīng)由管線7輸送給研磨及干燥與壓縮區(qū)3。來自氣化設(shè)備4的原氣首先導(dǎo)入用于對氣體進行除塵的驟冷步驟(Quench) 5。這里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(chǎn)物接著進入下面的(X)2轉(zhuǎn)化步驟6，其中此步驟用于提高合成氣溫度、將COS轉(zhuǎn)化成&S、以及將HCN轉(zhuǎn)化成NH3&C0。已知有例如高溫轉(zhuǎn)化、中溫轉(zhuǎn)化及低溫轉(zhuǎn)化，這里也可以使用其它方法。在所示實施例中，轉(zhuǎn)化6后面接著進行水解步驟7，用于去除氧硫化碳。這里存在于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(zhuǎn)化為硫化氫，其中氧硫化碳在氣相中與水蒸汽按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)C0S+H20 — H2S+C02。最后還進行H2S洗滌8，這里存在于氣體中的硫化氫用選擇性作用的洗滌溶液吸附式地洗出。這里應(yīng)注意，也可以考慮采用其他分離的可能方案，例如高溫干燥脫硫法。在這些處理步驟之后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(biāo)識的燃燒室。 如原理連線圖中所示，也經(jīng)由管線11將來自空氣分離機6的氧氣供應(yīng)給燃燒室9。燃氣渦輪機10不只連接產(chǎn)生電流的發(fā)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(jù)本發(fā)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(dǎo)經(jīng)過用于產(chǎn)生蒸汽的熱交換器15，其中所產(chǎn)生的蒸汽被輸送另一個具有用于產(chǎn)生電流的發(fā)電機17的燃氣渦輪機16。氣流14在熱交換器15之后接著被引導(dǎo)經(jīng)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(jīng)由管線19被引導(dǎo)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，用于燃燒室9 內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)，可以根據(jù)箭頭21的路線輸送合成氣流，或經(jīng)由管線22輸送給來自空氣分離機的02流11。當(dāng)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(gòu)思。因此如上所述， 可以使用任何類型的氣化器，在CO轉(zhuǎn)化區(qū)域可能還可以設(shè)置氣體/氣體熱交換器，以達到水解所需的溫度等。
權(quán)利要求
1.一種利用來自氣化器的合成氣(H2+CO)的方法，其特征為-使合成氣(H2+CO)及來自空氣分離設(shè)備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然后通過燃氣渦輪機(在驅(qū)動發(fā)電機的情況下)減壓；-分離廢氣流中的CO2,并將其輸送給由燃氣渦輪機驅(qū)動的壓縮機； -將經(jīng)壓縮的(X)2輸送給(X)2儲存裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為將經(jīng)壓縮的CO2氣體的一部分氣體輸送給燃燒器，以用于溫度控制。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征為使經(jīng)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(shè)備的A流。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征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于蒸汽渦輪機(帶有發(fā)電機)的運行。
全文摘要
來自氣化器的合成氣(H2+CO)應(yīng)以較為經(jīng)濟和較為優(yōu)化的方式利用，尤其是用于發(fā)電，其中同時應(yīng)將所產(chǎn)生的CO2輸送給儲存裝置。這是這樣來實現(xiàn)的，即，-使合成氣(H2+CO)及來自空氣分離設(shè)備的氧氣(O2)在燃燒器中燃燒，然后通過燃氣渦輪機(在驅(qū)動發(fā)電機的情況下)減壓；分離廢氣流中的CO2，并將其輸送給由燃氣渦輪機驅(qū)動的壓縮機；將經(jīng)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(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者D·帕沃內(nèi), R·亞伯拉罕 申請人:猶德有限公司