用多种溶剂进行气体纯化和回收的体系制造技术

技术编号:6828177 阅读:167 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在一个实施方案中,提供了气体纯化体系(108)。体系(108)包括第一溶剂区(146),第一溶剂区(146)具有第一二氧化碳(CO2)吸收器(190)、硫化氢(H2S)吸收器(180)和将第一溶剂导引通过第一CO2吸收器(190)和H2S吸收器(180)的第一溶剂路径(192)。所述气体纯化体系(108)还包括第二溶剂区(148),第二溶剂区(148)具有第二二氧化碳(CO2)吸收器(304)和使第二溶剂流过第二CO2吸收器(304)的第二溶剂路径(306)。所述气体纯化体系(108)具有通过第一溶剂区(146)和第二溶剂区(148)的气体路径(109),其中第一溶剂路径(192)和第二溶剂路径(306)彼此分开,且第一溶剂和第二溶剂彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及用于在成套装置中进行气体加工的新体系和方法。更具体地讲,公开了用于在整体气化联合循环发电成套装置和/或代用天然气生产成套装置中进行碳和硫气体捕获的新体系和方法。
技术介绍
一般而言,整体气化联合循环(IGCC)发电成套装置能够由诸如煤炭的多种烃原料产生能量。IGCC技术可通过在气化器中与氧气和蒸汽反应而将烃原料转化成一氧化碳 (CO)和氢气(H2)的气态混合物,即合成气。这些气体可被加工并用作常规联合循环发电成套装置中的燃料。例如,可将合成气进料到IGCC发电成套装置的燃气涡轮机中的燃烧器中并点燃来为燃气涡轮机供以动力以便用于产生电力。
技术实现思路
下文概述在范围上与原始要求保护的专利技术相当的某些实施方案。这些实施方案不是用来限制本专利技术的范围,而是这些实施方案仅用来提供可能的实施形式的概述。实际上, 本专利技术方法可涵盖多种形式,它们可类似于下文陈述的实施方案或者可与其不同。在第一实施方案中,一般说来,气体纯化体系包括第一溶剂区。第一溶剂区包括第一二氧化碳(CO2)吸收器、硫化氢(H2S)吸收器和导引第一溶剂通过第一 CO2吸收器和H2S 吸收器的第一溶剂路径。所述气体纯化体系还包括第二溶剂区,第二溶剂区具有第二二氧化碳(CO2)吸收器和使第二溶剂流过第二 CO2吸收器的第二溶剂路径。所述气体纯化体系具有通过第一溶剂区和第二溶剂区的气体路径,其中第一溶剂路径和第二溶剂路径彼此分开,且第一溶剂和第二溶剂彼此不同。在第二实施方案中,一般说来,气体纯化体系包括第一溶剂区,且第一溶剂区具有第一溶剂路径和第一气体路径。第一溶剂路径使第一溶剂循环以从第一气体路径中除去硫化氢( 。所述气体纯化体系还具有第二溶剂区,第二溶剂区具有第二溶剂路径和第二气体路径。第二溶剂路径经构造以从第二气体路径中除去二氧化碳(CO2)和水,且第一溶剂路径和第二溶剂路径彼此分开。第一溶剂和第二溶剂彼此不同,且第一气体路径通向(lead to)第二气体路径。在第三实施方案中,气体纯化体系具有第一溶剂区。第一溶剂区包括第一二氧化碳(CO2)吸收器、硫化氢(H2S)吸收器和导引聚乙二醇二甲醚(DEPG)通过第一0)2吸收器和 H2S吸收器的DEPG路径。所述气体纯化体系还包括第二溶剂区,第二溶剂区具有第二二氧化碳(CO2)吸收器和使甲醇流过第二 CO2吸收器的甲醇路径。所述气体纯化体系还包括序贯通过第一溶剂区和第二溶剂区的合成气路径。DEPG溶剂路径和甲醇溶剂路径彼此分开。附图说明在参考附图阅读以下详述时将更加透彻地理解本专利技术方法的这些和其它特征、方3面和优势,在整个附图中相同的符号表示相同元件,其中图1为整体气化联合循环(IGCC)发电成套装置的实施方案的示意框图;图2为图1的气体加工单元的实施方案的示意框图;图3为图2中图示的吸收和溶剂饱和区的构造的实施方案的示意图;图4为图2中图示的H2S浓缩区的构造的实施方案的示意图;图5为图2中图示的溶剂回收区的构造的实施方案的示意图;且图6为图2中图示的CO2捕获区的构造的实施方案的示意图。具体实施例方式下文将描述本专利技术的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简洁描述,在本说明书中可能没有描述出实际实施的所有特征。应该理解的是,在任何这类实际实施的研发过程中,如在任何工程或设计项目中,必须进行许多实施具体判断以实现研发者的具体目标,诸如顺从体系相关和商业相关的限制,在各实施之间这可能不同。此外,应该理解的是,这一研发努力可能是复杂且耗时的,但无论如何对于受益于本专利技术的普通技术人员都将是设计、构造和制造的常规任务。在介绍各种实施方案的元素时,冠词“一”、“该”和“所述”是用来指存在元素中的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在包括在内且意味着可存在除所列元素以外的其它元素。本专利技术的实施方案通常提供适用于整体气化联合循环(IGCC)发电成套装置和/ 或代用天然气生产成套装置的气体加工单元的多种溶剂的组合。使用多种溶剂的组合,可使用两个或更多个区,其中一个溶剂区专门用于从粗(未处理的)合成气中捕获并浓缩 H2S0另一溶剂区专门用于碳捕获(即,从未处理和/或脱硫的合成气中除去CO2)。在本文所述的实施方案中,液体-蒸气运输量小于一些构造所需量的一半,所述构造的塔直径可超过14英尺。使用溶剂组合,塔和/或容器的直径可小到2英尺。较小直径的塔可允许更有效的液体-蒸气混合,产生适于合成气处理的较低循环率。也就是说,较小溶剂总量可适于处理相等量的合成气。较低溶剂流率和较小管路和容器可允许使溶剂循环通过各种路径的各种泵的尺寸减小。除了使用较低流率和尺寸减小的设备的实施方案以外或代替所述实施方案,溶剂组合可允许本文所述方法的规模扩大。因此,本专利技术实施方案可允许设计具有增加的生产量和/或减少的资本成本的体系。在一些实施方案中,多种溶剂的组合可使H2S、CO2和离开气体加工单元的处理过的合成气脱水。所述实施方案可允许消除(X)2脱水区和备用控制区,这可减少与IGCC 成套装置的构造和操作相关的资本费用。此外,专门用于从合成气中除去H2S的区与专门用于(X)2捕获的区域分开。所述实施方案可允许即使在管道压缩机或管道本身经历故障或卸下脱机的情形下IGCC成套装置操作的完整连续性。应当指出,虽然在本专利技术中提到了 IGCC成套装置,但是本专利技术方法可适用于许多实施方案,诸如代用天然气生产成套装置。实际上,包括气体加工区和碳捕获区的任何设施可受益于本文公开的实施方案。现来看附图且先看图1,图示了可通过合成气体(即合成气)提供动力的整体气化联合循环(IGCC)体系100的实施方案的示意图。IGCC体系100 的元素可包括可用作IGCC的能量来源的燃料源102,诸如固体进料。燃料源102可包括煤4炭(包括低硫含量的煤炭)、石油焦炭、生物质、木质材料、农业废物、焦油、焦炉气和浙青或其它含碳物质。可将燃料源102的固体燃料通到原料制备单元104中。原料制备单元104例如可通过剁碎、研磨、切碎、粉碎、制团或码垛堆积燃料源102使燃料源102调整大小或再成型以产生原料。另外,可将水或其它合适液体加到原料制备单元104中的燃料源102中以产生浆化原料。在其它实施方案中,没有将液体加到燃料源中,由此产生干燥的原料。可将原料从原料制备单元104通到气化器106中。气化器106可将原料转化为合成气,例如一氧化碳(CO)和氢(H2)的组合。该转化可通过使原料经历处于例如约20巴-85 巴的高压和例如约700°C -1600°C的温度下受控量的蒸汽和氧气(这取决于所使用的气化器106的类型)实现。该气化方法可包括使原料经历热解工艺,其中将原料加热。根据用以产生原料的燃料源102,在热解工艺期间,气化器106内的温度可为约150°C -700°C。热解工艺期间加热原料可产生固体(例如炭)和残余气体(例如CO、H2和氮气(N2))。得自热解工艺的从原料剩余的炭仅可占到最初原料重量的至多约30%。随后可在气化器106中发生燃烧过程。燃烧可包括将氧气引入炭和残余气体中。 炭和残余气体可与氧气反应以形成二氧化碳(CO2)和C0,其提供用于随后气化反应的热。 燃烧过程期间的温度可为约700°c -1600°c。接着,在气化步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.气体纯化体系(108),其包括:第一溶剂区(146),其包括:第一二氧化碳(CO2)吸收器(190);硫化氢(H2S)吸收器(180);将第一溶剂导引通过第一CO2吸收器(190)和H2S吸收器(180)的第一溶剂路径(192);和第二溶剂区(148),其包括:第二二氧化碳(CO2)吸收器(304);使第二溶剂流过第二CO2吸收器(304)的第二溶剂路径(306);和通过第一溶剂区(146)和第二溶剂区(148)的气体路径(109),其中第一溶剂路径(192)和第二溶剂路径(306)彼此分开,且第一溶剂和第二溶剂彼此不同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:J·P·奥彭黑姆A·马宗达
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:US

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