具有封闭的循环骤冷的部分氧化反应制造技术

本发明专利技术涉及具有封闭的循环骤冷的部分氧化反应，当使用固体或液体烃或碳质燃料时，适于使用完全碳捕获来实现高效率电力生产。更具体地，固体或液体燃料首先在部分氧化反应器中被部分氧化。将包含燃料气体的所得到的部分氧化的流骤冷，过滤，冷却，随后引向电力生产系统的燃烧器作为燃烧燃料。将经部分氧化的流与压缩的再循环CO2流和氧合并。燃烧流横过涡轮机膨胀以生产电力并且通过同流换热器。洗涤经膨胀和冷却的排出流，以提供再循环CO2流，将其压缩并且通过同流换热器和POX换热器，其方式可用于为组合系统提供提高的效率。

Partial oxidation with closed circulating cooling

The present invention relates to partial oxidation reactions with closed cyclic cooling, and the use of full carbon capture for efficient power production when solid or liquid hydrocarbons or carbonaceous fuels are used. More specifically, solid or liquid fuel is first partially oxidized in a partial oxidation reactor. A portion of the resultant partial oxidation of the fuel gas is quenched, filtered, cooled, and then directed to the burner of the power production system as a fuel for combustion. The partially oxidized stream is combined with a compressed recirculating CO2 stream and oxygen. The combustion stream expands through the turbine to produce electricity and pass through the heat exchanger. Washing through expansion and cooling discharge streams to provide recirculation CO2 flow, compress it through the flow heat exchanger and POX heat exchanger, in a manner that can be used to provide improved efficiency for the combined system.

【技术实现步骤摘要】
具有封闭的循环骤冷的部分氧化反应本申请是申请号为201380016235.3、申请日为2013年02月11日、专利技术名称为“具有封闭的循环骤冷的部分氧化反应”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及利用部分氧化反应器来实现高效率燃烧固体燃料，用于产生动力(例如电)的系统和方法。特别是，所述系统和方法可使用煤作为固体燃料。
技术介绍
由燃烧燃料产生电力的常规的手段通常缺乏同时实现高效率电力生产和碳捕获和封存(CCS，carboncaptureandsequestration)二者。当在燃烧反应中使用固体燃料时，该局限性被放大，因为固体和惰性氮气内含物保留在燃烧产物流中。因此，本领域持续需要用于高效率电力生产的系统和方法，允许降低CO2排放和/或改进所产生的封存的容易性。在采用CCS的高效率电力生产领域的一篇出版物，Allam等人的美国专利申请公布2011/0179799中提供了一种方案，由此在足够高的压力和温度下操作的部分氧化反应器中，通过与氧和任选的水蒸汽反应，使固体燃料(例如煤、褐煤、石油焦或生物质)气化，以允许固体燃料基本上完全转化为主要包含一氧化碳和氢作为可燃烧组分以及燃烧衍生本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用部分氧化(POX)系统和电力生产系统(PPS)的组合生产电力的方法，所述方法包括：在足以部分氧化固体或液体碳质燃料并且在第一温度形成包含燃料气体的POX流的条件下，在POX反应器中合并固体或液体碳质燃料和氧；冷却POX流至小于该第一温度的第二温度并且因此形成经冷却的POX流；除去至少一部分存在于POX流中的任何固体；分离至少一部分存在于POX流中的任何水；在PPS燃烧器中，将所述POX流压缩至适合燃烧的压力；在PPS燃烧器中燃烧POX流中的燃料气体，从而形成PPS燃烧产物流；横过PPS涡轮机膨胀所述PPS燃烧产物流，从而产生电力和形成膨胀的PPS燃烧产物流；使膨胀的PPS燃烧产物流通过PP...

【技术特征摘要】
2012.02.11 US 61/597,7191.使用部分氧化(POX)系统和电力生产系统(PPS)的组合生产电力的方法，所述方法包括：在足以部分氧化固体或液体碳质燃料并且在第一温度形成包含燃料气体的POX流的条件下，在POX反应器中合并固体或液体碳质燃料和氧；冷却POX流至小于该第一温度的第二温度并且因此形成经冷却的POX流；除去至少一部分存在于POX流中的任何固体；分离至少一部分存在于POX流中的任何水；在PPS燃烧器中，将所述POX流压缩至适合燃烧的压力；在PPS燃烧器中燃烧POX流中的燃料气体，从而形成PPS燃烧产物流；横过PPS涡轮机膨胀所述PPS燃烧产物流，从而产生电力和形成膨胀的PPS燃烧产物流；使膨胀的PPS燃烧产物流通过PPS同流换热器，从而从PPS燃烧产物流取出热量并且形成冷却的PPS燃烧产物流；从经冷却的PPS燃烧产物流除去至少一部分的一种或多种杂质从而形成再循环CO2流；和在PPS压缩机中使所述再循环CO2流加压，从而形成压缩的再循环CO2流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却POX流包括通过与骤冷流体合并，骤冷POX流。3.根据权利要求2所述的方法，其中骤冷包括使所述POX流与以下物质混合：经冷却的POX流的再循环部分；从所述POX流分离的一部分水；来自PPS的一部分再循环CO2流；或它们的组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却POX流包括在POX热交换器中依靠冷却流冷却所述POX流。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述PPS涡轮机具有这样的入口压力与出口压力，使得PPS涡轮机入口压力与PPS涡轮机出口压力的比率为12或更低。6.根据权利要求1所述的方法，其中使膨胀的PPS燃烧产物流通过PPS同流换热器将PPS燃烧产物流冷却至低于所述PPS燃烧产物流的水露点的温度。7.根据权利要求1所述的方法，其中进入所述PPS燃烧器的所述POX流中的所述燃料气体包含至少一种选自H2、CO和CH4的燃料气体组分。8.根据权利要求1所述的方法，其中在压缩所述POX流之前，所述方法进一步包括进行至少一个转化反应，由此所述POX流变得富含至少一种燃料气体组分。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种转化反应包括在CO和H2O的混合物和单独的H2和CO2的混合物之间的转化。10.一种合并的部分氧化(POX)系统和电力生产系统(PPS)，其包括：POX反应器，其适于在氧存在下部分氧化液...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ阿拉姆，JE菲特维特，MR帕尔默，
申请(专利权)人：八河流资产有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US