一种减少ＮＯ↓［Ｘ］排放的系统，包括被设定为接收燃料和产生富含氢气流体的重整装置，被设定为燃烧富含氢气流体和产生电力及废气流的燃烧系统，以及被设定为回收废气流中的热量回收装置，其中回收的热量被循环送回至重整装置中。
【技术实现步骤摘要】
^循环电厂fOT的俘获部分二氧化碳的重整系统
技术介绍
二氧化碳(co2)， 一种所谓的温室气体，是熔炉以皿电厂中的化石燃料 燃烧而产生的。近来的科学研究表明，二氧化碳以及其他温室气体的排放，例如甲烷(CI"和氧化氮(N20)，可对气候的变化产生重要的影响。由二氧化 碳以及其他温室气体的排放所导致的、至少部分导致的气候的变化趋势已经弓I 起了国际关注，并产生了与此相关的国际条约，例如京都条约。由于本国和国际上的关注，能量制造者一直在尝试降低从发电厂排放的二 氧化碳含量。许多新建的发电厂是天然气联合循环发电厂，或者'WGCC"发电 厂。尽管与煤发电厂相比，这幾电厂排放的二氧化碳显著^K但在满足不 断提高的排放标准方面仍縱在着困难。近来，欧洲的麟制定者提议给规定 的发电厂每年可排放的二氧化碳量，设定一个最大限额。他们提议，二氧化碳 的排放量M该限额就需要为超出的量缴纳"碳税"。事实上，在瑞典当地已经 存在这样的碳税。同样的，拥喊、芬兰和荷兰最近也制定了碳税。类似的有关 碳税的提议也已经在加利福尼亚和打算提高空气质量标准的美国其他州进行了 讨论。现有的发电厂可以利用甲垸水蒸气重整(SMR)、自热重整(ATR)以及 催化部分氧化(CPO)，将天然气(NG)转化为合成气或包括氢，一氧化碳 的重 ，将其应用于气轮机发生器中，也可以是氢气，用于氨的生产和精炼。 虽然重整物的使用可以有利的减少NOx的排放，但天然气(NG)的重整反应 以及发电需要的燃烧反应可能会生成大量二氧化碳。为了使全部的天然气进行 重整，所使用的重整装置必须非常大且昂贵。而且，如果使用的是甲^7jC蒸气 重整装置，该重整驢的炉子一侧的操作纟鹏需要高达2600华氏度(。F)。在 这样的温度下，4顿的甲^7jC蒸气重整體需要由昂贵的高温合金制成。要捕 ^i^M整體产生的大量二氧化碳可能是更困难的事瞎。俘获如此大量的二 氧化碳是昂贵的，并且降低了发电厂的整体效率，这是因为更多的it料需要被 用来俘获过量排放的二氧化碳。因此，需要进行大量的资产投资，使现有的发电厂具备符爐来越严格的二氧化碳排放标准的能力。因此，需要^一种发电厂，它可以利用更便宜的、更低纟显度的重整， 来转化天然气，并且俘获由此产生的一部分二氧化碳。这样的系统由于是在较 低鹏下运行，可以降低资产成本和运作成本，f顿循环流来提高效率，并且 只俘获超出发电厂年限额的二氧化碳排放量，因此避免了昂贵的碳税。而且，如果该系统可以改进现有NGCC发电厂，将是有利的。
技术实现思路
这里公开的是能够俘获部分二氧化碳的天然气g循环系统，以及该系统 的操作方法。在一种实施方式中， 一个g循环系统包括，包括预甲烷水蒸气重整装置的重整装置单元，其中预甲^7乂蒸气重整装置被设定为在低于约800'c的温度下运行，并将混合it料流重整为第一重整流，其中所述混合it料流包括第^^燃料和蒸汽；含7K-气转换反应器的转换反应单元，其中水-气转换反应 器被设定为将第一重整流中的一氧化碳转化成二氧化碳，并形成第二重整流； 二氧化碳去除单元，被设定为将第二重整流中的二氧化碳除去，并形成二氧化 碳流和第三重整流，其中小于约50%的存在于混合燃料流中的碳以二氧化碳的 形式被二氧化碳去除单元回收；气轮机单元，被设定为接收第三重整流和第二 it料的混合物，并生成能量和废气流，其中所述废气流提供热量来完成混合燃 料流的重整；以及蒸汽发生器单元，被设定为接收废气流，其中所述废气流的 热量被转化为水流，从而生成冷却的废气流和用于蒸汽f&机及混^^i料流的蒸 汽。一种发电并且俘获部分二氧化碳的方法，包括在预甲烷7夂蒸气重整， 中对包含第一燃料和蒸汽的混合燃料流进行重整，生成包括氢气、 一氧化碳、 蒸汽的第一M流，在7jl-气转换反应器中将第一重整流中的蒸汽和一氧化碳转 化成包括二氧化碳和氢气的第二重整流，在二氧化碳去除单元中除去第二重整 流中的二氧化碳，生成二氧化碳流和第三重整流，其中少于约50%的存在于混 合燃料流中的碳以二氧化碳的形式被二氧化碳去除单元回收，在气轮机单元中 燃烧第三重整流和第二燃料流的混合物，生成废气流，并且在热回收蒸汽发生 器中禾,废气流的热量产生蒸汽，所述蒸汽被用来发电并且与第一燃料混合形 成混合燃料流。在另外一种实施方式中， 一种联合循环系统包括包括热回收蒸汽发生器的混合单元，所述热回收蒸汽发生^l包括至少两级，其中第一级包括预甲烷7jC蒸气重整装置，该甲烷7jC蒸气重整装置被设定为在低于约80(TC的温度下运行，禾,气轮机的热废气流中的热量对混合燃料流进行重整，生，一重整流，其中第二级利用废气流的热量生成蒸汽；包括7k-气转换反应器的转换反应单元， 所^7jC-气转换反应器被设定为将第一重整流中的一氧化碳转化成二氧化碳并生 成第二重整流；二氧化碳去除单元，被设定为除去第二重整流中的二氧化碳并 生成二氧化碳流和第三重整流，其中少于约50X的存在于混^jt料流中的碳以 二氧化碳的形式被二氧化碳去除单元回收；气轮机单元，被设定为接收第二燃 料和第三重整流，并生成能量和j^流。 附图说明对照附图，其中相同的元件以相同的编号出现附图1描述了一种會,俘获部分二氧化碳的联合循环发电系统的试验性范 例，以及附图2描述了另外一种旨辦俘获部分二氧化碳的I^循环发电系统的试验 性范例。 部件列表10: NGCC发电系统12:重整装置单元14:预甲^7jC蒸气重整装置16:热交换器18:第"jt料20:蒸汽22:混合燃料流24:第一重整流26:辦啲第一重整流28:加热的混^M料流30:转换反应单元32:水-气转换反应器34:第二重整流36:热交换器38:糊的第二軍整流40:一氧化碳去除单元42:胺吸收器44:再生塔46:二氧化碳流48:第二重整流50:第二燃料52:富含氢的燃料流54:气轮机单元58:部分60:氢化脱硫单元62:压縮机64:燃烧器66:气轮机68:发生器70:氧化剂72:压縮的氧化剂74:戯混合物76:气轮机詢荒77:部分78:蒸汽发生器单元80:热回收蒸汽发生器81:第一级82:第二级83:第三级84:蒸汽轮机86:蒸汽发生器88:冷凝器90:蒸汽轮机流出流92:水流94:辨口排放流96:预甲^7K蒸气重整，98:齢单元100: f^循环发电系统具体实施方式这里公开了禾拥预甲烷水蒸气重整體(SMR)和部分二氧化碳俘获单元的联合循环能量系统和方法。所述総循环系统通过热回收俘获气轮机排放的it^中的能量来产生蒸汽，从而进行了 Rankine (蒸m&机)和Brayton (气轮 机)热力学循环的联合。与现有技术中使用传统重整装置的f^循环电厂相反， 这里公开的系统和方法有利的使用低温预甲^7jC蒸气重整装置来重整仅仅一部 狀然气(NG)，用于俘获超出指定允许范围的二氧化碳的排放。在传统的预 甲^ZK蒸气重整装置中，反应必须在高温下进行，例如高于100(TC，以便将甲 烷完^^化成氢气。然而在这里公开的预甲烷水蒸气重整装置中，反应温度为 大约55(TC至大约800°C ，具体的是为大约60(TC至大约750°C ，更具体的为大 约65(TC。由于期望俘^M料流中少于约50%的碳，预甲^7K蒸气重整装置的 所要本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种联合循环系统（１０，１００），包括： 包括预甲烷水蒸气重整装置（１４，９６）的重整装置单元（１２），被设定为在低于约８００℃的温度下运行，并将混合燃料流（２２）重整为第一重整流（２４），其中所述的混合燃料流包括第一燃料（１８）和蒸汽（２０）； 包括水－气转换反应器（３２）的转换反应单元（３０），被设定为将第一重整流中的一氧化碳转化成二氧化碳，并形成第二重整流（３４）； 二氧化碳去除单元（４０），被设定为将第二重整流中的二氧化碳除去，并形成二氧化碳流（４６）和第三重整流（４８），其中小于约５０％的存在于第一燃料中的碳以二氧化碳的形式被二氧化碳去除单元回收； 气轮机单元（５４），被设定为接收第三重整流和第二燃料（５０）的混合物，并生成能量和废气流（７４），其中所述的废气流提供热量来完成混合燃料流的重整；以及 蒸汽发生器单元（７８），被设定为接收废气流，其中废气流的热量被转化为水流（９２），从而生成冷却的废气流（９４）和用于蒸汽轮机（８４）及混合燃料流的蒸汽。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，MJ鲍曼，SD桑博恩，AT埃武莱特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。