有利于代用天然气的产生的方法和设备技术

一种产生代用天然气（ＳＮＧ）的方法包括提供至少一个蒸汽涡轮发动机。该方法还包括提供包括构造成以便接收锅炉给水流和合成煤气（合成气）流的至少一个气体变换反应器的气化系统。该至少一个气体变换反应器进一步构造成以便产生高压蒸汽流。该方法进一步包括在该至少一个气体变换反应器内产生蒸汽流，且将该蒸汽流的至少一部分输送到该至少一个蒸汽涡轮发动机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置，且更具体地涉及用 于用气化系统优化代用天然气的产生和传热的方法和设备。
技术介绍
至少一些已知的IGCC装置包括与至少一个动力产生涡轮系统结合的气化系统。 例如，已知的气化系统将燃料、空气或氧气、蒸汽和/或二氧化碳(CO2)的混合物转化成合 成煤气或“合成气”。该合成气被输送到燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器对发电机供以 动力，发电机将电功率供应到电网。来自至少一些已知的燃气涡轮发动机的排气被供应到 热回收蒸汽发生器(HRSG)，热回收蒸汽发生器产生蒸汽以驱动蒸汽涡轮。由蒸汽涡轮产生 的动力还驱动将电功率提供给电网的发电机。与IGCC装置相关联的至少一些已知的气化系统包括气化反应器，该气化反应器 产生包括至少一些一氧化碳(Co)、水蒸汽(H2O)和颗粒物质的合成气。来自气化反应器的 合成气被输送到洗涤和骤冷组件，洗涤和骤冷组件典型地移除很大一部分颗粒物质，且通 过将水注入合成气中来冷却合成气。其后，为了提高合成气内的可燃物的量，经洗涤和骤冷 的合成气典型地被输送到至少一个水_气体变换反应器，以通过至少一种放热式化学反应 来将CO和水转化成氢气(H2)和二氧化碳(CO2)。通过放热式反应释放的热有利于变换反 应器中的温度升高。在高温和低含水量的情况下，CO可与H2反应，以通过放热式化学反应产生甲烷 (CH4)和C02。在超过约650度摄氏温度(°C ) (1200度华氏温度(° F))的温度处，CH4和 CO2的产生反应率可加大，从而减少了对变换反应器内的放热的控制。因此，常常喷射蒸汽 来减轻温度升高，以及有利于控制变换反应器内的温度。所使用的蒸汽量典型地等于否则 可被输送到蒸汽涡轮的高压蒸汽的约30%至50%，从而会降低装置的发电量。另外，这种 蒸汽喷射需要更大的变换反应器来产生足够的经变换的合成气的供应。此外，输送自变换 反应器的合成气的增大的含湿量形成了对另外的除湿设备的需要。
技术实现思路
在一方面，提供了一种产生代用天然气(SNG)的方法。该方法包括提供至少一个 蒸汽涡轮发动机和至少一个气体变换反应器。该方法还包括在该至少一个气体变换反应器 内产生蒸汽流。该方法进一步包括将蒸汽流的至少一部分输送到该至少一个蒸汽涡轮发动 机。在另一方面，提供了一种气化系统。该气化系统包括构造成以便接收锅炉给水流 和合成煤气(合成气)流的至少一个气体变换反应器。该至少一个气体变换反应器进一步 构造成以便产生高压蒸汽流。在又一个方面，提供了一种整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置。该IGCC 装置包括构造成以便产生合成煤气(合成气)流的至少一个气化反应器。该IGCC装置还包括与至少一个气化反应器以流动连通的方式联接的至少一个气体变换反应器。该至少一 个气体变换反应器构造成以便接收锅炉给水流和合成气流的至少一部分。该至少一个气体 变换反应器进一步构造成以便产生高压蒸汽流。该IGCC装置进一步包括与该至少一个气 体变换反应器以流动连通的方式联接的至少一个蒸汽涡轮发动机。该至少一个蒸汽涡轮发 动机构造成以便接收高压蒸汽流的至少一部分。附图说明图1是示例性整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置的示意图；以及图2是可与图1所示的IGCC动力发生装置一起使用的示例性气化系统的示意图。具体实施例方式图1是示例性整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置100的示意图。在该示 例性实施例中，IGCC装置包括燃气涡轮发动机110。发动机110包括通过轴116可旋转地 联接到涡轮114上的压缩机112。压缩机112接收处于当地大气压力和温度的空气。涡轮 114通过第一转子120可旋转地联接到第一发电机118上。在该示例性实施例中，发动机 110还包括与压缩机112以流动连通的方式联接的至少一个燃烧器122。燃烧器122通过 空气导管124接收被压缩机112压缩的空气(未显示)的至少一部分。燃烧器122还与至 少一个燃料源(在下面更加详细地描述)以流动连通的方式联接，且接收来自燃料源的燃 料。空气和燃料在燃烧器122内混合和燃烧，且燃烧器122产生热的燃烧气体(未显示)。 涡轮114与燃烧器122以流动连通的方式联接，且涡轮114通过燃烧气体导管126接收热 的燃烧气体。涡轮114将气体内的热能转换成旋转能。旋转能通过转子120传送到发电机 118，其中，发电机118将旋转能转换成电能(未显示)，以便于将电能传送到至少一个负载， 包括但不限于电力网(未显示)。在该示例性实施例中，IGCC装置100还包括蒸汽涡轮发动机130。更具体地，在该 示例性实施例中，发动机130包括通过第二转子136可旋转地联接到第二发电机134上的 蒸汽涡轮132。IGCC装置100还包括蒸汽发生系统140。在该示例性实施例中，系统140包括通 过至少一个锅炉给水导管146与至少一个水-气体变换反应器212 (将在下面进一步论述) 以流动连通的方式联接的至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG) 142。反应器212接收来自导 管145的锅炉给水。HRSG142还通过至少一个导管148与涡轮114以流动连通的方式联接。 HRSG142通过导管146接收来自反应器212的锅炉给水(未显示)，以便有利于将锅炉给水 加热成蒸汽。HRSG142还通过排气导管148接收来自涡轮114的排气(未显示)，以进一步 有利于将锅炉给水加热成蒸汽。HRSG142通过蒸汽导管150与涡轮132以流动连通的方式 联接。导管150将蒸汽(未显示)从HRSG142输送到涡轮132。涡轮132接收来自HRSG142 的蒸汽，且将蒸汽中的热能转换成旋转能。旋转能通过转子136传送到发电机134，其中，发 电机134将旋转能转换成电能(未显示)，以便于将电能传送到至少一个负载，包括但不限 于电力网。蒸汽被冷凝，且通过冷凝物导管137作为锅炉给水返回。IGCC装置100还包括气化系统200。在该示例性实施例中，系统200包括通过空气导管204与压缩机112以流动连通的方式联接的至少一个空气分离单元202。空气分离 单元还通过空气导管203与至少一个压缩机201以流动连通的方式联接，其中，压缩机201 为压缩机112进行补充。或者，空气分离单元202以流动连通的方式联接到其它空气源上， 其它空气源包括但不限于专用的空气压缩机和压缩空气存储单元(均未显示)。单元202 将空气分离成氧气(O2)和在该示例性实施例中通过通风口 206释放的其它成分(均未显 示)°系统200包括气化反应器208，气化反应器208与单元202以流动连通的方式联 接，以通过导管210接收输送自单元202的02。反应器208还接收煤209，以产生酸性合成 煤气(合成气)流(未显示)。系统200还包括水-气体变换反应器212，水-气体变换反应器212与反应器208 以流动连通的方式联接，且通过导管214接收来自气化反应器208的酸性合成气流。变换 反应器212产生包含与反应器208中产生的酸性合成气流相比处于增大的浓度的二氧化碳 (CO2)和氢气(H2)的经变换的酸性合成气流(未显示)。反应器212通过导管145和146 与蒸汽发生系统140以传热连通的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生代用天然气（ＳＮＧ）的方法，所述方法包括：提供至少一个蒸汽涡轮发动机；提供至少一个气体变换反应器；在所述至少一个气体变换反应器内产生蒸汽流；以及将所述蒸汽流的至少一部分输送到所述至少一个蒸汽涡轮发动机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PS华莱士，A弗里德曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]