用以再循环尾气的方法和设备技术

一种再循环尾气的方法包括：将存在于酸性气流中的硫转化成元素硫以产生尾气，以及将尾气再循环至气化反应器和气体去除子系统中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及气化系统，并且更具体地涉及用于再循环尾气以通过去除酸性气体而有助于利用气化系统提高合成气体产出的方法和设备。
技术介绍
至少一些公知的气化设备包括气化系统，该气化系统与至少一个产生动力的涡轮系统形成一体，从而形成整体气化联合循环(IGCC)动力生成设备。例如，公知的气化系统将燃料、空气或氧、蒸汽和/或CO2的混合物转化为合成气体或"合成气"。合成气导送到燃气涡轮发动机的燃烧器中，该燃气涡轮发动机向将电功率供送至电网的发电机供能。来自至少一些公知燃气涡轮发动机的排气供送至产生蒸汽以便驱动蒸汽轮机的热回收蒸汽发生器(HRSG)。由蒸汽轮机所产生的动力也驱动向电网提供电功率的发电机。与IGCC设备相关联的至少一些公知的气化系统最初产生"原料(raw)“合成气燃料，该"原料"合成气燃料包括一氧化碳(Co)、氢(H2)、二氧化碳(CO2)、氧硫化碳(COS) 以及硫化氢(Hj)。C02、C0S*&S通常称为酸性气体。酸性气体通常从原料合成气燃料中除去以产生用于在燃气涡轮发动机内燃烧的"清洁"合成气燃料。通常，在公知的IGCC设备中，含烃进料与高纯氧(通常为95%的氧纯度)反应以产生温度范围在2200下至2700 °F内的合成气。所产生的合成气然后冷却和洗涤以产生原料合成气，该原料合成气适于引入到酸性气体去除(AGR)子系统。酸性气体去除利用酸性气体去除子系统来进行，该酸性气体去除子系统通常包括至少一个主吸收器用以除去大部分H2S和COS。酸性气体去除子系统吸收存在(呈的形式)的大部分硫和存在的一部分C02。这产生了清洁的合成气流和主要由吸收的H2S、COS和(X)2所构成的酸性气流。酸性气流在降硫子系统中处理，以将存在的硫通过克劳斯反应转化成元素硫。该步骤由首先使存在的一部分硫化氢氧化以形成二氧化硫且然后通过以下反应形成元素硫而构成2H2S+S02 — 3S+2H20该反应发生在串接的若干反应器中。在各反应器之后，硫作为液体产物而除去。来自于降硫子系统的流出物主要由二氧化碳、氮和水蒸气构成，以及未反应的硫化氢和二氧化硫。这种流出物称为克劳斯尾气。克劳斯尾气通常需要进一步处理以在释放之前除去硫。该步骤称为尾气处理。最常使用的过程称为SCOT (壳牌克劳斯废气处理)。SCOT过程由首先使克劳斯尾气氢化以将二氧化硫转化成硫化氢而构成。氢化气体然后冷却以能够将水蒸气作为冷凝物而除去。胺溶剂用于俘获硫化氢。最终，该溶剂再生以产生含有硫化氢的流用于再循环至硫回收单元。 未吸收的废气传送至热氧化器并排出。现已发现通过使克劳斯尾气再循环至气化反应器，有可能消除尾气处理单元。这种过程有助于消除处理克劳斯尾气的成本和复杂性。此外，降低成本的克劳斯单元可利用较低回收或例如较少回收级而使用，因为尾气再循环至气化反应器。因此，本专利技术提供了一种用于处理在诸如IGCC系统的气化反应器中产生的气体的方法和设备，包括使经历酸性气体去除和降硫的气体在没有中间氢化的情况下再循环至系统的气化单元。
技术实现思路
一方面，提供了一种再循环尾气的方法。该方法包括将存在于酸性气流中的硫转化成元素硫以产生尾气，以及将尾气再循环到气化反应器和气体去除子系统中的至少一个中。另一方面，一种处理由气化反应器产生的气体的方法包括将由气化反应器产生的原料气体引导至气体去除子系统中。从原料气体中除去组分以产生酸性气流和清洁气流。 所产生的酸性气流引导至降硫子系统中，以将存在于酸性气流中的硫转化成元素硫而产生尾气。尾气再循环至气化反应器和气体去除子系统中的至少一个中。又一方面，提供了一种整体气化联合循环(IGCC)动力生成设备。IGCC动力生成设备包括构造成用以生成包括酸性气体的原料气流的至少一个气化反应器。至少一个气体去除子系统与至少一个气化反应器成流动连通地联接。该至少一个气体去除子系统构造成用以从原料气流中除去至少一部分酸性气体。至少一个降硫子系统与至少一个气体去除子系统成流动连通地联接。降硫子系统有助于降低气流内的硫浓度而产生尾气以便再循环到气化反应器和气体去除子系统中的至少一个中。附图说明图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)动力生成设备的示意图；图2为常规气化单元和处理由气化单元所产生的气体的方法的示意图；以及图3为示例性气化单元和处理由气化单元所产生的气体的方法的示意图。具体实施例方式图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)动力生成设备100的示意图。在示例性实施例中，IGCC动力生成设备100包括燃气涡轮发动机110。燃气涡轮发动机110包括经由第一转子120可旋转地联接到第一发电机118上的涡轮114。涡轮114与至少一个燃料源和至少一个空气源(两者在下文中更为详细描述)成流动连通地联接，且构造成用以分别从燃料源和空气源接收燃料和空气。涡轮114构造成用以混合空气和燃料，产生热燃烧气体(未示出)，以及将气体内的热能转化成旋转能。旋转能经由转子120传输至发电机 118，其中发电机118构造成有助于将旋转能转化成电能(未示出)以传输至至少一个负载，包括但不限于电力网(未示出)。IGCC动力生成设备100还包括蒸汽涡轮发动机130。在示例性实施例中，发动机 130包括蒸汽涡轮132，该蒸汽涡轮132经由第二转子136联接到第二发电机134上。IGCC动力生成设备100还包括蒸汽生成系统140。在示例性实施例中，系统140 包括至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG) 142，其经由至少一个加热锅炉给水导管146而与至少一个热传递设备144成流动连通地联接。HRSG 142从设备144经由导管146接收锅炉给水(未示出)，以便将锅炉给水加热成蒸汽。HRSG 142还从涡轮114经由排出气体导管(未示出)接收排出气体(未示出)，以便将锅炉给水进一步加热成蒸汽。HRSG 142经由蒸汽导管150而与涡轮132成流动连通地联接。过量的气体和蒸汽从HRSG 142经由烟道气体导管152排至大气。导管150将蒸汽(未示出)从HRSG 142导送至涡轮132。涡轮132从HRSG 142 接收蒸汽且将蒸汽中的热能转化成旋转能。旋转能经由转子136传输至发电机134，其中发电机134将旋转能转化成电能(未示出)以便传输至至少一个负载，包括但不限于电力网。 蒸汽冷凝，且经由冷凝物导管(未示出)作为锅炉给水返回。IGCC动力生成设备100还包括气化系统200。在示例性实施例中，系统200包括至少一个空气分离单元202，该空气分离单元202经由空气导管204而与空气源成流动连通地联接。这种空气源可包括但不限于专用空气压缩机和压缩空气储存单元(均未示出)。单元202将空气分成氧(O2)、氮(N2)和经由通风口(未示出)释放的其它组分(均未示出)。 氮经由N2导管导送至燃气涡轮114以有助于燃烧。 系统200包括气化反应器208，该气化反应器208与单元202成流动连通地联接以便接收经由A导管210从单元202导送来的氧。系统200还包括煤粉碎和造浆单元211。 单元211分别经由煤供送导管212和水供送导管213而与煤源和水源(均未示出)成流动连通地联接。单元211将煤和水混合以形成煤浆流(未示出)，该煤浆流经由煤浆导管214 导送至反应器208。反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种再循环尾气的方法，所述方法包括：将存在于酸性气流中的硫转化成元素硫而产生尾气；以及将所述尾气再循环至气化反应器和气体去除子系统中的至少一个中。

【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：P·S·萨克，G·M·古尔科，P·S·怀莱士，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US