本发明专利技术涉及合成气应用中的能量回收。所公开的实施例包括用于利用膨胀器(138)的系统。在第一实施例中，一种系统包括流动路径和沿着流动路径而设置的气化区段(112)。气化区段(112)构造为用于将给料(102)转换成合成气。该系统还包括设置在气化区段(112)的直接下游并构造为用于过滤合成气的涤气器(130)。该系统还包括沿着流动路径设置在涤气器(130)的直接下游并构造为用于使合成气膨胀的第一膨胀器(138)。该合成气包括未处理的合成气。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及工业应用中的能量回收，并且更具体地说，涉及合成气应用中的能量回收。
技术介绍
给料，例如煤、石油焦、生物质、木基材料、农业废料、焦油、焦炉煤气和浙青或其它含碳物品，可被气化以用于电力、化学物、合成燃料的生产，或用于各种各样的其它应用。气化涉及在非常高的温度下使碳质燃料与氧气反应以产生合成气，它是一种包含一氧化碳和氢气的燃料，该燃料比处于其初始状态下的燃料更加高效地燃烧并且更为清洁。合成气可用于发电、化学物生产或任何其它合适的应用。然而，合成气的生产可能导致一定程度的低效率，因而浪费了能量。
技术实现思路
以下概述了与最初申明权利的本专利技术的范围相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制申明权利的本专利技术的范围，而是这些实施例仅仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包含各种各样的可与下述实施例相似或不同的形式。在第一实施例中，一种系统包括流动路径和沿着流动路径而设置的气化区段。气化区段构造为用于将给料转换成合成气。该系统还包括设置在气化区段的直接下游并构造为用于过滤合成气的涤气器。该系统还包括沿着流动路径设置在涤气器的直接下游并构造为用于使合成气膨胀的第一膨胀器。该合成气包括未处理的合成气。在第二实施例中，一种系统包括流动路径和沿着流动路径而设置在酸性气体去除(AGR)区段上游的第一流体源。流体源包括加压流体。该系统还包括第二流体源，其构造为用于将第二流体与第一流体混合起来，以产生流体混合物。沿着流体路程在AGR的上游还设置了膨胀器。膨胀器构造为用于使流体混合物膨胀和冷凝，以产生机械能、电功率或其组口 o在第三实施例中，一种系统包括流动路径和沿着流动路径而设置的气化区段。气化区段构造为用于将给料转换成合成气。该系统还包括沿着流动路径而设置在气化区段下游并构造为用于过滤合成气的涤气器。该系统另外包括沿着流动路径而设置在涤气器下游的膨胀器。膨胀器构造为用于使过滤后的合成气膨胀。该系统还包括AGR区段，其沿着流动路径而设置在膨胀器的下游，并构造为用于从过滤后的合成气中去除酸性气体。附图说明当参照附图阅读以下详细说明时，本专利技术的这些以及其它特征、方面和优势将得到更好地理解，其中在所有附图中相似的标号表示相似的部件，其中图I显示了包括膨胀器的气化系统的一个实施例；图2显示了包括膨胀器和水气变换系统的气化系统的一个实施例；图3显示了包括多个膨胀器的气化系统的一个实施例；且图4显示了包括整体气化联合循环(IGGC)系统和膨胀器的多联产系统的一个实施例。部件清单100气化多联产设备；102给料；104熔剂；106储存单元；108浆料制备单元；110水；111浆料燃料；112气化器；114渣料；116氧气；118空气分离单元(ASU) ; 120空气；122氮气；124合成气流；126渣料粗处理系统；128粗渣料；130涤气器；132返回的冷凝物；134返回的灰水；136湿的合成气；138膨胀器；140水；142水闪蒸系统；144高压闪蒸气体；146黑水；148灰水处理系统；150系统；152过量的水；153灰水预处理系统；154清洁水；155滤饼；156合成气流；158低温气体冷却(LTGC)系统；174动力岛；176水气变换系统；160酸性气体去除(AGR)系统；162过量冷凝物；164冷凝氨汽提系统；166无氨冷凝物；168含硫气体；170冷却后的合成气流；172合成气流；177化工系统；178合成气流；180变换后的合成气流；182冷却的合成气流；184处理后的合成气流；186水气变换系统；188合成气流；190膨胀的合成气流；192变换后的合成气流；200整体气化联合循环(IGCC)动力设备；202抽取空气冷却系统；204除气器；206饱和蒸汽；208燃气涡轮；210热回收蒸汽发生(HRSG)系统；212蒸汽涡轮；214被加热的冷凝物；216冷凝物；218空气；具体实施例方式以下将描述本专利技术的一个或多个特定实施例。为了致力于提供这些实施例的简明描述，在说明书中可能没有描述实际实施的所有特征。应该懂得，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多对于实施而言专有的决策，以实现开发者的特定目的，例如与涉及系统及涉及商业的约束的适应性，其可能根据不同的实施而彼此有所不同。此外，应该懂得这种开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员而言，其仍然将是设计、构造和制造的例行工作。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一 ”、“ 一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都意图为包括性的，且意味着除了列出的元件之外，还可以有另外的元件。所公开的实施例包括一种利用气化工艺由碳质燃料生产动力和/或化学物的工艺，在这种工艺中“浪费的”能量被捕获并用于提供额外的动力。如以下关于图I更详细地所述，在该气化工艺中，碳质燃料通过添加氧气(或含氧气体)进行部分氧化，从而产生合成气流，其包括一氧化碳和氢气。合成气流可通过涤气器进行进一步过滤或“洗涤”，以便除去例如颗粒物质和夹带的固体。在本文所述的某些实施例中，合成气流然后可进入在涤气器的直接下游的膨胀器中。进入膨胀器中的合成气流可被称为“未处理的”合成气，因为该合成气未经历酸性气体去除工艺。膨胀器使得能够捕获合成气流中的能量，该能量否则不 会被再捕获。更具体地说，合成气流包括存在于合成气的质量流中的热能和动能，该能量典型地将不会被再捕获。将理解，动能包括由于合成气的质量效应(和流动)以及合成气中的压力而引起的能量。例如，合成气可能已被冷却，释放大量热能，并使合成气流减速或停止。使合成气冷却和/或减速还可减少流中的压力。所公开的实施例还可在使合成气膨胀之前对合成气添加水，从而进一步增加合成气流的流中的质量，相应地增加再捕获的动力。实际上，在膨胀器中可使用“湿的”合成气，其在膨胀器入口处包含按体积计大约在0. 1%至65%水之间的水浓度。在一个实施例中，离开涤气器下游的合成气流可被引导至水气变换反应器中，从而将一氧化碳和水转换成额外的氢气和二氧化碳。在这个实施例中，膨胀器可定位在变换反应器的直接下游，而不是定位在涤气器的直接下游。在又一实施例中，变换反应器可定位在膨胀器的直接下游。在这个实施例中，合成气流在经历变换反应之前首先进行膨胀，以用于能量的回收。实际上，如以下更详细所述，一个或多个膨胀器可定位在涤气器的下游或其它气化设备构件(例如酸性气体去除工艺)的下游的多个位置。湿的合成气的膨胀使得能够进行能量的捕获，该能量否则将会由于例如冷却合成气而损失了。实际上，在制造化学物的气化设备(包括整体气化联合循环(IGCC)气化设备)中的动力生产都可通过利用本文公开的膨胀器技术进行改进。此外，通过经由湿的合成气的直接膨胀回收否则会被浪费的能量可实现更低的投资成本、更低的运营成本和更高的效率。记住前面所述，图I描绘了气化多联产设备100的一个实施例，其可生产和/或燃烧合成气体，即，合成气，以用于转换成电力和/或合成气的变换部分，以便制造化学物。将懂得，虽然所描绘的实施例通过利用动力岛(power island) 174而朝向电力生产进行连接(gear)，但是其它实施例可以可选地不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·霍斯拉维安，R·F·泰里，P·J·麦肯纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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