气化器发电站和废物管理制造技术

本申请描述一种接收并处理固体、液体或气体燃料的逐渐氧化系统。该系统可以包括从固体燃料提取并净化气体燃料的固体燃料气化器。该系统也可以包括接收气体燃料并维持燃料的逐渐氧化过程的反应室。在一些实施例中，含有污染物的液体可以在逐渐氧化室内被氧化。液体燃料和气体燃料可以分离地或组合地连通到氧化室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气化器发电站和废物管理
技术介绍
许多发电站利用燃气涡轮机系统，其中燃料在被注入到压缩空气中时燃烧，由此加热并增加气体的热能。然后使用将热能转化成动能的涡轮机从加热气体中提取该能量。动能可以用来驱动另一装置例如发电机。燃烧过程经常由点火源(例如火花塞)启动。由于点火源的高温和燃料进入空气时的高浓度，因此燃烧是非常迅速并且近乎瞬时的。
技术实现思路
在气化过程期间，含有含碳材料例如煤、石油、生物燃料或生物质的固体燃料被转化成例如一氧化碳、烃和甲烷。这些产物气体可以在以其他方式与固体燃料不相容的系统中用作燃料。气化包括留下可燃气体(例如CO、H2和CH4)的材料的不完全燃烧。为了净化这些气体以便在发电系统中进行操作，这些气体必须洗除或清除可能损坏发电系统的其他成分例如焦油和灰尘。洗涤过程可以导致含有这些污染物的有毒废水(或其他液体)。另外，由气化过程产生的气体可能是非常弱的气体(weak gases)。本文描述的是能够利用来自气化过程的弱气体并处理在气体洗涤期间产生的废水的一体式气化发电站的实施例。在一些实施例中，气化器与逐渐氧化室耦合，该氧化室被配置为接受污染水并氧化水里面的污染物，同时维持充分减小并限制系统排气中的有害排放物(例如NOx)的量的腔室温度。本文描述的系统和方法进一步利用污染水的导引来增加发电系统的潜在输出并净化水。在逐渐氧化器的一些方面，燃料在含水的反应室中被氧化，该水可以包括来自气化过程的污染物或可以有助于销毁的来自其他地方的污染物。在一些实施方式中，从氧化该燃料释放的能量为燃气涡轮机提供动力。与充足量的水混合的液体燃料例如乙醇通常不受到瞬时燃烧，因为将水蒸发所需要的潜热抑制燃烧过程。另外，当使用的水中含有污染物时，该污染物也可以构成燃料，因为该污染物在反应室内被氧化。本文描述的一些实施例中，一种固体燃料气化器逐渐氧化系统包括:从固体燃料中提取气体燃料的固体燃料气化器；净化气体燃料的洗涤器；被配置为经由第一入口接收所净化的气体燃料并维持气体燃料的逐渐氧化过程的无焰燃烧室，该无焰燃烧室包括第二入口 ；以及耦合到第二入口的导引器，其被配置为从洗涤器接收污染物并将污染物导引到无焰燃烧室中。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为维持足以氧化污染物的内部温度。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为在没有催化剂的情况下维持逐渐氧化过程。一些实施例规定气体燃料由洗涤器用水来净化。一些实施例规定从洗涤器接收的污染物在水里面。在一些实施例中，导引器包括用于在将水导弓I到无焰燃烧室中之前对水加压的压缩器。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为维持足以氧化气体燃料的内部温度持续约0.01秒和约10秒之间。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为维持足以氧化气体燃料的内部温度持续约0.05秒和约5秒之间。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为维持足以氧化气体燃料的内部温度持续约0.05秒和约2秒之间。在一些实施例中,无焰燃烧室被配置为维持足以氧化气体燃料的内部温度持续约0.1秒和约I秒之间。在某些实施例中，该系统进一步包括与无焰燃烧室流体连通的涡轮机，该涡轮机被配置为从无焰燃烧室接收加热的压缩流体并使该流体膨胀。本文描述的一些用于氧化固体燃料的方法包括:用固体燃料气化器从固体燃料中提取气体燃料；用水洗涤气体燃料；用无焰燃烧室逐渐氧化气体燃料，该无焰燃烧室被配置为经由第一入口接收所净化的气体燃料并维持气体燃料的逐渐氧化过程；将水导引到无焰燃烧室中；以及在无焰燃烧室内维持足以蒸发并氧化水和水中的污染物的内部温度。一些方法进一步包括在没有催化剂的情况下在无焰燃烧室内维持逐渐氧化过程。一些方法进一步包括在用无焰燃烧室逐渐氧化气体燃料之前压缩气体燃料。一些方法进一步包括在将水导引到无焰燃烧室中之前压缩水。一些方法进一步包括维持足以氧化气体燃料的无焰燃烧室的内部温度持续约0.1秒和约I秒之间。一些方法进一步包括通过与无焰燃烧室流体连通的涡轮机使来自无焰燃烧室的压缩的加热流体膨胀。一些实施例包括固体燃料气化器逐渐氧化系统，该系统包括:从固体燃料中提取并净化气体燃料的固体燃料气化器；被配置为经由入口接收所净化的气体燃料并维持气体燃料的逐渐氧化过程的无焰燃烧室；以及被配置为从气化器接收污染物并将污染物导引到无焰燃烧室中的导引器。在一些实施例中，无焰燃烧室被配置为在没有催化剂的情况下维持足以氧化污染物的内部温度。在一些实施例中，气化器包括净化气体燃料的洗涤器。一些实施例规定气体燃料由洗涤器用水净化。在一些实施例中，由导引器接收的污染物在水里面。在某些实施例中，导引器包括用于在将水导引到无焰燃烧室中之前对水加压的压缩器。一些实施例规定无焰燃烧室被配置为维持足以氧化气体燃料的内部温度持续约0.01秒和约10秒之间。在一些实施例中，该系统进一步包括与无焰燃烧室流体连通的涡轮机，该涡轮机被配置为从无焰燃烧室接收加热的压缩流体并使该流体膨胀。在一些实施例中，来自无焰燃烧室的加热的压缩流体是气体。一些实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。将水连通到加压反应室中包括将液体连通到加压反应室中。蒸发液体包括在加压反应室中蒸发液体。包括空气和燃料的空气/燃料混合物被连通到加压反应室中。该液体进一步包括燃料，蒸发液体包括蒸发燃料和水，并且该气体包括已蒸发的燃料和已蒸发的水。该燃料包括乙醇、煤油和/或其他类型燃料。该液体包括按体积多于百分之五十的水，或者该液体包括按体积多于百分之五十的燃料。将水连通到加压反应室中包括将已蒸发的燃料和已蒸发的水连通到加压反应室中。蒸发该液体包括通过将液体与加热空气混合来蒸发燃料和水。将水连通到加压反应室中包括将加热空气、已蒸发的燃料和已蒸发的水连通到加压反应室中。通过蒸发液体燃料形成的燃料气体与已蒸发的水和/或空气组合。将水连通到反应室中包括将燃料气体、已蒸发的水和/或空气的混合物连通到反应室中。氧化该燃料生成氧化产物气体。该氧化产物气体在驱动发电机的燃气涡轮机中膨胀。填埋气在蒸发该液体之前被从填埋区(landfill)接收。该填埋气被冷凝以形成稍后被蒸发的液体。该填埋气包括燃料，并且冷凝该液体将使水与燃料分离。该液体包括有毒材料。将水连通到加压反应室中包括将有毒材料连通到反应室中。在一些方面，一种系统包括蒸发器和反应室。该蒸发器将包括水和燃料的液体蒸发以形成包括水和燃料的气体。该蒸发器包括被布置成接收液体的蒸发器入口和被布置成传送来自蒸发器的气体的蒸发器出口。该反应室被配置为在高于反应室周围的环境压力的压力下用空气氧化该燃料。该反应室包括与蒸发器出口连通的反应室入口以便接收包括水和燃料的气体。一些实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。该系统包括涡轮机，该涡轮机具有与反应室的出口流体连通的涡轮机入口。该涡轮机被配置为接收来自反应室的输出气体，并通过使输出气体在涡轮机入口和涡轮机出口之间膨胀来将输出气体的热能转化成机械能。该系统包括机械耦合到涡轮机的发电机。该发电机被配置为将机械能转化成电能。该系统包括从填埋区接收填埋流体的填埋井。该液体包括至少一部分的填埋流体。该系统包括从填埋井接收填埋流体并使来自填埋流体的液体冷凝的冷凝器。在一些方面，氧化反应室包括被布置成接收包括水的液体并将该液体连通到反应室中的第一入口。该反应室包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逐渐氧化系统，其包括：固体燃料气化器，其从固体燃料提取气体燃料；洗涤器，其使用净化液体从所述气体燃料中移除污染物；以及无焰燃烧室，其（i）从所述洗涤器接收所述净化液体和污染物，（ii）维持足以提供逐渐氧化过程的内部温度，以及（iii）提供停留时间，以使来自所述洗涤器的基本全部污染物在所述无焰燃烧室内被氧化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种逐渐氧化系统，其包括: 固体燃料气化器，其从固体燃料提取气体燃料； 洗涤器，其使用净化液体从所述气体燃料中移除污染物；以及 无焰燃烧室，其(i)从所述洗涤器接收所述净化液体和污染物，(ii)维持足以提供逐渐氧化过程的内部温度，以及(iii)提供停留时间，以使来自所述洗涤器的基本全部污染物在所述无焰燃烧室内被氧化。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述无焰燃烧室被配置为在没有催化剂的情况下维持所述逐渐氧化过程。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体燃料由所述洗涤器使用水来净化。4.根据权利要求3所述的系统，其中从所述洗涤器接收的所述污染物在所述水里面。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述导引器包括用于在将所述水导引到所述无焰燃烧室中之前对所述水加压的压缩器。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述无焰燃烧室被配置为维持足以氧化所述气体燃料的所述内部温度持续约 0.01秒和约10秒之间。7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括与所述无焰燃烧室流体连通的涡轮机，所述涡轮机被配置为从所述无焰燃烧室接收加热加压的气体并使所述气体膨胀。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述无焰燃烧室维持低于导致氮氧化物形成的温度的最大温度。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述无焰燃烧室从所述洗涤器接收气体燃料并在所述逐渐氧化过程期间氧化所述气体燃料。10.根据权利要求9所述的系统，其中来自所述洗涤器的基本全部气体燃料由所述无焰燃烧室接收并氧化。11.根据权利要求9所述的系统，其中来自所述洗涤器的所述气体燃料的第一部分由所述无焰燃烧室接收并氧化，并且来自所述洗涤器的所述气体燃料的第二部分被分配离开所述系统。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述无焰燃烧室经由第一入口从所述洗涤器接收所述气体燃料，并且从第二入口接收补充气体燃料。13.—种逐渐氧化系统,其包括: 第一入口，其被配置为将污染液体连通到所述系统； 第二入口，其被配置为将燃料连通到所述系统； 无焰燃烧室，其接收所述污染液体和燃料，并且维持足以提供逐渐氧化过程的内部温度，同时维持所述燃烧室中的最大温度低于导致氮氧化物形成的温度，以使所述液体中的所述燃料和污染物氧化；以及 出口，其被布置从所述燃烧室传导输出气体，所述输出气体包括在所述燃烧室中由所述逐渐氧化过程生成的氧化产物气体。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述无焰燃烧室被配置为在没有催化剂的情况下维持所述逐渐氧化过程。15.根据权利要求13所述的系统，其中所述污染液体由用水净化气体燃料的洗涤器接收。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述污染液体包括来自所述洗涤器的所述水。17.根据权利要求15所述的系统，其中所述燃料包括来自所述洗涤器的气体燃料，并且所述无焰燃烧室在所述逐渐氧化过程期间氧化所述气体燃料。18.根据权利要求13所述的系统，其进一步包括在所述液体被所述无焰燃烧室接收之前对所述污染液体加压的压缩器。19.根据权利要求13所述的系统，其中所述无焰燃烧室被配置为维持足以氧化所述气体燃料的内部温度持续约0.01秒和约10秒之间。20.根据权利要求13所述的系统，其进一步包括与所述无焰燃烧室流体连通的涡轮机，所述涡轮机被配置为接收所述输出气体并使所述输出气体膨胀。21.根据权利要求13所述的系统，其中所述无焰燃烧室维持最大温度低于导致氮氧化物形成的温度。22.一种氧化固体燃料的方法，其包括: 用固体燃料气化器从固体燃料中提取气体燃料； 在洗涤器中用净化液体洗涤所述气体燃料以从所述气体燃料中移除污染物； 从所述洗涤器传导所述净化液体和污染物到无焰燃烧室；以及 通过以下步骤在所述燃烧室 中氧化所述污染物:(i)在所述燃烧室中维持足以提供逐渐氧化过程的内部温度，以及(ii)提供在所述燃烧室内的停留时间，以使来自所述洗涤器的基本全部所述污染物在所述燃烧室内被氧化。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述无焰燃烧室在没有催化剂的情况下维持所述逐渐氧化过程。24.根据权利要求22所述的方法，其中所述气体燃料由所述洗涤器用水净化。25.根据权利要求24所述的方法，其中由所述燃烧室从所述洗涤器接收的所述污染物在所述水里。26.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括在所述无焰燃烧室中的氧化之前用压缩机压缩所述水和污染物。27.根据权利要求22所述的方法，其中所述停留时间在约0.01秒和约10秒之间。28.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括从所述无焰燃烧室传导加热的压缩气体到涡轮机并在所述涡轮机中使所述气体膨胀。29.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括从所述洗涤器传导气体燃料到所述无焰燃烧器并且在所述逐渐氧化过程期间氧化所述气体燃料。30.根据权利要求29所述的方法，其中来自所述洗涤器的基本全部所述气体燃料被传导到所述无焰燃烧室并由所述无焰燃烧室氧化。31.根据权利要求29所述的方法，其中来自所述洗涤器的所述气体燃料的第一部分被传导到所述无焰燃烧室并由所述无焰燃烧室氧化，并且来自所述洗涤器的所述气体燃料的第二部分被分配离开所述燃烧室。32.根据权利要求22所述的方法，其中所述气体燃料经由第一入口被传导到所述无焰燃烧室，并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·D·普拉博胡，
申请(专利权)人：能源核心发电公司，
类型：
国别省市：