用于气体处理的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于气体处理的系统及方法。系统包括构造成从未处理合成气除去酸性气体以生成处理的合成气的酸性气体脱除(AGR)系统、构造成接收处理的合成气以生成非渗透物和渗透物的氢分离系统，以及构造成使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物的膨胀器。AGR系统包括构造成经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂的溶剂冷冻机。

System and method for gas treatment

The present invention relates to a system and method for gas treatment. Acid gas removal system including structure into synthetic gas never processing synthetic gas for removing acid gas generated in the processing (AGR) system, configured to synthesis gas receiving process to generate non permeate and permeate the hydrogen separation system, and constructed the non permeate expansion to form cooling non permeate expander the. The AGR system includes a solvent refrigerator configured to heat the cooling solvent through a cooled non permeable substance.

【技术实现步骤摘要】

本文中公开的主题涉及气体处理系统，并且更特别地，涉及气体处理系统中的热交换。
技术介绍
气体处理可在精炼厂、石油化工厂、天然气处理厂或其它行业中使用。例如，气体处理可在整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂中用于处理合成气体，即，合成气。具体地，溶剂可用于在气体处理单元中从合成气吸收气体，诸如硫化氢(H2S)或二氧化碳(CO2)。气体处理单元典型地可包括一个或更多个蒸馏塔。这些塔中的一个或更多个可包括用以使用冷却剂从溶剂除去热的热交换器，该冷却剂可由制冷系统冷却。遗憾的是，使用制冷系统可降低发电厂的效率并且/或者增大与发电厂相关的资本支出。
技术实现思路
在下面概括在范围上与最初要求权利的本专利技术相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本专利技术的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概括。实际上，本专利技术可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括构造成从未处理合成气除去酸性气体以生成处理的合成气的酸性气体脱除(AGR)系统、构造成接收处理的合成气以生成非渗透物和渗透物的氢分离系统，以及构造成使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物的膨胀器。AGR系统包括构造成经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂的溶剂冷冻机。在第二实施例中，一种系统包括气体处理系统和气体处理控制器。气体处理系统包括构造成生成非渗透物的氢分离系统、构造成使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物的膨胀器，以及构造成经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂的溶剂冷冻机。气体处理控制器构造成控制气体处理系统以保持溶剂的温度低于阈值。在第三实施例中，一种方法包括在氢分离系统中生成非渗透物、使非渗透物在膨胀器中膨胀以生成冷却的非渗透物、在溶剂冷冻机中经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂，以及在气体处理单元中使用溶剂处理气体。—种系统，其包括:酸性气体脱除(AGR)系统，其构造成从未处理合成气除去酸性气体以生成处理的合成气，氢分离系统，其构造成接收处理的合成气以生成非渗透物和渗透物；以及膨胀器，其构造成使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物，其中，AGR系统包括溶剂冷冻机，其构造成经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂。优选地，氢分离系统包括构造成生成非渗透物和渗透物的膜分离系统，其中，非渗透物的第一氢浓度小于渗透物的第二氢浓度。优选地，仅溶剂冷冻机在AGR系统中用于冷却溶剂。优选地，AGR系统包括未处理合成气冷却器，其构造成经由与来自溶剂冷冻机的冷却的非渗透物的热交换冷却未处理的合成气。优选地，系统包括变压吸附(PSA)系统，其构造成接收渗透物以生成尾气和富氢流。优选地，系统包括构造成压缩尾气以生成压缩的尾气的压缩机。优选地，膨胀器和压缩机联接在一起，使得膨胀器生成功率以驱动压缩机。优选地，系统包括燃气涡轮发动机，其构造成接收压缩的尾气和加热的非渗透物的混合物。优选地，系统包括余热回收蒸汽发生器(HRSG)的管道焚烧器，其中，管道焚烧器构造成燃烧压缩的尾气，或压缩的尾气和加热的非渗透物的混合物。优选地，系统包括低温气体冷却(LTGC)系统的非渗透物热交换器，其中，非渗透物热交换器构造成经由与来自溶剂冷冻机的冷却的非渗透物的热交换冷却未处理合成气。优选地，系统包括配置在氢分离系统与膨胀器之间的非渗透物冷却器，其中，非渗透物冷却器构造成经由与冷却剂的热交换冷却非渗透物。一种系统，其包括:气体处理系统，其包括:构造成生成非渗透物的氢分离系统；构造成使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物的膨胀器；以及构造成经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂的溶剂冷冻机；以及气体处理控制器，其构造成控制气体处理系统以保持溶剂的温度低于阈值。优选地，系统包括流量控制阀，其构造成调整用于经由热交换冷却非渗透物的冷却剂流。优选地，系统包括构造成调整围绕膨胀器的非渗透物的旁通流的旁通阀。一种方法，其包括:在氢分离系统中生成非渗透物；在膨胀器中使非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物；在溶剂冷冻机中经由与冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂；以及在气体处理单元中使用溶剂处理气体。优选地，该方法包括:在氢分离系统中生成渗透物；在变压吸附(PSA)系统中接收渗透物；在PSA系统中生成尾气和富氢流；以及在压缩机中压缩尾气以生成压缩的尾气。优选地，该方法包括使用混合器来使压缩的尾气与冷却的非渗透物混合以生成燃料混合物。优选地，该方法包括利用以膨胀器生成的功率驱动压缩机。优选地，该方法包括在非渗透物热交换器中经由与冷却的非渗透物的热交换冷却未处理合成气。优选地，该方法包括在于膨胀器中使非渗透物膨胀之前使用非渗透物冷却器冷却非渗透物。【附图说明】当参考附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其它的特征、方面和优点，其中，同样的标记在所有附图中表示同样的部件，其中: 图1为根据实施例的并入气体处理单元的IGGC发电厂的方框图；以及 图2为根据实施例的图1的酸性气体脱除系统的方框图。部件列表 10整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂12燃料14含氧流15气化器16合成气18气体处理单元20水煤气变换反应器22低温气体冷却(LTGC)系统24酸性气体脱除(AGR)系统26氢分离系统28变压吸附(PSA)系统30变换的未处理合成气32非渗透物热交换器34非渗透物36加热的非渗透物38未处理合成气排气40锅炉给水热交换器42锅炉给水44蒸汽46冷却的未处理合成气48气液分离罐50冷凝物52未处理合成气54冷却水热交换器56冷却水供应源58冷却水回流60冷却的未处理合成气蒸气62供给产物热交换器64处理的合成气66加热的处理的合成气68未处理合成气蒸气排气70吸收器72溶剂冷冻机74溶剂76冷却的溶剂78冷却的非渗透物79非渗透物80非渗透物冷却器82非渗透物排气84膨胀器 85轴 86叶片 88发电机 80渗透物 92富氢流 93马达 94尾气 95轴 96压缩机 97叶片 98压缩的尾气 99混合器 100燃气涡轮发动机 101燃料混合物 102排出气体 103管道焚烧器 104余热回收蒸汽发生器(HRSG) 105控制器 106传感器 107流量控制阀 108信号 109旁通阀 120未处理合成气冷却器 122未处理合成气蒸气 124非渗透物流 126富溶剂流。【具体实施方式】将在下面描述本专利技术的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当理解，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，必须作出许多特定实施决定以实现开发者的特定目的，诸如符合系统相关且商业相关的约束，这可从一个实施变化到另一个实施。此外，应当理解，这种开发努力可为复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的技术人员而言，仍将是设计、制作和制造的日常工作。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在元件中的一个或更多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。气体处理在石油化工厂、精炼厂、天然气处理厂和其它行业中进行。虽然在下面按照IGCC发电厂讨论，但是公开的实施例可在以上列出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：酸性气体脱除(AGR)系统，其构造成从未处理合成气除去酸性气体以生成处理的合成气，氢分离系统，其构造成接收所述处理的合成气以生成非渗透物和渗透物；以及膨胀器，其构造成使所述非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物，其中，所述AGR系统包括溶剂冷冻机，其构造成经由与所述冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂。

【技术特征摘要】
2012.07.09 US 13/544,9481.一种系统，其包括: 酸性气体脱除(AGR)系统，其构造成从未处理合成气除去酸性气体以生成处理的合成气， 氢分离系统，其构造成接收所述处理的合成气以生成非渗透物和渗透物；以及 膨胀器，其构造成使所述非渗透物膨胀以生成冷却的非渗透物，其中，所述AGR系统包括溶剂冷冻机，其构造成经由与所述冷却的非渗透物的热交换冷却溶剂。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢分离系统包括构造成生成所述非渗透物和所述渗透物的膜分离系统，其中，所述非渗透物的第一氢浓度小于所述渗透物的第二氢浓度。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，仅所述溶剂冷冻机在所述AGR系统中用于冷却所述溶剂。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AGR系统包括未处理合成气冷却器，其构造成经由与来自所述溶剂冷冻机的所述冷却的非渗透物的热交换冷却所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：PS萨克，SS纳法，RS贝尼帕尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：