BR102013032809A2

BR102013032809A2 - sistema de geração de potência para uso na geração de potência a partir de estoque de abastecimento de biomassa

Info

Publication number: BR102013032809A2
Application number: BR102013032809A
Authority: BR
Inventors: Richard Anthony Depuy; Ronald Keith Chadwick; Thomas Frederick Leininger; Yichuan Fang
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-12-15
Also published as: CN103899417A; US20140175803A1

Abstract

sistema de geração de potência para uso na geração de potência a partir de estoque de abastecimento de biomassa trata-se de métodos e sistemas para a geração de potência com o uso de gás de síntese criado com o uso de gaseificação de biomassa. os sistemas de geração de potência exemplificativos (100) incluem um secador de biomassa (102) para receber a biomassa, um reator de conversão de biomassa (tanto um gaseificador de biomassa quanto um reformador vapor-biomassa) (106) para receber a biomassa seca (108) e gerar gás de síntese (110) a partir da mesma, e um combustor externo (112) para inflamar o gás de síntese (110) e aquecer um fluido de funcionamento para acionar uma turbina (122) conectada a um gerador elétrico (124). o combustor externo (112) inclui um elemento de trocador de calor (118) para transferir calor da combustão do gás de síntese (110) para o fluido de funcionamento, ao mesmo tempo em que mantém-se o fluido de funcionamento isolado do gás de síntese (110) e de produtos de combustão do gás de síntese.

Description

“SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA PARA USO NA GERAÇÃO DE POTÊNCIA A PARTIR DE ESTOQUE DE ABASTECIMENTO DE BIOMASSA” Antecedentes da invenção [001] A presente revelação refere-se, em geral, a sistemas de geração de potência de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC) e, mais especificamente, a sistemas de geração de potência de turbina que incorporam combustíveis gerados a partir de materiais de bíomassa. [002] Pelo menos alguns sistemas IGCC conhecidos incluem um sistema cfe gaseificação o qual é integrado com pelo menos um sistema de turbina de produção de potência. Muitos desses sistemas IGCC incorporam um gaseifícador que cria um gás combustível ou um precursor de gás combustível, que é submetido a processamento adiciona! em um gás combustível {denominado “gás de síntese”). Tais sistemas IGCC frequentemente incorporam adicionalmente uma turbina a gás na qual o gás de síntese é inflamado e/ou que é acionado por subprodutos de combustão da queima do gás de síntese. [003] Uma fonte desejável de gás de síntese ou estoque de abastecimento de precursor de gás de síntese é material de biomassa, já que o uso de material de biomassa reduz a dependência de outras fontes de estoque de abastecimento de gás de síntese, taí como estoques de abastecimento baseado em combustível fóssil como carvão, coque, etc. Entretanto, o uso de material de biomassa como um estoque de abastecimento para gás de síntese apresenta desafios por uma série de razões. O gás de síntese produzido a partir de material de biomassa é tipicamente contaminado com piche, cinza, partículas ou outros contaminantes, contaminantes esses que danificam potencialmente os componentes internos dos motores de turbina a gás. Além disso, a fim de ser queimado em um motor de turbina a gás, o gás de síntese tipicamente deve ser comprimido e/ou resfriado antes de injeção em um motor de turbina a gás. A compressão do gás de síntese exige consumo de energia, reduzindo, desse modo, a eficiência do sistema iGCC. O resfriamento do gás de síntese, tipicamente através de depuração de água, igualmente exige consumo de energia, com uma perda de eficiência correspondente. [004] Assim, seria desejável fornecer um sistema e método de instalação motriz de IGCC que usa material de biomassa como um estoque de abastecimento para a produção de gás de síntese para obter vantagem dos benefícios de derivar potência a partir de material de biomassa, incluindo a redução na dependência de estoques de abastecimento com base em combustível fóssil. Seria também desejável fornecer um sistema e método de instalação motriz de IGCC que seja abastecido por gás de síntese que tenha aperfeiçoado a eficiência reduzindo-se ou eliminando-se a necessidade de compressão ou resfriamento do gás de síntese.

Breve Descrição Da Invenção [005] Em um aspecto, um sistema de geração de potência para uso na geração de potência a partir de estoque de abastecimento de biomassa é fornecido. O sistema de geração de potência incluí um reator de conversão de biomassa acoplado a uma fonte de estoque de abastecimento de biomassa, o reator de conversão de biomassa configurado para produzir gás de síntese. O sistema de geração de potência também inclui um combustor acoplado ao reator de conversão de biomassa. O sistema de geração de potência também inclui um primeiro elemento de trocador de calor acoplado ao combustor em comunicação fluida com uma fonte de fluido de funcionamento que recebe calor da combustão de gás de síntese enquanto o fluido de funcionamento flui através do primeiro elemento de trocador de calor, em que o fluido de funcionamento é isolado do gás de síntese e de produtos de combustão. O sistema de geração de potência também inclui uma turbina acoplada em comunicação fluida a jusante do primeiro elemento de trocador de calor, a turbina acionada pelo fluido de funcionamento aquecido. [006] Em outro aspecto, um método para a geração de potência a partir de estoque de abastecimento de biomassa é fornecido. O método inclui a canalização de estoque de abastecimento de biomassa a partir de uma fonte de estoque de canalização de biomassa para um reator de conversão de biomassa acoplado à fonte de estoque de abastecimento de biomassa. O método também inclui converter o estoque de abastecimento de biomassa em gás de síntese. O método também inclui canalizar o gás de síntese em um combustor acoplado ao reator de conversão de biomassa. O método também inclui canalizar fluido de funcionamento a partir de uma fonte de fiuido de funcionamento através de um primeiro elemento de trocador de calor acoplado ao combustor. O método também inclui transferir calor da combustão do gás de síntese no fluido de funcionamento enquanto o fluido de funcionamento flui através do primeiro elemento de trocador de calor, de modo que o fluido de funcionamento seja isolado do gás de síntese e de produtos de combustão. O método também inclui canalizar o fluido de funcionamento aquecido a uma turbina acoplada em comunicação fluida a jusante do primeiro elemento de trocador de calor, a turbina acionada pelo fluido de funcionamento aquecido.

Breve Descrição Dos Desenhos [007] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema para a geração de potência exemplificativo com o uso de gás de síntese gerado por biomassa. [008] A Figura 2 é um diagrama esquemático de outro sistema para a geração de potência exemplificativo com o uso de gás de síntese gerado por biomassa. [009] A Figura 3 é um diagrama esquemático de outro sistema para a geração de potência exemplificativo com o uso de gás de síntese gerado por biomassa, [010] A Figura 4 é um diagrama esquemático de outro sistema para a geração de potência exemplificativo com o uso de gás de síntese gerado por biomassa.

Descrição Detalhada Pa Invenção [011] Embora os recursos específicos das diversas realizações exemplificativas da invenção possam ser mostrados em alguns desenhos e não em outros, isso é por conveniência somente. De acordo com os princípios da invenção, qualquer recurso de um desenho pode ser mencionado e/ou reivindicado em combinação com qualquer recurso de qualquer outro desenho, [012] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema exempiíficativo 100 para a geração de potência com o uso de gás de síntese gerado por biomassa. O sistema 100 inclui um secador de biomassa 102, que recebe biomassa a partir de uma fonte 104. Um reator de conversão de biomassa 106 recebe biomassa seca 108 a partir do secador de biomassa 102. O reator de conversão de biomassa 106 pode ser qualquer dispositivo adequado que possa ser usado para converter biomassa em um gás de síntese que possibilitará que os sistemas descritos no presente documento funcionem conforme descrito. Por exemplo, o reator de conversão de biomassa 106 pode ser um gaseificador de biomassa ou um reformador vapor-biomassa. O reator de conversão de biomassa 106 descarrega um gás de síntese 110. O gás de síntese 110 é compreendido principalmente de hidrogênio (H2), dióxido de carbono (C02) e monóxido de carbono (CO). O gás de síntese 110 é canalizado para um combustor externo 112, onde o gás de síntese 110 é inflamado com ar 114 (tipicamente ar ambiente) fornecido por um ventilador 116. Em uma realização alternativa, um compressor (não mostrado) pode ser usado no lugar do ventilador 116. O combustor externo 112 descarrega um escapamento de combustor externo 136, que é canalizado através de um dispositivo de purificação de gás de escapamento 135. O combustor externo 112 inclui um elemento de trocador de calor 118, que é acoplado em comunicação fluida com um compressor 120 e uma turbina 122. O compressor 120 é acoplado, de modo rotacional, à turbina 122 por uma estrutura de transmissão 132. O sistema 100 adicionalmente inclui um gerador elétrico 124, que é acoplado, de modo rotacional, à turbina 122 por uma estrutura de transmissão 123. [013] O ar ambiente 126 é canalizado no compressor 120, que descarrega um ar comprimido 128, que é, por sua vez, canalizado no combustor externo 112. O combustor externo 112 descarrega um ar comprimido aquecido 130, que é canalizado na turbina 122, e subsequentemente descarregado da turbina 122 como um escapamento de turbina 134. O ar comprimido aquecido 130 é expandido na turbina 122, causando a rotação da turbina 122 e, por sua vez, rotação do gerador elétrico 124. O escapamento de turbina 134 é combinado com o escapamento do combustor externo 136 para fornecer gases de escapamento 138 para o secador de biomassa 102. Após fluir através de um trocador de calor 140, os gases resfriados 142 são então descarregados através de um respiradouro 144 acoplado ao secador de biomassa 102 para ser liberado para a atmosfera ou para ser canalizado para tal equipamento de limpeza de gás adicional (não mostrado) conforme pode ser necessário. [014] No sistema 100, o gás de síntese 110 e o escapamento de combustor externo 136 são isolados do compressor 120 e da turbina 122. Assim, o compressor 120 e a turbina 122 são protegidos dos efeitos de danificação de piche, cinza e outras partículas, e outros contaminantes encontrados no gás de síntese gerado por biomassa e os produtos de combustão da mesma. Além disso, o gás de síntese gerado por biomassa 110 é canalizado para o combustor externo 112, sem a exigência de nenhuma provisão específica de resfriamento ou remoção de contaminante. [015] A Figura 2 é um diagrama esquemãtico de um sistema exempiifícativo alternativo 200 para a geração de potência com o uso de gás de síntese gerado por biomassa. O sistema 200 incluí um secador de biomassa 202, que recebe biomassa a partir de uma fonte 204. Um reator de conversão de biomassa 206 recebe biomassa seca 208 do secador de biomassa 202 e descarrega um gás de síntese 210. O reator de conversão de biomassa 206 também inclui um elemento de trocador de calor 250, que é acoplado em comunicação fluida com um compressor 220 e com uma turbina 222. O gás de síntese 210 é canalizado em um combustor externo 212, em que o gás de síntese 210 é inflamado com o ar 214 (tipicamente ar ambiente) fornecido por um ventilador 216. Em uma realização alternativa, um compressor (não mostrado) pode ser usado no lugar do ventilador 216. O combustor externo 212 descarrega um escapamento do combustor externo 236. Combustor externo 212 inclui um elemento de trocador de calor 218, que é acoplado em comunicação fluida com o compressor 220, o elemento de trocador de calor 250 e a turbina 222. Compressor 220 é acoplado, de modo rotacionat, à turbina 222 por uma estrutura de transmissão 232. Um gerador elétrico 224 é acoplado, de modo rotacionai à turbina 222 por uma estrutura de transmissão 223. [016] O ar ambiente 226 é canalizado no compressor 220, que descarrega um ar comprimido 228 que, por sua vez, é canalizado no reator de conversão de biomassa 206. Especificamente, o ar comprimido 228 é canalizado através do elemento de trocador de calor 250 no reator de conversão de biomassa 206, que adquire calor liberado durante o processo de gaseificação. O reator de conversão de biomassa 206 descarrega um ar comprimido aquecido 229, que é canalizado para o combustor externo 212, onde o ar comprimido aquecido 229 adquire calor adicional enquanto flui através do etemento de trocador de calor 218, [017] O calor da combustão de gás de síntese 210 é transferido para o ar comprimido aquecido 229, resultando em um ar comprimido adicionalmente aquecido 230. O ar comprimido adicionalmente aquecido 230 é canalizado para a turbina 222 e expandido, causando a rotação da turbina 222 e, por sua vez, rotação do gerador elétrico 224. A turbina 222 descarrega um escapamento de turbina 234. O combustor externo 212 é acoplado em comunicação fluida com trocador de calor 252. O escapamento do combustor externo 236 é canalizado para o trocador de calor 252 para liberar calor para uma água de alimentação da caldeira 254, criando uma água de alimentação da caldeira aquecida 255. O escapamento do combustor externo 236 é então canalizado para um dispositivo de purificação de gás de escapamento 235. A água de alimentação da caldeira aquecida 255 é canalizada para um trocador de calor 256 acoplado em comunicação fluida com a turbina 222, em que a água de alimentação da caldeira aquecida 255 adquire calor adicional do escapamento da turbina 234, e é convertida em um vapor 258. O vapor 258, por sua vez, é então canalizado para uma turbina de vapor (não mostrado) para gerar potência elétrica ou mecânica adicional, ou é exportado para outros propósitos. O escapamento de turbina 234 e o escapamento de combustor externo 236 são combinados para fornecer gases de escapamento 238, que são canalizados através de um trocador de calor 240 acoplado ao secador de biomassa 202. Posteriormente, os gases resfriados 242 são descarregados através de um respiradouro 244 acoplado ao secador de biomassa 202 para ser liberado para a atmosfera. [018] De modo similar ao sistema 100 descrito no presente documento, no sistema 200, o gás de síntese 210 e o escapamento de combustor externo 236 são isolados do compressor 220 e da turbina 222. Assim, o compressor 220 e a turbina 222 são protegidos dos efeitos de danificação de piche, cinza e outras partículas, e outros contaminantes encontrados no gás de síntese gerado por biomassa e os produtos de combustão da mesma, Além do mais, o gás de síntese gerado por biomassa 210 é canalizado para o combustor externo 212, sem a exigência de nenhuma provisão específica de resfriamento ou remoção de contaminante. [019] A Figura 3 é um diagrama esquemátíco de outro sistema exempfificativo alternativo 300 para a geração de potência com o uso de gás de síntese gerado por biomassa. O sistema 300 inclui um secador de biomassa 302, que recebe biomassa a partir de uma fonte 304. Um reator de conversão de biomassa 306 recebe biomassa seca 308 do secador de biomassa 302, e descarrega um gás de síntese 310. O reator de conversão de biomassa 306 também inclui um elemento de troeador de calor 350, que é acoplado em comunicação fluida com um compressor 320 e com uma turbina 322, O gás de síntese 310 é canalizado em um combustor externo 312, onde o gás de síntese 310 é inflamado com o ar 314 (tipicamente ar ambiente) fornecido por um ventilador 316. Em uma realização alternativa, um compressor (não mostrado) pode ser usado no lugar de ventilador 316. O combustor externo 312 inclui um elemento de troeador de calor 318 acoplado em comunicação fluida com o compressor 320 e a turbina 322. O combustor externo 312 descarrega um escapamento do combustor externo 336. O compressor 320 é acoplado, de modo rotacional, à turbina 322 por uma estrutura de transmissão 332, Um gerador elétrico 324 é acoplado, de modo rotacional, à turbina 322 por uma estrutura de transmissão 323. [020] O ar ambiente 326 é canalizado no compressor 320, que descarrega um ar comprimido 328 que, por sua vez, é canalizado no reator de conversão de biomassa 306. Especificamente, o ar comprimido 328 é canalizado através do elemento de troeador de calor 360, adquirindo calor liberado durante o processo de gaseificação, O reator de conversão de bíomassa 306 descarrega um ar comprimido aquecido 329, que é canalizado para o combustor externo 312, onde o ar comprimido aquecido 329 adquire caior adicional enquanto flui através do elemento de trocador de calor 318. Um ar comprimido adicionalmente aquecido resultante 330 é canalizado para a turbina 322 e expandido, causando a rotação de turbina 322 e, por sua vez, a rotação de gerador elétrico 324. A turbina 322 descarrega um escapamento de turbina 334, [021] O combustor externo 312 é acoplado em comunicação fluida com um trocador de calor 352, que é também acoplado em comunicação fluida com a turbina 322 para receber escapamento de turbina 334. O escapamento do combustor externo 336 é canalizado para o trocador de calor 352, em que o escapamento de combustor externo 336 transfere calor para uma água de alimentação da caldeira 354. O escapamento de turbina 334 também libera calor para a água de alimentação da caldeira 354 enquanto flui através do trocador de caior 352. O escapamento de turbina 334, sendo essencialmente somente ar aquecido, é canalizado através de um respiradouro 360 para a atmosfera. O escapamento de combustor externo 336 é canalizado através de um aparelho de purificação de gás de escapamento 362, para a remoção de partículas e outros contaminantes. O escapamento de combustor externo limpo 336 é então canalizado para um respiradouro 364 para ser liberado para a atmosfera. A água de alimentação da caldeira 354, tendo fluido através do trocador de calor 352, é convertida para um vapor 366. Uma porção 338 de vapor 366 é canalizada para o secador de biomassa 302 para uso na secagem do estoque de abastecimento de biomassa. Outra porção 368 de vapor 366 é canalizada para uma turbina de vapor (não mostrada) para a geração de potência elétrica ou mecânica adicional ou, de outra maneira exportada para outros tocais em que um fornecimento de vapor seja necessário. A porção de vapor 338 é canalizada através de um elemento de trocador de calor 340 acoplado ao secador de biomassa 302, O vapor resfriado 342 é subsequentemente canalizado para um respiradouro 344 para ser liberado para a atmosfera ou para ser canalizado para outro equipamento (não mostrado). [022] De modo similar aos sistemas 100 e 200 descritos no presente documento, no sistema 300, o gás de síntese 310 e o escapamento do combustor externo 336 são isolados do compressor 320 e da turbina 322, Assim, o compressor 320 e a turbina 322 são protegidos dos efeitos de danificação de piche, cinza e outras partículas, e outros contaminantes encontrados no gás de síntese gerado por biomassa, e os produtos de combustão da mesma, [023] A Figura 4 é um diagrama esquemático de outro sistema exemplifícativo alternativo 400 para a geração de potência com o uso de gás de síntese gerado por biomassa, O sistema 400 inclui um secador de biomassa 402, que recebe biomassa a partir de uma fonte 404. Um reator de conversão de biomassa 406 recebe biomassa seca 408 do secador de biomassa 402 e descarrega um gás de síntese 410, Na realização exemplificai iva, o reator de conversão de biomassa 406 é um reformador vapor-biomassa, e inclui um invólucro 407 e uma bobina de troca de calor 488 que se estende através do reator de conversão de biomassa 406, através do qual a biomassa 408 é canalizada, O gás de síntese 410 é canalizado em um combustor externo 412, onde o gás de síntese 410 é inflamado com ar 414 (tipicamente ar ambiente) fornecido por um ventilador 416, Em uma realização alternativa, um compressor (não mostrado) pode ser usado no lugar de ventilador 416, O combustor externo 412 inclui um elemento de trocador de calor 418 acoplado em comunicação fluida com um compressor 420 e uma turbina 422. O combustor externo 412 descarrega um escapamento do combustor externo 436. O compressor 420 é acoplado de modo rotacional à turbina 422 através de uma estrutura de transmissão 432. Um gerador elétrico 424 é acoplado de modo rotacional à turbina 422 através de uma estrutura de transmissão 423. [024] O ar ambiente 426 é canalizado no compressor 420, que descarrega um ar comprimido 428 que, por sua vez é canalizado no combustor externo 412, onde o ar comprimido 428 adquire calor enquanto flui através do elemento de trocador de calor 418. Um ar comprimido aquecido resultante 430 é canalizado para a turbina 422 e expandido, causando a rotação da turbina 422 e, por sua vez, a rotação do gerador elétrico 424. A turbina 422 descarrega um escapamento de turbina 434. [025] Na realização exemplificatíva, uma porção 496 de escapamento do combustor externo 436 é canalizada para o reator de conversão de biomassa 406 para fornecer calor para uma reação de reforma vapor-biomassa. A porção 496 pode fornecer todas as exigências de calor para o reator de conversão de biomassa 406. Em uma realização alternativa, a porção 496 pode fornecer somente parte da exigência de calor do reator de conversão de biomassa 406. Em tal situação, um combustível 490 de uma fonte 492 e um ar 494 de uma fonte 495 são canalizados através do ventilador 497 para o invólucro 407 e inflamados para fornecer o restante da exigência de calor. Em outra realização alternativa, um compressor {agora mostrado) pode ser usado no lugar de ventilador 497. Em outra realização alternativa, a combustão de combustível 490 e ar 494 fornece todo o calor exigido pelo reator de conversão de biomassa 406, e nenhum escapamento do combustor externo 436 é desviado para o reator de conversão de biomassa 406. Em uma realização em que o escapamento de combustor externo 436 não é usado para fornecer calor para o reator de conversão de biomassa 406, produtos de combustão da combustão de combustível 490 e ar 494 saem pelo respiradouro 500 como gãs de combustão. Em uma realização em que a porção 496 de escapamento de combustor externo 436 é usada para fornecer calor para o reator de conversão de biomassa 406, a porção resfriada 499 é canalizada através de dispositivo de purificação de gás de escapamento 502 antes de sair pelo respiradouro 504 para a atmosfera, para possibilitar que os contaminantes de gás de síntese sejam removidos antes da liberação para a atmosfera. Se uma combinação de porção de gás de escapamento de combustão externa 496 e combustão de combustível adicional 490 e ar 494 for usada para fornecer calor para o reator de conversão de biomassa 406, a combustão de combustível adicionai 490 e ar 494 atua como um segundo estágio de combustão para a porção 496, facilitando a combustão completa de contaminantes de gás de síntese presentes na porção 496, [026] Na realização exemplificativa, o combustor externo 412 é acoplado em comunicação fluida com um trocador de calor 452, Uma água de alimentação da caldeira 454 a partir de uma fonte 456 de água de alimentação da caldeira é canalizada para o trocador de calor 452. Se a porção 496 equivale a menos do que todo o escapamento do combustor externo 436, uma porção 460 de escapamento de combustor externo 436 é canalizada para o trocador de calor 452, através do elemento de trocador de calor 458, em que a porção 460 transfere calor para a água de alimentação da caldeira 454 para produzir um vapor 462. O escapamento da turbina 434 é canalizado para um trocador de calor 464, através de um elemento de trocador de calor 466. A água de alimentação da caldeira 468 a partir de uma fonte 470 é canalizada através do trocador de calor 464, de modo que o calor do escapamento da turbina 434 seja transferido para a água de alimentação da caldeira 468 para produzir um vapor 472. Os vapores 462 e 472 são combinados para formar o fluxo de vapor 478. [027] Uma porção 480 do fluxo de vapor 478 pode ser usada como vapor de exportação de excesso. Outra porção 482 do fluxo de vapor 478 é fornecida para o secador de biomassa 402 como porção de vapor 484, e para o reator de conversão de biomassa 406 como porção de vapor 486. Na realização exemplificativa, a porção de vapor 482 pode ser vapor superaquectdo. Em realizações alternativas, outros tipos de vapor podem espiche presentes na porção de vapor 482. A porção de vapor 484 é canalizada através do elemento de trocador de calor 506, para transferir calor para a biomassa 408, após o qual a porção de vapor 484 sai pelo respiradouro 508 para a atmosfera. A porção de vapor 486 é misturada com a biomassa 408 e canalizada através de uma bobina (ou outro conduto de troca de ealor) 488, acoplado através do reator de conversão de biomassa 406, em direção a canalizar o gãs de síntese 410 para o combustor externo 412. O calor gerado da combustão de combustível 490 e ar 494, e a partir do calor contido dentro de uma porção 496 do escapamento do combustor externo 436, se presente, é transferido em biomassa 408 e a porção de vapor 486 que flui através da bobina 488. [028] De modo similar aos sistemas 100, 200, e 300 descritos no presente documento, no sistema 400, o gás de síntese 410 e o escapamento do combustor externo 436 são isolados do compressor 420 e da turbina 422. Assim, o compressor 420 e a turbina 422 são protegidos dos efeitos de danificação de piche, cinza e outras partículas, e outros contaminantes encontrados no gás de síntese gerado por biomassa, e os produtos de combustão da mesma. [029] Em contraste com os sistemas conhecidos de geração de potência de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC), os sistemas de geração de potência de reator de conversão de biomassa descritos no presente documento possibilitam o gás de síntese gerado por biomassa ser usado para a geração de potência, enquanto protege componentes do compressor e/ou turbina sensíveis aos efeitos potencialmente destrutivos associados ao gás de síntese gerado a partir de material de biomassas. Isso é realizado segregando-se a trajetória de fluxo do gás de síntese gerado por biomassa da trajetória de fluxo do fluido de funcionamento usada no compressor e na turbina. Ademais, o sistema de geração de potência do reator de conversão de biomassa, conforme descrito no presente documento, elimina a necessidade de resfriar e/ou comprimir o gás de síntese, cujas medidas são necessárias quando o gás de síntese é inflamado e o os produtos de combustão de gás de síntese são adicionados diretamente ao fluido de funcionamento em um compressor e turbina, como em aplicações de turbina de combustão. [030] As realizações exemplificativas de um método e um sistema para a geração de potência com o uso de gás de síntese gerado por biomassa são descritos acima em detalhes, O método e sistema não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, mas em vez disso, os componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes e/ou etapas descritas no presente documento. Por exemplo, os métodos e sistemas descritos no presente documento podem também ser usados em combinação com outros esquemas de geração de potência, e não são limitados para praticar com somente os componentes conforme descrito no presente documento. [031] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para possibilitar qualquer pessoa versada na técnica a praticar a invenção, incluindo fazer e usar qualquer dispositivo ou sistema e realizar qualquer método incorporado. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos têm a intenção de espiche dentro do escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciaís da linguagem literal das reivindicações. [032] Embora a invenção tenha sido descrita em termos das diversas realizações específicas, aqueles versados na técnica reconhecerão que a invenção pode ser praticada com modificação dentro do espírito e escopo das reivindicações.

Claims

1. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400) PARA USO NA GERAÇÃO DE POTÊNCIA A PARTIR DE ESTOQUE DE ABASTECIMENTO DE BIOMASSA, caracterizado pelo fato de que, sendo que o dito sistema de geração de potência (100; 200; 300; 400) compreende: um reator de conversão de biomassa (106; 206; 306; 406) acoplado a uma fonte (104; 204; 304; 404) de estoque de abastecimento de biomassa, sendo que o dito reator de conversão de biomassa (106; 206; 306; 406) é configurado para produzir gás de síntese; um combustor (112; 212; 312; 412) acoplado com o dito reator de conversão de biomassa (106; 206; 306; 406); um primeiro elemento de trocador de calor (118; 218; 318; 418) acoplado com o dito combustor (112; 212; 312; 412) em comunicação fluida com uma fonte (126; 226; 326; 426) de fluido de funcionamento que recebe calor da combustão de gás de síntese enquanto o fluido de funcionamento flui através do dito primeiro elemento de trocador de calor (118; 218; 318; 418), em que o dito fluido de funcionamento é isolado do gás de síntese e de produtos de combustão; e uma turbina (122; 222; 322; 422) acoplada em comunicação fluída a jusante do dito primeiro elemento de trocador de calor (118; 218; 318; 418), sendo que a turbina (122; 222; 322; 422) é acionada pelo fluido de funcionamento aquecido,

2. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um ventilador (116; 216; 316; 416) acoplado em comunicação fluida com uma fonte (114; 214; 314; 414) de ar de combustão e com o dito combustor (112; 212; 312; 412).

3. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um secador de biomassa (102; 202; 302; 402) acoplado em comunicação fluida com a dita fonte (104; 204; 304; 404) de estoque de abastecimento de biomassa e com o dito reator de conversão de biomassa (106; 206; 306; 406).

4. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um segundo elemento de trocador de calor (140; 240; 340; 506) localizado no dito secador de biomassa (102; 202; 302; 402), o dito segundo elemento de trocador de calor (140; 240; 340; 506) é acoplado em comunicação fluida com pelo menos um do dito combusíor (112; 212; 312; 412) e da dita turbina (122; 222; 322; 422).

5. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400), de acordo com a reivindicação 1» caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um compressor (120; 220; 320; 420) acoplado em comunicação fluida com o dito primeiro elemento de trocador de calor (118; 218; 318; 418) e com a dita turbina (122; 222; 322; 422).

6. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (200; 300), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um segundo elemento de trocador de calor (250; 350) acoplado com o dito reator de conversão de biomassa (206; 306), o dito segundo elemento de trocador de calor (250; 350) acoplado em comunicação fluida com o dito compressor (226; 326) e com o dito primeiro elemento de trocador de calor (218; 318).

7. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (200; 300; 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende pelo menos um trocador de calor (252; 352; 452; 464) acoplado a uma fonte (254; 354; 454; 470) de água de alimentação da caldeira e com pelo menos um do dito combustor (212; 312; 412) e da dita turbina (222; 322; 422).

8. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (400), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado peio fato de que o dito pelo menos um trocador de calor compreende: um primeiro trocador de calor (452) acoplado em comunicação fluida com o dito combustor (412); e um segundo trocador de calor (464) acoplado em comunicação fluida com a dita turbina (422).

9. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (100; 200; 300; 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um gerador elétrico (124; 224; 324; 424) acoplado de modo rotaciona! com a dita turbina (122; 222; 322; 422).

10. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA (400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adícionalmente compreende uma porção (496) de um escapamento (436) descarregado do dito combustor (412) canalizado para o dito reator de conversão de biomassa (406) para fornecer calor ao dito reator de conversão de biomassa (406).