CH698042A2

CH698042A2 - System zum Reduzieren der von einer Turbomaschine erzeugten Schwefeloxidemissionen.

Info

Publication number: CH698042A2
Application number: CH01719/08A
Authority: CH
Inventors: Rahul J Chillar; Robert W Taylor; Peter Martin Maly; Sam Draper; Amit Toprani
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2009-05-15
Also published as: US8056318B2; JP2009115086A; US20090120088A1; CH698042B1; CN101429891A; DE102008037531A1

Abstract

Ein Teil des Abgases, das von einer Turbomaschine (100) erzeugt wird, wird durch ein Abgasrückführungssystem (150) durch einen Einlassabschnitt rückgeführt. Das System (150) reduziert vor der Rückführung den Gehalt an Schwefeloxiden und anderen Bestandteilen im Abgasstrom (165). Das System (150) kann als Teil eines Gaswäscheprozesses Salzwasser, Süsswasser oder Kombinationen davon verwenden, um die Schwefeloxide und anderen Bestandteile zu reduzieren.

Description

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Beschreibung Stand der Technik

[0001] Diese Anmeldung betrifft die gemeinsam abgetretene US-Patentanmeldung 11/928 038 vom 30. Oktober 2007. Die vorliegende Erfindung betrifft das Abgas, das von einer Turbomaschine emittiert wird, und insbesondere ein System zum Reduzieren der Schwefeloxide im Abgas, bevor das Abgas in die Turbomaschine rückgeführt wird.

[0002] Es gibt eine zunehmende Sorge über die Langzeitwirkungen von Stickoxid (nachstehend NOx)- und Kohlendioxid (nachstehend «C02»)- und Schwefeloxid (SOx)-Emissionen auf die Umwelt. Die zulässigen Emissionspegel, die von einer Turbomaschine wie zum Beispiel einer Gasturbine emittiert werden dürfen, sind stark reguliert. Die Betreiber von Turbomaschinen wünschen Verfahren, um die emittierten NOx-, C02- und SOx-Pegel zu reduzieren.

[0003] Im Abgasstrom sind erhebliche Mengen an kondensierbaren Dämpfen vorhanden. Diese Dämpfe enthalten gewöhnlich verschiedene Bestandteile wie z. B. Wasser, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe, Schwefeloxide und Chlorverbindungen. Wenn sie unbehandelt gelassen werden, beschleunigen diese Bestandteile die Korrosion und Verschmutzung der inneren Bauteile, wenn ihr Eintritt in die Gasturbine zugelassen wird.

[0004] Die Abgasrückführung (AGR) beinhaltet allgemein die Rückführung eines Teils des emittierten Abgases durch einen Einlassabschnitt der Turbomaschine, wo es vor der Verbrennung mit dem Zuluftstrom vermischt wird. Dieser Prozess erleichtert die Entfernung und die Absonderung von konzentriertem C02 und reduziert auch die NOx- und SOx-Emissi-onspegel.

[0005] Bei den aktuell bekannten AGR-Systemen sind einige Probleme vorhanden. Verunreinigungen und Feuchtigkeit im Abgas verhindern die Verwendung eines einfachen Rückführungskreises, um die Erzeugung von Emissionen wie z.B. SOx-Emissionen zu reduzieren. Die Einleitung des Abgases direkt in den Turbomaschinen-Einlassabschnitt würde zu Turbinenverschmutzung, Korrosion und beschleunigtem Verschleiss der inneren Turbomaschinenbauteile führen. Daher sollte das abgezweigte Abgas behandelt werden, bevor es mit der Ansaugluft gemischt wird.

[0006] Aus den obigen Gründen besteht ein Bedarf nach einem System, um den SOx-Emissionspegel im rückgeführten Abgasstrom zu reduzieren. Das System sollte die Wirkung der schädlichen Bestandteile im Abgasstrom auf die Turbomaschinenbauteile minimieren.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0007] Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend wird ein System zum Reduzieren der Schwefeloxide (SOx) bereitgestellt, die in mindestens einem Abgasstrom 165 mindestens einer Turbomaschine 100 emittiert werden, die einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt aufweist, wobei das System umfasst: das Vorsehen mindestens eines Abgasrückführungssystems (AGR) 150 mit mindestens einem AGR-Lüfter 167 und einem vorgeordneten Wärmeaustauscher 300, wobei das mindestens eine AGR 150 folgendes kann:

den mindestens einen Abgasstrom 165 bei einer ersten Temperatur vom Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine 100 empfangen; wobei der mindestens eine Abgasstrom 165 SOx bei einem ersten Pegel enthält;

die SOx auf einen zweiten Pegel reduzieren; und den Eintritt des mindestens einen Abgasstroms 165 bei einer zweiten Temperatur in den Einlassabschnitt erlauben; und wobei der mindestens eine Abgasstrom 165 ein Teil des Gesamtabgasstroms 147 ist, der aus der mindestens einen Turbomaschine 100 austritt; und wobei der vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 vor dem mindestens einen AGR-Lüfter 167 angeordnet ist.

[0008] Das Abgasrückführungssystem 150 kann Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.

[0009] Das System kann ausserdem mindestens eine AGR-Klappe 155 umfassen, um den mindestens einen Abgasstrom 165 vom Gesamtabgasstrom 147 abzuzweigen, der aus der mindestens einen Turbomaschine 100 austritt.

[0010] Das System kann ausserdem mindestens einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG) 200 umfassen, der hinter dem Auslassabschnitt der Turbomaschine 100 und vor dem vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 angeordnet ist; wobei der mindestens eine Abgasstrom 165 vom Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine 100 zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen HRSG 200 strömt und dann von einem Auslassabschnitt des mindestens einen HRSG 200 zu einem Einlassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers 300 strömt.

[0011] Der erste SOx-Pegel kann einen Bereich von etwa 10 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 100 Gewichtsteile pro Milliarde umfassen. Zusätzlich kann der zweite SOx-Pegel einen Bereich von etwa 0.1 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 20 Gewichtsteile pro Milliarde umfassen.

[0012] Das System kann ausserdem umfassen:

mindestens einen Gaswäscher 170 mit einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt; wobei

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der Einlassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers 170 den mindestens einen Abgasstrom 165 aus einem Auslassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers 300 empfängt; und wobei der Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers 170 dem mindestens einen Abgasstrom 165 erlaubt, zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen AGR-Lüfters 167 zu strömen; und der mindestens eine Gaswäscher 170 folgendes kann:

den mindestens einen Abgasstrom 165 empfangen; und die Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon; und einen nachgeordneten Wärmeaustauscher 220; wobei der nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 hinter einem Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers 170 und vor dem AGR-Lüfter 167 angeordnet ist; und wobei der nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 senkt; wobei die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165, der aus dem mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 austritt, etwa 120 Grad Fahrenheit bis etwa 150 Grad Fahrenheit beträgt; und wobei die Temperatur des mindestens einen Abgasstrom 165, der aus dem mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauscher 220 austritt, etwa 60 Grad Fahrenheit bis etwa 100 Grad Fahrenheit beträgt.

[0013] Der mindestens eine Gaswäscher 170 dieses Systems kann eine Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 verwenden, die Süsswasser, Salzwasser oder Kombinationen davon enthält.

[0014] Alternativ dazu kann das System ausserdem umfassen:

mindestens einen Gaswäscher 170 mit einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt; wobei der Einlassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers 170 den mindestens einen Abgasstrom 165 von einem Auslassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers 300 empfängt; und wobei der Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers 170 dem mindestens einen Abgasstrom 165 erlaubt, zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen AGR-Lüfters 167 zu strömen; und der mindestens eine Gaswäscher 170 folgendes kann:

den mindestens einen Abgasstrom 165 mit Schwefeloxidemissionen bei einem ersten Pegel empfangen; und Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon;

einen Bypasskamin 230, der hinter einem Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine 100 und vor dem HRSG 200 verbunden ist; wobei der Bypasskamin 230 mit dem Abgasrückführungssystem integriert ist; und mehrere Klappentüren 240, 242, 244, 246, die mit dem Bypasskamin 230 integriert sind, um einen Rücklauf des mindestens einen Abgasstroms 165 zu verhindern.

[0015] Hier verwendet der mindestens eine Gaswäscher 170 eine Gaswäscherflüssigkeit 172,174, die Süsswasser, Salzwasser oder Kombinationen davon umfasst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0016]

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

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Ausführliche Beschreibung der Erfindung

[0017] Die folgende ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die spezifische Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Andere Ausführungsformen mit abweichender Struktur und Arbeitsweise weichen nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung ab.

[0018] Bestimmte Ausdrücke, die hierin verwendet werden, sollen dem Leser nur das Verständnis erleichtern und den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Zum Beispiel beschreiben Wörter wie «oberer», «unterer» «linker», «rechter», «vorderer», «hinterer», «oben», «unten», «horizontal», «vertikal», «vorgeordnet», «nachgeordnet», «vor», «hinter» und dergleichen nur die Konfiguration, die in den Zeichnungen gezeigt wird. Doch das oder die Element(e) einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können in jede Richtung orientiert sein und es versteht sich, dass die Ausdrücke solche Varianten umfassen sollen, ausser bei anderslautender Angabe.

[0019] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt die Form eines Systems an, das den SOx-Emissionspe-gel durch Rückführung eines Teils der Abgase mindestens einer Turbomaschine reduzieren kann; der Teil der Abgase kann mit Ansaugluft gemischt werden, bevor er wieder in die Turbomaschine eintritt, ohne die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Anlage zu beeinträchtigen.

[0020] Die technische Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, dass sie den Gehalt an SOx, NOx, konzentriertem C02 und anderen schädlichen Bestandteilen reduziert, die alle in einem Teil der Abgase (nachstehend «Abgasstrom» oder dergleichen genannt) vorhanden sein können. Dieser Gehalt kann von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel gesenkt werden. Die vorliegende Erfindung kann zwei Verfahren zum Reduzieren des Gehalts an SOx, NOx, konzentriertem C02, und anderen schädlichen Bestandteilen integrieren.

[0021] Die vorliegende Erfindung kann die Temperatur des Abgasstroms auf eine Sättigungstemperatur senken, bei der die obigen Bestandteile kondensieren und dann entfernt werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch die Temperatur senken und einen Gaswäscheprozess (oder Ähnliches) auf den Abgasstrom anwenden.

[0022] Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Turbomaschinen angewandt werden, die ein gasförmiges Fluid erzeugen, wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, eine Hochleistungsgasturbine, eine aeroderivative Gasturbine oder dergleichen (nachstehend als «Gasturbine» bezeichnet). Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf eine einzelne Gasturbine oder auf eine Vielzahl von Gasturbinen angewandt werden. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf eine Gasturbine angewandt werden, die in einer Konfiguration mit einem einfachen Prozess oder mit einem kombinierten Prozess betrieben wird.

[0023] Allgemein umfasst das Abgasrückführungssystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrfache Elemente. Die Konfiguration und die Reihenfolge der Elemente können von der Zusammensetzung des Abgases und von der Art der verwendeten Kühlflüssigkeit abhängen. Im Allgemeinen umfasst der Abgasrückführungsprozess die folgenden Schritte: Kühlung, Reduktion der Bestandteile und Mischung. Wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird, kann das abgezweigte Gas mit Ansaugluft gemischt und ohne Schaden in den Turbineneinlass eingeleitet werden. Wie weiter unten beschrieben, gibt es mehrere Anordnungen, die benutzt werden können, um die Abgasbehandlung durch zuführen.

[0024] Wie weiter unten beschrieben, kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens einen AGR-Lüfter und einen vorgeordneten Wärmeaustauscher anwenden; mindestens einen AGR-Lüfter, einen vorgeordneten Wärmeaustauscher und mindestens einen Gaswäscher; oder mindestens einen AGR-Lüfter, einen vorgeordneten Wärmeaustauscher, mindestens einen Gaswäscher und mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauscher.

[0025] Jede der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann mehrere Klappentüren umfassen, die einen Rücklauf des Abgasstroms in einen Abschnitt der Turbomaschine verhindern können. Jede der Ausführungsformen kann auch mindestens eine Einspritzdüse umfassen, die ein Reagens zur Verringerung des Gehalts der schädlichen Bestandteile im Abgasstrom einleiten kann; und mindestens einen elektrostatischen Nassabscheider zum Entfernen der obigen Bestandteile einschliesslich Schwefelpartikel.

[0026] Auch wenn die vorliegende Erfindung die Verwendung mindestens eines Gaswäschers zur Entfernung der SOx-Verbindungen und möglicherweise zur Senkung der Temperatur des Abgasstroms beschreibt, können andere Mittel benutzt werden. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, können andere Absorbergefässe einschliesslich: eines Sprühturms, eines Verdampfungsgasaufbereitungsturms oder dergleichen verwendet werden, um die Funktionen des Gaswäschers zu erfüllen.

[0027] In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die weiter unten beschrieben werden, kann der Gaswäscher eine Gaswäscherflüssigkeit verwenden, die umfassen kann: Süsswasser, Salzwasser oder Kombinationen davon.

[0028] Allgemein ist die Zusammensetzung von Salzwasser zwischen und in einzelnen Quellen dynamisch. Schwankungen in der Alkalinität des Salzwassers können die Wirksamkeit der SOx-Entfernung beeinträchtigen und auch die Durchflussraten der im Gaswäscher verwendeten Flüssigkeiten (nachstehend «Gaswäscherflüssigkeiten» genannt) beeinflussen. Um die Auswirkung der Gaswäscherflüssigkeitseigenschaften auf die AGR 150 zu minimieren, kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Salzwasser und Süsswasser vor der Einleitung in den mindestens einen Gaswäscher 170 mischen. Die gemischte Flüssigkeit kann die Auswirkung der Schwankungen in der Salzwasserzusammensetzung minimieren.

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[0029] Die Elemente der vorliegenden Erfindung wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein AGR-Lüfter, ein Gaswäscher, und Wärmeaustauscher können aus jedem Material hergestellt sein, das in der Lage ist, der Betriebsumgebung standzuhalten, unter denen das Abgasrückführungssystem betrieben werden kann.

[0030] Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, wobei die verschiedenen Bezugszeichen überall in den Ansichten gleiche Elemente darstellen, ist Fig. 1 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren der SOx- Emissionen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine Gasturbine 100, einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG) 200 und ein Abgasrückführungssystem 150.

[0031] Alternativ dazu kann das Abgasrückführungssystem 150 bei einer Gasturbine 100 an einem Ort verwendet werden, der keinen HRSG 200 aufweist.

[0032] Die Gasturbine 100 umfasst einen Verdichter 110 mit einer Welle 120. Luft tritt bei 125 in den Einlass des Verdichters ein, wird vom Verdichter 110 verdichtet und dann in ein Verbrennungssystem 130 ausgelassen, wo ein Brennstoff 135 wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, Erdgas verbrannt wird, um energiereiche Verbrennungsgase zu erzeugen, die die Turbine 145 antreiben. In der Turbine 145 wird die Energie der Heissgase in Arbeit umgewandelt, wovon ein Teil genutzt wird, um den Verdichter 110 über die Welle 120 anzutreiben, wobei der Rest für Nutzarbeit verfügbar ist, um eine Last (nicht dargestellt) anzutreiben.

[0033] Das Abgasrückführungssystem 150, das in Fig. 1 gezeigt wird, umfasst mindestens eine AGR-Klappe 155; mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 und mindestens einen AGR-Lüfter 167.

[0034] Die mindestens eine AGR-Klappe 155 kann den Gesamtabgasstrom 147 in einen nicht rückgeführten Abgasstrom 160 und mindestens einen Abgasstrom 165 aufteilen. Die mindestens eine AGR-Klappe 155 kann von einer Grösse und aus einem Material sein, die in der Lage sind, den physikalischen Eigenschaften des mindestens einen Abgasstroms 165 wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einer Durchflussrate von etwa 10 000 Lb/Std. bis etwa 50 000 000 Lb/Std. und einer Temperatur von etwa 100 Grad Fahrenheit bis etwa 1500 Grad Fahrenheit standzuhalten.

[0035] Ein Bediener der Gasturbine 100 kann die Position der mindestens einen AGR-Klappe 155 auf der Basis der Solldurchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 165 bestimmen. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann hinter der mindestens einen AGR-Klappe 155 zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauschers 300 strömen.

[0036] Der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 kann hinter der mindestens einen AGR-Klappe 155 liegen und kann den mindestens einen Abgasstrom 165 empfangen, der aus der AGR-Klappe 155 austritt. Der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 und der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 (in Figuri nicht gezeigt) können entweder alleine oder zusammen betrieben werden, um die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 unter eine Sättigungstemperatur zu senken. Dies kann die Kondensierung eines Teils des mindestens einen Abgasstroms 165 gestatten (nachstehend «Kondensat» genannt), der die oben beschriebenen schädlichen Bestandteile enthalten kann. Jeder Wärmeaustauscher 220, 300 weist ein Kondensatsammeisystem (nicht gezeigt) auf, das die Entfernung der durch das Kondensat eingefangenen Partikel erlaubt.

[0037] Demnach kann der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 den mindestens einen Abgasstrom 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis etwa 100 Grad Fahrenheit abkühlen.

[0038] Der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 kann eine vorgeordnete Kühlflüssigkeit 302, 304 empfangen und dann auslassen; diese kann eines Typs sein, der eine Wärmeübertragungsmenge ermöglicht, die erforderlich ist, um die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 wie erwähnt zu senken.

[0039] Der mindestens eine AGR-Lüfter 167 dient dazu, den Druckabfall des AGR-Systems 150 zu überwinden. Dadurch kann der mindestens eine AGR-Lüfter 167 dem mindestens einen Abgasstrom 165 den Durchlauf des AGR-Systems 150 erlauben. Der mindestens eine Gaswäscher 170 kann auch einen Teil der SOx-Emissionen im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel entfernen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener der mindestens einen Turbomaschine die Anforderungen des zweiten Pegels bestimmen.

[0040] Nach dem Durchlauf des mindestens einen AGR-Lüfters 167 kann der mindestens eine Abgasstrom 165 zum Verdichter 110 weiterströmen. Das Abgasrückführungssystem 150 kann dann die Ansaugluft 125 mit dem mindestens einen Abgasstrom 165 mischen, bevor die Verdichtung durch den Verdichter 110 erfolgt.

[0041] In Gebrauch funktioniert das Abgasrückführungssystem 150 der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der Gasturbine 100. Die AGR-Klappe 155 kann positioniert werden, um die Solldurchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 165 zuzulassen, und das nicht rückgeführte Abgas 160 kann durch einen Abgaskamin (nicht gezeigt) oder dergleichen strömen. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann durch den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 weiterströmen, wie oben beschrieben. Im mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Temperaturbereich gesenkt werden, der die Reduktion der SOx-Emissionen von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erlaubt. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann zum mindestens einen AGR-Lüfter 167 und dann weiter in den Verdichter 110 strömen.

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[0042] Die anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die im Folgenden beschrieben und in Fig. 2 bis 5 veranschaulicht werden, modifizieren den Strömungsweg des mindestens einen Abgasstroms 165 und die Konfiguration des Abgasrückführungssystems 150. Die Erläuterung jeder Ausführungsform hebt die Unterschiede von der oben beschriebenen Ausführungsform hervor.

[0043] Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Hauptunterschied zwischen dieser zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform die Lage des mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauschers 300. In dieser zweiten Ausführungsform kann der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 hinter dem HRSG 200 und vor der mindestens einen AGR-Klappe 155 liegen. Diese Konfiguration kann einen grösseren Wärmeentzug aus dem Gesamtabgasstrom 147 ermöglichen. Dann kann das nicht rückgeführte Abgas 160 woanders genutzt werden, wie z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, in einem Kessel, der Dampf für einen Prozess und/oder zur Stromerzeugung erzeugen kann.

[0044] Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 umfassen:

mindestens eine AGR-Klappe 155;

mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300;

mindestens einen Gaswäscher 170;

einen Rückführungstank 180 und mindestens einen AGR-Lüfter 167.

[0045] Die mindestens eine AGR-Klappe 155 und der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 können wie zuvor beschrieben funktionieren.

[0046] Ein Gaswäschersystem (nachstehend «Gaswäscher» genannt) wird allgemein als eine Luftreinhaltungsvorrichtung betrachtet, die Partikel und/oder andere Emissionen aus Industrieabgasströmen entfernen kann. Ein Gaswäscher kann einen «Wäscheprozess» oder dergleichen anwenden, mit einer Flüssigkeit, um unerwünschte Verunreinigungen aus einem Gasstrom zu «waschen».

[0047] Der mindestens eine Gaswäscher 170 kann eine Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 empfangen und dann später auslassen; diese kann eines Typs sein, der die Wärmeübertragung erlaubt, die erforderlich ist, um die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 zu senken, wie erläutert. Die Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 absorbiert allgemein einen Teil der schädlichen Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom 165.

[0048] In dieser dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 Süsswasser sein. Das Süsswasser kann von einer natürlichen Quelle wie z.B., ohne aber darauf beschränkt zu sein, einem Süss-wassersee oder Brunnen zugeführt werden. Das Süsswasser kann auch von einer künstlichen Quelle wie z.B., ohne aber darauf beschränkt zu sein, einem Siedlungswasserversorgungssystem oder dergleichen zugeführt werden.

[0049] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der mindestens eine Gaswäscher 170 horizontal angeordnet sein, was die Handhabung grosser Volumen des mindestens einen Abgasstroms 165 auf wirtschaftliche und leistungsfähige Weise erlaubt. Der horizontal angeordnete Gaswäscher 170 kann auch billiger herzustellen, leichter zu installieren und billiger zu warten sein als ein vergleichbarer vertikal angeordneter Gaswäscher.

[0050] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der mindestens eine Gaswäscher 170 SOx-Emissionen von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Reduktion von SOx-Emissionen den ersten Pegel in einem Bereich von etwa 10 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 100 Gewichtsteile pro Milliarde umfassen; und der zweiten Pegel in einem Bereich von etwa 0.1 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 20 Gewichtsteile pro Milliarde.

[0051] Der mindestens eine Gaswäscher 170 kann auch einen Teil von der Vielzahl von Bestandteilen (nicht dargestellt) im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel entfernen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener der mindestens einen Turbomaschine die Anforderungen des zweiten Pegels bestimmen. Die Bestandteile können zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, mindestens eines von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon enthalten.

[0052] Das Abgasrückführungssystem 150 kann erfordern, dass der mindestens eine Gaswäscher 170 hohe Durchflussraten gewährleistet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rückführungstank 180 benutzt werden, um die Durchflussrate der Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 zu erhöhen. Wie gezeigt, kann ein Teil 174 der Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 in den Rückführungstank 180 strömen und dann über die Leitung 172 wieder in den mindestens einen Gaswäscher 170 eintreten.

[0053] Je nach der Quelle des Süsswassers kann mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 mit dem mindestens einen Gaswäscher 170 oder dem Rückführungstank 180 integriert sein. Die mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 kann schädliche Bestandteile entfernen, die eventuell im Süsswasser enthalten sind. Wie gezeigt, kann die mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 benachbart zu einem Einlassabschnitt des Gaswäschers 170, benachbart zu einem

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Einlassabschnitt des Rückführungstanks 180 und/oder benachbart zu einem Auslassabschnitt des Rückführungstanks 180 angeordnet sein.

[0054] Die vorliegende Erfindung kann die Menge des neuen Wassers, das dem Abgasrückführungssystem 150 zugeführt wird, reduzieren, indem sie einem Rückführungstank-Auslass 182 aus dem Rückführungstank 180 erlaubt, als Kühlflüs-sigkeitsversorgung zum mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 zu fungieren. Hier kann z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, der Rückführungstank-Auslass 182 einen unabhängigen Strömungsweg in den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 formen. Alternativ dazu kann der Rückführungstank-Auslass 182 mit dem vorgeordneten Kühlflüssigkeitsversorgungsweg 302 gemischt werden.

[0055] Die Integration des Rückführungstank-Auslasses 182 mit dem mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann den Gesamtwirkungsgrad des Abgasrückführungssystems 150 erhöhen.

[0056] Nach dem Gaswäscheprozess kann der mindestens eine Abgasstrom 165 zum mindestens einen AGR-Lüfter 167 weiterströmen, wie zuvor beschrieben. Das Abgasrückführungssystem 150 kann dann die Ansaugluft 125 mit dem mindestens einen Abgasstrom 165 mischen, wie zuvor beschrieben, bevor die Verdichtung durch den Verdichter 110 erfolgt.

[0057] In Gebrauch funktioniert das Abgasrückführungssystem 150 der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der Gasturbine 100. Die AGR-Klappe 155 kann positioniert werden, um die Solldurchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 165 zuzulassen, und das nicht rückgeführte Abgas 160 kann durch einen Abgaskamin (nicht gezeigt), oder dergleichen strömen. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann durch den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 weiterströmen, wie oben beschrieben. Im mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Temperaturbereich gesenkt werden, der die Reduktion der SOx-Emissionen von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erlaubt.

[0058] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 dann zum mindestens einen Gaswäscher 170 strömen. Im mindestens einen Gaswäscher 170 kann die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 bis auf unter die Sättigungstemperatur gesenkt werden. Die verwendete Gaswäscherflüssigkeit 172,174 kann durch den Rückführungstank 180 strömen, wo mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 schädliche Bestandteile im Süsswasser entfernen kann.

[0059] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 zum mindestens einen AGR-Lüfter 167 und dann in den Verdichter 110 weiterströmen.

[0060] Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

[0061] Der Hauptunterschied zwischen dieser vierten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, dass in dieser vierten Ausführungsform Salzwasser statt Süsswasser als Gaswäscherflüssigkeit im mindestens einen Gaswäscher 170 verwendet wird. In dieser vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 umfassen:

mindestens eine AGR-Klappe 155;

mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300;

mindestens einen Gaswäscher 170;

mindestens einen AGR-Lüfter 167 und mindestens ein Filter 210.

[0062] Die mindestens eine AGR-Klappe 155 und der mindestens eine vorgeordnete Wärmeaustauscher 300 können wie zuvor beschrieben funktionieren.

[0063] Wie erläutert, kann ein Gaswäscher einen «Wäscheprozess» oder dergleichen verwenden, unter Verwendung einer Flüssigkeit, um unerwünschte Verunreinigungen aus einem Gasstrom zu «waschen». Ein Gaswäscher, der Salzwasser verwendet, benötigt keine Reagenzien. Stattdessen wird die Alkalinität oder das Pufferungsvermögen des Salzwassers genutzt, um die Abgas-SOx zu neutralisieren.

[0064] Der mindestens eine Gaswäscher 170 kann horizontal angeordnet sein, wie erläutert; und kann eine Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 empfangen und dann später auslassen, diese kann eines Typs sein, der die Wärmeübertragung ermöglicht, die zur Senkung der Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 erforderlich ist, wie erläutert. In dieser vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Gaswäscherflüssigkeit 172, 174 Salzwasser.

[0065] Die vorliegende Erfindung kann die Menge des neuen Wassers, das dem Abgasrückführungssystem 150 zugeführt wird, reduzieren, indem sie den Auslass 174 der Gaswäscherflüssigkeit 172,174 zu einer Kühlflüssigkeitsversorgung zum mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 erlaubt. Hier kann der Auslass 174 z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einen unabhängigen Strömungsweg in den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 formen. Alternativ dazu kann der Auslass 174 mit dem vorgeordneten Kühlflüssigkeitsversorgungsweg 302 gemischt werden.

[0066] Die Integration des Auslasses 174 mit dem mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann den Gesamtwirkungsgrad des Abgasrückführungssystems 150 erhöhen.

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[0067] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der mindestens eine Gaswäscher 170 SOx-Emissionen von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wie erläutert. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Reduktion der SOx-Emissionen den ersten Pegel in einem Bereich von etwa 10 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 100 Gewichtsteile pro Milliarde umfassen; und der zweite Pegel in einem Bereich von etwa 0.1 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 20 Gewichtsteile pro Milliarde.

[0068] Der mindestens eine Gaswäscher 170 kann auch einen Teil von der Vielzahl von Bestandteilen (nicht gezeigt) im mindestens einen Abgasstrom 165 von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel entfernen.

[0069] Je nach der Quelle des Salzwassers kann mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 mit dem mindestens einen Gaswäscher 170 integriert sein. Die mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 kann schädliche Bestandteile entfernen, die eventuell im Salzwasser enthalten sind. Wie dargestellt, kann die mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 benachbart zu einem Einlassabschnitt des Gaswäschers 170 angeordnet sein.

[0070] Nach dem Gaswäscheprozess kann der mindestens eine Abgasstrom 165 zum mindestens einen AGR-Lüfter 167 weiterströmen, wie zuvor beschrieben. Das Abgasrückführungssystem 150 kann dann zum mindestens einen Filter 210 weiterströmen, das eine Ergänzung zu jeden vorhandenen Filtern oder Filtersystemen sein kann, die von der Gasturbine 100 verwendet werden, wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Einlassfiltersystem. Das mindestens eine Filter 210 kann als Abscheider dienen, um mitgeführtes Wasser zu entfernen, das Salz- und Säurearten enthalten kann, die den Einlass der Gasturbine 100 negativ beeinflussen können. Das mindestens eine Filter 210 kann auch Salze entfernen.

[0071] Salzwasser enthält natürlich vorkommende Salze, die die Entfernung von SOx unterstützen können. Diese Salze sollten aber aus dem mindestens einen Abgasstrom 165 entfernt werden, bevor er in den Verdichter 110 der Gasturbine 100 eintritt. Das mindestens eine Filter 210 kann eine chloridreiche Komponente oder dergleichen zur Entfernung der Salze umfassen.

[0072] Nach dem Durchlauf des mindestens einen Filters 210 kann der mindestens eine Abgasstrom 165 sich dann mit der Ansaugluft 125 mischen, bevor die Verdichtung vom Verdichter 110 durchgeführt wird, wie zuvor beschrieben.

[0073] In Gebrauch funktioniert das Abgasrückführungssystem 150 der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der Gasturbine 100. Die AGR-Klappe 155 kann positioniert werden, um die Solldurchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 165 zuzulassen, und das nicht rückgeführte Abgas 160 kann durch einen Abgaskamin (nicht gezeigt), oder dergleichen strömen. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann durch den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 weiterströmen, wie oben beschrieben. Im mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Temperaturbereich gesenkt werden, der die Reduktion der SOx-Emissionen von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erlaubt.

[0074] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 dann zum mindestens einen Gaswäscher 170 strömen. Im mindestens einen Gaswäscher 170 kann die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 bis auf unter die Sättigungstemperatur gesenkt werden. Die verwendete Gaswäscherflüssigkeit 172,174 kann durch den Rückführungstank 180 strömen, wo mindestens eine Wasserreinigungsvorrichtung 177 schädliche Bestandteile im Salzwasser entfernen kann.

[0075] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 zum mindestens einen AGR-Lüfter 167, dann durch das mindestens eine Filter 210 und dann in den Verdichter 110 weiterströmen.

[0076] Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

[0077] Die Konfiguration dieser fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Durchführung des Wärmeentzugs vom mindestens einen Abgasstrom 165 durch mehrfache Wärmeaustauscher erlauben, die vor und hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 angeordnet sind.

[0078] Der Hauptunterschied zwischen dieser fünften Ausführungsform und der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einschluss des mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauschers 220 im Abgasrückführungssystem 150. Ein Vorteil der Verwendung eines mehrfachen Wärmeaustauschs ist, dass die Auswirkung der Korrosion auf den Primärwärmeaustauscher, den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 in der vorliegenden Ausführungsform, minimiert wird. Der Sekundärwärmeaustauscher, der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 weiter reduzieren, nachdem die Mehrheit der schädlichen Bestandteile entfernt worden ist. Diese Konfiguration kann relativ kleinere Wärmeaustauscher als die der zuvor beschriebenen Ausführungsformen erlauben.

[0079] Wie in Fig. 5 gezeigt, ist ein weiterer Vorteil der Verwendung mehrfacher Wärmeaustauscher die Verringerung der Menge an neuem Wasser, das dem Abgasrückführungssystem 150 zugeführt wird. Der Auslass 224 des mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauschers 220 kann gereinigt werden und dann mit der vorgeordneten Kühlflüssigkeit 302 für den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 gemischt werden.

[0080] In dieser fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 umfassen: mindestens eine AGR-Klappe 155;

mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300;

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mindestens einen Gaswäscher 170;

mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauscher 220;

mindestens einen AGR-Lüfter 167 und mindestens ein Filter 210;

wovon alles zuvor beschrieben wurde, mit Ausnahme des mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauschers 220, der im Folgenden erläutert wird.

[0081] Der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 kann hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 und vor dem mindestens einen AGR-Lüfter 167 liegen. Der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 kann den mindestens einen Abgasstrom 165 auf eine geeignete Temperatur abkühlen, sodass die Leistung der Gasturbine 100 nicht durch eine heisse Ansaugluft beeinträchtigt werden kann. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 35 Grad (etwas über einer Gefriertemperatur) Fahrenheit bis etwa 100 Grad Fahrenheit reduzieren.

[0082] Der mindestens eine nachgeordnete Wärmeaustauscher 220 kann eine nachgeordnete Kühlflüssigkeit 222, 224 empfangen und dann später auslassen; diese kann eines Typs sein, der eine Wärmeübertragungsmenge erlaubt, die erforderlich ist, um die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 zu senken.

[0083] Wie gezeigt, kann der Auslass 224 der nachgeordneten Kühlflüssigkeit 222, 224 eine Kühlflüssigkeitsversorgung zum mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 bereitstellen. Hier kann der Auslass 224 zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, einen unabhängigen Strömungsweg zum mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 formen. Alternativ dazu kann der Auslass 224 mit dem vorgeordneten Kühlflüssigkeitsversorgungsweg 302 gemischt werden.

[0084] Die Integration des Auslasses 224 mit dem mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 kann den Gesamtwirkungsgrad des Abgasrückführungssystems 150 erhöhen.

[0085] Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann den Betrieb des mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauschers 300, des mindestens eine nachgeordneten Wärmeaustauschers 220 und des mindestens einen Gaswäschers 170 integrieren, um Wärme stufenweise vom mindestens einen Abgasstrom 165 zu entziehen und dadurch seine Temperatur zu senken, wie im Folgenden beschrieben.

[0086] In Gebrauch funktioniert das Abgasrückführungssystem 150 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der Gasturbine 100. Die AGR-Klappe 155 kann positioniert werden, um die Solldurchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 165 zuzulassen, wie zuvor beschrieben. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann den mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher 300 durchlaufen, der die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 120 Grad Fahrenheit bis etwa 150 Grad Fahrenheit senken kann.

[0087] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 dann zum mindestens einen Gaswäscher 170 weiterströmen, wie oben beschrieben. Der mindestens eine Abgasstrom 165 kann dann hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 durch den mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauscher 220 strömen, der die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis etwa 100 Grad Fahrenheit senken kann.

[0088] Als Nächstes kann der mindestens eine Abgasstrom 165 hinter dem mindestens einen Gaswäscher 170 zum mindestens einen AGR-Lüfter 167, dann durch das mindestens eine Filter 210 und dann in den Verdichter 110 weiterströmen.

[0089] Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems zum Reduzieren von SOx-Emissionen nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Hauptunterschied zwischen dieser sechsten Ausführungsform und allen vorherigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Einschluss einer Vielzahl von Klappentüren 240, 242, 244, 246 und eines Bypasskamins 230 in das Abgasrückführungssystem 150. Die Merkmale dieser sechsten Ausführungsform können in jede der zuvor beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung integriert werden.

[0090] Der Bypasskamin 230 und die Vielzahl von Klappentüren 240, 242, 244,246 können in Verbindung mit der mindestens einen AGR-Klappe 155 benutzt werden, um das Abgasrückführungssystem 150 auf den Vollstrom des AGR-Systems zu bringen. Der Bypasskamin 230 und die Vielzahl von Klappentüren 240, 242, 244, 246 können den inneren Zugang zum Abgasrückführungssystem 150 erlauben und dessen Gesamtkühlzeit verringern. Der Bypasskamin 230 und die Vielzahl von Klappentüren 240, 242, 244, 246 können auch dazu dienen, die Geschwindigkeit und Betriebsfähigkeit der Gasturbine 100 von der Geschwindigkeit und Betriebsfähigkeit des Abgasrückführungssystems 150 zu entkoppeln.

[0091] Jede von der Vielzahl von Klappentüren 240, 242, 244, 246 kann ein Rückschlagventil aufweisen; dieses kann die Möglichkeit eines Rücklaufs des mindestens einen Abgasstroms 165 in die Gasturbine 100 verringern.

[0092] Klappentüren 242 und 244 können auf eine Weise betrieben werden, um den Verdichter 110 während eines Ausfalls des Abgasrückführungssystems 150 vor Aufnahme zu schützen. Die Klappentür 246 kann das Abgasrückführungssystem 150 davor schützen, den mindestens einen Abgasstrom 165 zu empfangen, wenn es nicht in Betrieb ist.

[0093] Die hierin verwendeten Ausdrücke dienen nur der Beschreibung spezifischer Ausführungsformen und sollen die Erfindung nicht einschränken. Hierin schliessen die Singularformen «ein», «eine» und «der/die» auch die Pluralformen ein, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Ferner versteht es sich, dass die Ausdrücke

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«umfasst» und/oder «umfassend», wenn sie in dieser Patentschrift benutzt werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder den Zusatz eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/ oder Gruppen davon nicht ausschliessen.

[0094] Auch wenn hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass jede Anordnung, die ausgelegt ist, um den gleichen Zweck zu erfüllen, für die gezeigten spezifischen Ausführungsformen eingesetzt werden kann, und dass die Erfindung in anderen Umgebungen andere Anwendungen hat. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen und Varianten der vorliegenden Erfindung abdecken. Die folgenden Ansprüche schränken den Umfang der Erfindung in keiner Weise auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen ein.

Claims

Patentansprüche

1. System zum Reduzieren der Schwefeloxide (SOx), die in mindestens einem Abgasstrom (165) mindestens einer Turbomaschine (100) emittiert werden, die einen Einlassabschnitt und Auslassabschnitt aufweist, wobei das System umfasst:

das Vorsehen mindestens eines Abgasrückführungssystems (AGR) (150) mit mindestens einem AGR-Lüfter (167) und einem vorgeordneten Wärmeaustauscher (300), wobei das mindestens eine AGR (150) folgendes kann: den mindestens einen Abgasstrom (165) bei einer ersten Temperatur vom Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine (100) empfangen; wobei der mindestens eine Abgasstrom (165) SOx bei einem ersten Pegel enthält; die SOx auf einen zweiten Pegel reduzieren; und den Eintritt des mindestens einen Abgasstroms (165) bei einer zweiten Temperatur in den Einlassabschnitt erlauben; und wobei der mindestens eine Abgasstrom (165) ein Teil des Gesamtabgasstroms (147) ist, der aus der mindestens einen Turbomaschine (100) austritt; und wobei der vorgeordnete Wärmeaustauscher (300) vor dem mindestens einen AGR-Lüfter (167 angeordnet ist.

2. System nach Anspruch 1, wobei das Abgasrückführungssystem (150) die Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom (165) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduziert, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.

3. System nach Anspruch 1, ausserdem umfassend mindestens eine AGR-Klappe (155) , um den mindestens einen Abgasstrom (165) vom Gesamtabgasstrom (147) abzuzweigen, der aus der mindestens einen Turbomaschine (100) austritt.

4. System nach Anspruch 1, ausserdem umfassend mindestens einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG) (200), der hinter dem Auslassabschnitt der Turbomaschine (100) und vor dem vorgeordneten Wärmeaustauscher (300) angeordnet ist; wobei der mindestens eine Abgasstrom (165) vom Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine (100) zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen HRSG (200) strömt und dann von einem Auslassabschnitt des mindestens einen HRSG (200) zu einem Einlassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers (300) strömt.

5. System nach Anspruch 1, wobei der erste SOx-Pegel einen Bereich von etwa 10 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 100 Gewicht steile pro Milliarde umfasst.

6. System nach Anspruch 1, wobei der zweite SOx-Pegel einen Bereich von etwa 0.1 Gewichtsteile pro Milliarde bis etwa 20 Gewichtsteile pro Milliarde umfasst.

7. System nach Anspruch 5, ausserdem umfassend:

mindestens einen Gaswäscher (170) mit einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt; wobei der Einlassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers (170) den mindestens einen Abgasstrom (165) von einem

Auslassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers (300) empfängt; und wobei der Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers (170) dem mindestens einen Abgasstrom (165) erlaubt, zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen AGR-Lüfters (167) zu strömen; und der mindestens eine Gaswäscher (170) folgendes kann:

den mindestens einen Abgasstrom (165) empfangen; und die Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom (165) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon; und einen nachgeordneten Wärmeaustauscher (220); wobei der nachgeordnete Wärmeaustauscher (220) hinter einem Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers (170) und vor dem AGR-Lüfter (167) angeordnet ist; und wobei der nachgeordnete Wärmeaustauscher (220) die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms (165) senkt;

wobei die Temperatur des mindestens einen Abgasstroms (165) , der aus dem mindestens einen vorgeordneten Wärmeaustauscher (300) austritt, etwa 120 Grad Fahrenheit bis etwa 150 Grad Fahrenheit ist; und wobei

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die Temperatur des mindestens einen Abgasstrom (165), der aus dem mindestens einen nachgeordneten Wärmeaustauscher (220) austritt, etwa 60 Grad Fahrenheit bis etwa 100 Grad Fahrenheit ist.

8. System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Gaswäscher (170) eine Gaswäscherflüssigkeit (172, 174) verwendet, die Süsswasser, Salzwasser oder Kombinationen davon umfasst.

9. System nach Anspruch 5 ausserdem umfassend:

mindestens einen Gaswäscher (170) mit einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt; wobei der Einlassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers (170) den mindestens einen Abgasstrom (165) von einem

Auslassabschnitt des vorgeordneten Wärmeaustauschers (300) empfängt; und wobei der Auslassabschnitt des mindestens einen Gaswäschers (170) dem mindestens einen Abgasstrom (165) erlaubt, zu einem Einlassabschnitt des mindestens einen AGR-Lüfters (167) zu strömen; und der mindestens eine Gaswäscher (170) folgendes kann:

den mindestens einen Abgasstrom (165) mit Schwefeloxidemissionen eines ersten Pegels empfangen; und Bestandteile im mindestens einen Abgasstrom (165) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel reduzieren, wobei die Bestandteile mindestens eines umfassen von: NOx, C02, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon;

einen Bypasskamin (230), der hinter einem Auslassabschnitt der mindestens einen Turbomaschine (100) und vor dem HRSG (200) verbunden ist; wobei der Bypasskamin (230) mit dem Abgasrückführungssystem integriert ist; und mehrere Klappentüren (240, 242, 244, 246), die mit dem Bypasskamin (230) integriert sind, um einen Rücklauf des mindestens einen Abgasstroms (165) zu verhindern.

10. System nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Gaswäscher (170) eine Gaswäscherflüssigkeit (172, 174) verwendet, die Süsswasser, Salzwasser oder Kombinationen davon umfasst.

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