CN102365495B - 应用含氧燃料燃烧器直接发生蒸汽的方法 - Google Patents

Abstract

一种气体发生器，其配有燃烧室，向所述燃烧室中引入氧和含氢燃料以在其中燃烧。所述气体发生器还包括水入口和在气体发生器内产生的蒸汽和CO₂混合物的出口。所述蒸汽和CO₂混合物可以用于多种不同的过程，其中一部分这类过程致使水从处理器循环回到所述气体发生器的水入口。在一种过程中，通过井进入含烃的地下空间，和将蒸汽和CO₂混合物引入井中以强化烃在地下空间中的可移动性。然后从地下空间脱除包括烃和水的流体，然后在分离器/回收步骤中脱除一部分烃。所形成的烃脱除系统可以在无污染排放且不需要水的条件下操作。

Description

应用含氧燃料燃烧器直接发生蒸汽的方法

技术领域

本发明涉及作为含氢燃料与氧的燃烧产物而直接发生蒸汽的方法和系统。更具体地，本发明涉及作为含氢和碳的燃料与氧的燃烧产物产生蒸汽和CO₂而直接发生和利用蒸汽的方法，以及将所得蒸汽和CO₂混合物用于例如烃采收等过程的方法和系统。 

背景技术

蒸汽有许多用途。例如在食品加工、工业处理、炼制过程和化学处理中均用到蒸汽。另外，蒸汽可以用于发电。蒸汽也可用于强化油和其它烃的采收。例如，蒸汽可用于采收已经在一定程度上在地质地层中的其它土壤或其它组分中捕集的重油，并使所述重油和/或沥青或其它烃类更容易被提取和处理。 

取决于蒸汽的用途，可要求不同的蒸汽纯度。另外，一些过程可能会对某些类型的杂质具有较高的耐受度而对其它一些类型的杂质具有较低的耐受度。例如，如果不能合适地构造冷凝器以脱除不凝气(即CO₂或空气)，则蒸汽工作流体内的任何不凝气可能会造成电站的冷凝器不能正常工作。在食品加工中，如果蒸汽与食品直接接触，则必须避免可能对消费者有害的污染物。但不凝气体(除非含量非常高)对于食品加工用蒸汽来说通常不是问题。 

在现有技术中，发生蒸汽的最典型方法是应用锅炉。大多数锅炉均是间接形式，即它们燃烧燃料，并用热的燃烧产物加热换热器的壁。水流过换热器壁的另一侧(通常为管内)，当水流过锅炉时，管内的水沸腾成为蒸汽。水就这样被间接地加热为蒸汽。当所有水均已沸腾成为蒸汽，并且不再加入更多的热时，认为此时蒸汽"饱和"。如果水没有完全沸腾，在其中仍然有一些冷凝水，则该蒸汽被认为是"湿"蒸汽。如果在达到所 有水的沸点后加入更多的热，和所有蒸汽均已升温至给定压力下水的沸点温度之上，则认为该蒸汽是"过热"的。取决于所要求的蒸汽温度、和蒸汽完全为气态是否重要、或者湿蒸汽是否有益，构造锅炉以将蒸汽的温度提升至理想的温度和状态。然后可以有益地利用蒸汽。 

最近，开发了一种被称为含氧燃料燃烧的直接蒸汽发生法。在含氧燃料燃烧时，含氢和/或碳的燃料与氧(纯氧或氧化剂，所述氧化剂中氧的比例比空气中存在的约20%更高)发生燃烧。燃料中的氢与氧发生反应直接形成水。这种反应的温度通常使得水以气态过热蒸汽形成。对于含氧燃料的燃烧，最典型的是向燃烧室中还加入水(或其它稀释剂)，以冷却燃料与氧燃烧产生的高温蒸汽。这种补加的水被直接加热为蒸汽，并与燃料和氧燃烧所产生的蒸汽混合。 

当燃料还含有碳时，这些碳与氧结合还在燃烧室内形成CO₂。一旦在含氧燃料燃烧气体发生器中所产生的蒸汽和CO₂与稀释的冷却水混合，流出气体发生器的物流通常主要为蒸汽，CO₂为少量组分。所需的冷却程度、稀释剂流速量和燃料的类型将影响流出气体发生器的混合物中蒸汽和CO₂的相对百分比。 

这种含氧燃料燃烧器和含氧燃料燃烧系统的实例在美国专利US5,680,764、5,709,077和6,206,684中有述，它们在此作为参考全文引入。 

蒸汽和CO₂相互之间相对容易分离，例如通过提供冷凝器，将混合物冷却至水冷凝为液体而CO₂保持为气体的温度点，以使水有效地与CO₂分离。同样，许多利用蒸汽的过程可以耐受蒸汽中伴有一定量的CO₂。因此，通过用含氧燃料燃烧气体发生器直接发生的蒸汽可以用于需要蒸汽的多种过程中。本发明涉及含氧燃料燃烧气体发生器和有效利用直接发生蒸汽的含氧燃料燃烧气体发生器发生蒸汽用于使用蒸汽的各种用途的相关系统的变化。 

发明内容

本发明的基本概念是应用在接近化学计量的条件下利用注入水操作以直接产生高温、富含蒸汽/CO₂的气体混合物的高压含氧燃料燃烧器(即“气体发生器”)。这种概念提供一种有效的、非常紧凑的装置，该装置在不需要常规类型锅炉的条件下产生所述流体。所得的蒸汽/CO₂混合物物流可以被用于多种不同的用途中，包括直接、间接(应用热回收蒸汽发生器(HRSG))、简单或组合的功率循环的发电；化学炼制；工业和食品加工；和利用蒸汽馏分、CO₂馏分或组合的气体物流采收化石燃料，例如强化油采收(EOR)操作、强化天然气采收(EGR)、强化煤层甲烷(ECBM)采收、蒸汽辅助重力排油(SAGD)烃(通常为重油和/或沥青质的采收)或其它这样的操作。 

所述燃料供给在化学组成和物理形式方面均可以变化很大，但优选主要由氢和碳元素组成，和可以含有没有不利影响的氧。燃料如果含有大量可以形成酸性氧化物的元素(如氮、硫和磷)、形成灰分的元素(铝、硅、钙、镁、铁等)、或重金属，将会负面地影响富含蒸汽的气体的质量。但如果所得的蒸汽/CO₂物流的污染物对下游应用没有损害或者实施燃烧后清洁过程，则也可以应用这种燃料。 

提供给含氧燃料燃烧器的氧通常由空气得来，通过几种公知方法(如低温精馏、变压(或真空)吸附或膜)中的任一种大量地将氮气从空气中分离出来。供氧的纯度通常取决于对蒸汽/CO₂产品物流中氮和氩的耐受程度。通常，氧的纯度为大于90vol%的O₂。 

当下游的蒸汽/CO₂产品必须具有非常低的固含量和/或循环冷凝液提供主要部分供水时，注入到含氧燃料燃烧器的水优选接近锅炉给水的质量。这种情况在一些应用中是特别普遍的，包括直接发电和化学精制、工业或食品加工用途。在其它方法如烃采收中，水质不会明显影响所述过程，因此水质只需要足以避免妨碍气体发生器的妨碍操作(如水入口的堵塞、结垢、腐蚀等)即可。 

在有些情况下，蒸汽/CO₂混合物中的蒸汽可以被下游过程部分消耗。这会导致可循环冷凝液和过量水的产量减少，和甚至可能会需要连续地供应补充水。类似地，在下游工艺过程中可能会部分地消耗CO₂，从而导致离开系统时CO₂量减少。可以回收和调整流出的CO₂物流，使其适合 于工业销售、强化可能的燃料采收(即EOR、ECBM等)、或进行隔离如在盐水层或其它地下地质贮存位置处贮存。如果大量污染物(除了碳、氢和氧外的其它元素)随任一原料物流进入，则来自燃烧器的蒸汽/CO₂混合物在下游应用之前可能需要净化，或者循环的水和/或CO₂需要净化。 

所述概念的第二个实施方案包括与燃料和氧一起应用含盐水和/或含油水，如前面所述。第二个概念的一个优选用途是回收沥青和重油的蒸汽辅助重力排油(SAGD)方法。所述含盐水和/或含油水可以来自任何来源，但通常由SAGD操作得到的油/沥青的水馏分的分离并使所述水提质被认为是最合适的(例如石灰软化)。 

如果所得饱和蒸汽/CO₂物流需要过热，则可应用等焓节流阀/设备或含氧燃料再热器实现。虽然图2所示的蒸汽/CO₂物流的优选用途是对SAGD操作直接注入，但可替代地也可以将其引至热回收蒸汽发生器(HRSG)以产生用于各种用途(如发电、重油采收或化学精制、工业和食品加工)的高压蒸汽，同时产生可循环的冷凝液和富CO₂物流，后者可以回收而用于工业销售、用于强化油采收(EOR)、强化煤层甲烷(ECBM)采收或与大气隔离。 

附图说明

图1是一个简单封闭循环的示意图，其中包括在气体发生器中产生蒸汽和CO₂，将蒸汽和CO₂进料到处理器内，和将来自处理器的一些水再循环回到气体发生器。 

图2是调整后的图1所示系统的示意图，其中调整成为可能的开式循环或闭式循环，和以含盐水或含油水的形式提供冷却水，和相关的盐分离设备空纳冷却水中的盐，以及用于在利用前调节蒸汽和CO₂混合物(例如强化水过热)的节流阀。 

图3是利用气体发生器直接产生蒸汽和CO₂的烃采收系统和方法的示意图，其中构造所述系统和方法以使水从SAGD或其它强化油/烃采收操作再循环回到气体发生器，从而提供闭环烃采收系统，而没有产生废水和大气排放物可能为零。 

图4是图3系统内水的焓与熵的关系图，其中图4的图线上的字母对应图3的示意图上的点，和提供系统内在不同阶段处并相对于水蒸汽分界的系统内水的焓与熵的信息(以及一些压力信息)。 

图5为类似于图3所示的烃采收系统的示意图，但还包括任选的发电透平机和任选的水软化器，所述水软化器用于在将回收的水再循环至气体发生器之前使其软化。 

具体实施方式

参考附图，其中在全部附图中类似的附图标记代表类似的部件，附图标记10、110、210和310指所描述的本发明的实施方案的不同系统和方法。系统10、110、210、310各自包括气体发生器2、12，其中构造气体发生器以燃烧富氧氧化剂与含氢燃料，并且具有水入口，导致输出高温蒸汽和CO₂混合物(或者可以想到的如果燃料不含碳则只有蒸汽)。然后该蒸汽和CO₂混合物可用于多种不同的过程(图1)。如果水是"污水"如含盐水，则可以应用盐分离器如旋风式分离器14(图2和3)在利用蒸汽/CO₂混合物之前分离出这种污染物。当水为含油水时，水内的烃有可能与燃料和氧一起在气体发生器12中燃烧。所述过程可以为封闭循环，即水由蒸汽/CO₂混合物再循环回到气体发生器12，或者为开放的，即没有这种循环。 

在系统210、310的具体实施方案中，将蒸汽和CO₂混合物引至地下含烃空间40如蒸汽辅助重力排油(SAGD)操作的井30中。在地下空间40中蒸汽和CO₂与烃相互作用，以有助于从地下空间40中脱除烃和水的混合物。然后可以由输出点50从地下空间40采收60烃(例如油和/或沥青)。来自此脱除过程的水可以任选循环回到气体发生器12，从而系统210、310可以在基本没有排放的条件下操作，所述排放进入大气或者为废水形式或者为其它地面排放。 

在现有技术中已经描述了本发明的各种实施方案的气体发生器2、12的许多细节，这些在这里作为参考引入。对于气体发生器2、12(图1-3和5)而言，氧可以由多种不同来源提供，但最优选由空气分离装置 (ASU)100提供。这种空气分离装置从空气中分离氧气，例如通过液化或变压/真空变换吸附或通过其它空气分离技术来实现。也可以由液氧贮罐或氧气管道来提供氧。虽然氧优选为基本上纯的氧，但本发明系统利用仅富含氧的氧化剂源(即氧的比例大于在空气中存在的比例(20%))也可以有利地操作。 

本发明的各实施方案中气体发生器2、12所使用的燃料可以为气态或液态燃料。一些优选的气态燃料包括氢气、天然气、沼气、填埋气体、炼厂废气和合成气，如源自煤或石油焦气化的那些。一些优选的液态燃料包括未搀杂的烃、醇和甘油或它们在载体如水中的溶液、乳液或凝胶。优选的固体燃料包括小颗粒高碳燃料如石油焦或重渣油或悬浮在流体载体中的生物质(植物或藻类)。 

虽然燃料入口显示在气体发生器2、12的注入端，但特别是在液体燃料情况下，可以在与气体发生器2、12的注入端间隔开的气体发生器2、12的下游段引入所述燃料。 

气体发生器2、12优选具有注入头，其中主要通过入口将氧气和燃料引入到气体发生器2、12中。在气体发生器2、12的注入头的下游配有一系列单独的区。这些区中的每一个优选包括在这些区之间的水或其它稀释剂入口3、13。当在这些区中将水或其它稀释剂引入气体发生器2、12时，每一个区显示出逐渐降低的温度。在这样一个构造中，气体发生器2、12内的反应时间可以在某种程度上得到控制，并提高至一定程度，从而在向气体发生器2、12引入水或其它稀释剂而造成急速冷却之前，驱使燃烧反应完成。 

这些水入口3、13主要将水引入，用以冷却气体发生器2、12内燃料和氧化剂燃烧所产生的蒸汽和CO₂混合物。任选地，特别是较早的接近注入头的水入口也可以与燃料一起加入水，或来自油/沥青回收过程60(图3和5)的至少一种含油渣油一起加入水用以在气体发生器12内在其高温区燃烧这种烃。虽然在图(图1-3和5)中示出了五个区，但任选可以提供更多或更少的这种区。 

特别地，含油水仅可以只进料至气体发生器2、12的最高温区(也 称为高温段)(第一区和可能的第二区)，而含盐水可以进料至所有区。通常，燃烧器的产品为湿蒸汽和CO₂混合物。蒸汽的质量使得液态水馏份足以保持盐处于溶液中。如果产品物流的盐含量高至直接注入会产生问题(如腐蚀或堵塞)，所述湿蒸汽/CO₂混合物可以用脱除夹带14设备如旋风分离器或淅出器分离为饱和蒸汽/CO₂馏分和盐水馏分。 

具体参考附图1，其中描述了按照本发明的一个实施方案的闭路循环简单过程的细节。在该系统10中，向气体发生器2进料燃料和氧气，并通过水入口3加入水。将蒸汽和CO₂混合物提供给处理器4。该处理器4可以为发电的形式，即通过热回收蒸汽发生器(HRSG)或直接驱动透平机发电，也可以提供化学精制、工业过程实施或食品加工用途。 

正如这里所描述，蒸汽和CO₂混合物的利用方式使温度降低至CO₂保持为气态而蒸汽冷凝为水的温度点。提供分离的CO₂和水出口。可以捕集该CO₂以用于其它工业用途或者与大气隔离或者只排入大气中。作为过程4的一部分或者在处理器4下游冷凝器中的水冷凝通常比气体发生器2内作为稀释剂所需要的水的量要大。因此，从系统10中脱除一些过量水6。剩余的循环水8返回水入口3，以在整个过程10内再循环。 

具体参考图2，其中描述了系统110，系统110为图1的系统10的变体。在系统110中，水可以任选为"污水"，例如可以为含盐水、含油水、或者在其内另外包含不同污染物的水。同样，附图2的系统110具体表示开放的而不是封闭的循环(虽然可随时通过将从系统110排出的蒸汽引导返回到气体发生器12的供水端而使其封闭)。 

对于系统110，与系统10的气体发生器2类似地配置气体发生器12。特别地，设置污水入口13以向气体发生器12引入污水。如果水是含盐水，则由于气体发生器12内产生的高温，水内的盐通常保持在溶液中。如果水内的污染物在气体发生器12内的高温下易于使气体发生器12的壁结垢，则在水入口13的上游可以提供软化剂，以调节水来避免这种结垢发生。同样，如果所述污水的pH有可能在气体发生器12内造成不利的腐蚀，则在进入气体发生器12之前，可以合适地调节这种水，如调节其pH。另外，可以应用适当的过滤以脱除粒度大到足以堵塞 一部分水入口13的颗粒或者对应用由气体发生器12产生的蒸汽和CO₂混合物的下游工艺可能有害的颗粒。 

在含盐水或者可以想象的高盐度水源如海水情况下，水中的盐通常会保留并通过水入口13进入气体发生器12。在气体发生器12的下游提供分离器14，以脱除盐水并使低盐度水通过高压出口16排出以在合适的过程中利用。 

理想的是这种蒸汽和CO₂混合物具有较低压力和/或较大过热量，这种蒸汽和CO₂混合物可以被引导通过节流装置17如阀门，构造该节流装置以适当降低压力和增加过热量(参见图4，线段DE)。然后可以将所得到的低压输出18提供给合适的过程，以进一步利用蒸汽和CO₂混合物。可以想象，在该过程中利用之后，所述蒸汽和/或蒸汽和CO₂混合物可以循环回到水入口13，从而整个系统可以是封闭系统，只有少量或者没有废水从系统中排出。 

进一步结合图3和图4进行讨论，其中公开了利用蒸汽的蒸汽辅助重力排油(SAGD)操作或者利用蒸汽的其它过程的类似烃采收系统的完整循环的细节，其中所述蒸汽应用含氧燃料燃烧气体发生器12以直接方式产生。在图3和4中给出了SAGD操作，其中在含油或沥青的地下地质结构40上方提供输入井30。在地质结构40的下部提供排油口50或其它出口(如配有泵的采收井)，用于排出油和水的混合物，其中所述水由注入到地质结构40的蒸汽冷凝而成。该水含有夹带于其中的油和/或沥青。作为已知的SAGD操作过程的一部分，然后在回收装置60中从水中回收所述油和/或沥青。 

虽然这种已知的SAGD操作利用蒸汽，但这种蒸汽迄今为止均应用传统锅炉作为间接蒸汽发生器而产生。为了有效操作，这种锅炉要求高质量水源并要产生相对大量的蒸汽，并且在其中进行SAGD操作的区域内很难操作。 

对于本发明，利用直接发生蒸汽，提供了含氧燃料燃烧气体发生器12。气体发生器12与氧源如ASU100连接，所述氧源优选为基本上纯的氧，但也可以利用略微不纯的氧有效操作。将含氢和/或碳的燃料源和 最典型的是氢和碳两者的组合从燃料源输入到气体发生器12中。氧和燃料在气体发生器12内一起燃烧，形成通常包含CO₂和蒸汽的高温驱动气。为了冷却这股蒸汽和CO₂混合物，通过水入口13向气体发生器12中输入水。 

在图3的具体实施方案中，来自油和/或沥青回收站60的水通常其中仍包含油。这种"含油水"可以直接输入气体发生器12中，以至少部分"封闭循环"。如果水中含有大量的油，则理想的是尽可能早地将该含油水输入到气体发生器12内部发生的燃烧反应内，从而使油有机会在气体发生器12内燃烧，并且驱使该燃烧反应在气体发生器12排放之前基本完成。 

气体发生器12通常对水中的盐或其它污染物有一定的耐受，这是因为在气体发生器12内的高温可以保持盐不在其内沉淀。如果在加入到气体发生器12中的稀释剂水中存在污染物，则对气体发生器12来说理想的是作为基本饱和的蒸汽排出工作流体。通过这种方式，可以有效地沉淀稀释剂内的任何固体。在这个特定实例中，气体发生器12将工作流体冷却至所述工作流体为饱和蒸汽的点(附图3和4上的C点)。然后任选应用盐分离器14，对所述盐分离器进行优化以利用饱和蒸汽操作。随后，通常理想的是使所述蒸汽稍微过热。这种过热通过等焓节流装置17降低压力来实现(图3和4上的E点)。作为另一种替代，可以提供再加热器20，以向蒸汽(及CO₂或其它组分)添加更多的热，以保持蒸汽压力并进一步加热蒸汽(图3和4的E′点)。 

随后，将过热蒸汽(和通常还有CO₂)注入到SAGD操作的注入井30中。通常理想的是所述蒸汽充分过热，以使其不会在更可能发生腐蚀的井头内发生冷凝。但理想的是主要包含蒸汽的工作流体在通过井头30和任何井管时保持为气态，并且只在地质地层40内开始冷凝。根据地质地层40的特性和操作者的需求，决定注入到地质地层40的蒸汽的温度和品质。 

然后通常在大气压下，由地质地层40排出负载油和/或沥青的水(例如通过输出口50排出)。然后可以从地质地层40排出的水中回收(在回 收装置60处)油和/或沥青。然后基本清洁的水可以通过泵70引导返回至气体发生器12，以重复系统210的循环。 

虽然图3和4描述了其中将蒸汽用于SAGD操作的系统，但在图3和4的点E和点A之间也可以插入可将蒸汽用于任何目的的其它利用蒸汽的过程。应注意的是燃料与氧燃烧产生一些新蒸汽。因此，即使在过程内消耗一定量的蒸汽，但更多蒸汽的产生最小化了操作该系统补充更多水的需要。另外，这种补充水通常可以不是纯水，并且在存在任何杂质的情况下仍可适当地起作用，所述杂质进料至气体发生器12的一部分燃烧反应中，或者在通过气体发生器12之前或之后被分离出来。 

具体参考附图5，其中描述了替代实施方案系统310的细节。系统310类似于附图3的系统210，只是做了一些改进。首先，任选向气体发生器12的水入口13的上游提供水软化器80。提供该水软化器80以在水的特征可能会不利地影响气体发生器12或不利地影响利用由气体发生器12产生的蒸汽和CO₂工作流体的下游过程时对水进行适当调节。 

这种调节可能包括添加适当的盐，以最小化气体发生器12或下游设备内以及气体发生器12上游的泵70内结垢的可能，还可以包括用于pH调节的中和设备，以最小化气体发生器12、泵70或下游设备内的腐蚀，还可包括过滤系统，以最小化可能对气体发生器12、泵70或其它下游设备有害的颗粒，以及包括其它水调节过程。 

另外，系统310任选配有透平机90，所述透平机可以设置在再加热器20的上游或者在再加热器20的下游。当透平机90位于再加热器20的上游时，通常构造气体发生器12以使排出的蒸汽和CO₂在一定程度上过热。如果从气体发生器12排出的蒸汽和CO₂是饱和的，则透平机90通常位于再加热器20的下游。透平机90可以输出更多的功，所述功可以为直接驱动设备的轴功形式，或者与发电机连接由系统310输出电功。透平机90和再加热器20位于独立于阀17或其它节流装置的线路上。可以引导蒸汽和CO₂物流完全通过节流装置17，或者完全通过再加热器20，或者分割物流进行一些平衡。 

提供本说明书来公开本发明的优选实施方案和实施本发明的最佳 方式。已经以这种方式描述了本发明，很明显在不偏离本发明公开的范围和实质的情况下，可以对所述优选实施方案做多种不同的改进。当确认定一些结构为实现某一功能的设施时，则该确认用于包括能够实施所述指定功能的所有结构。当确认本发明的结构连接在一起时，则这种描述应被广义地理解为所述结构直接连接在一起或通过中介结构连接在一起。如果不作具体限制，这种连接可以是永久的或临时的，可以是刚性模式或允许旋转、滑动或其它相对运动但仍提供某种形式连接的模式。当一些设备被描述为相对于其它设备的上游或下游时，这种定位可以是相互之间具有流动管道和/或与其它设备，也可以是彼此直接相邻。 

工业实用性 

本发明表现出的工业实用性在于提供一种不需要传统锅炉来产生高压富蒸汽气体的直接蒸汽发生器。 

本发明的另一个目的是提供一种能够应用宽范围燃料的蒸汽发生器，所述燃料不仅在化学组成和物理形式方面不同，而且优选主要由元素氢和碳组成。 

本发明的另一个目的是提供一种蒸汽发生方法，所述方法产生富含蒸汽的废气，所述废气还含有燃烧产生的CO₂(CO₂)，并任选阻止所述CO₂进入大气中。 

本发明的另一个目的是提供一种从含烃地下空间中脱除烃的方法和系统，其中通过向地下空间注入蒸汽和CO₂而强化所述烃脱除。 

本发明的另一个目的是提供一种从地下空间中脱除烃的方法和系统，包括向地下空间注入蒸汽，其中蒸汽产生方式包括很少或没有大气排放。 

本发明的另一个目的是提供一种从含烃地下空间中脱除烃的方法和系统，其中通过燃烧含油废水中的油而回收含油废水，并且其方式使大气排放很少或者为零。 

本发明的另一个目的是为蒸汽辅助重力排油(SAGD)操作提供蒸汽和CO₂，其方式使大气排放很低或者为零，并且其可以应用多种不同的 可获得燃料进行操作，所述燃料包括至少部分由SAGD操作本身脱除的烃。 

本发明的另一个目的是提供一种可以应用“污”水直接发生蒸汽的方法和工艺，其中所述污水为含盐水、含油水或其它污染水，和将所述污水输入至高温含氧燃料燃烧气体发生器，以至少部分由所述污水产生高温蒸汽，从而不需要相对纯的水源用于发生蒸汽。 

在仔细阅读所包括的详细描述、查看所包括的附图和所包括的权利要求后，证实本发明的工业实用性的本发明的其它进一步目的将会变得更明显。 

Claims (7)

1.从地下空间采收烃的方法，包括如下步骤：

确认其中含烃的地下空间；

确认延伸入所述地下空间的井；

操作气体发生器，所述气体发生器具有燃烧室、富含氧的氧化剂入口、燃料入口、至少一个水入口及蒸汽和CO₂混合物的出口；

通过分离空气组分产生含氧比例比空气中更大的富含氧的氧化剂而产生富含氧的氧化剂；

将气体发生器的蒸汽和CO₂混合物出口与确认井步骤中井的上游连接；

将至少一部分蒸汽和CO₂混合物通过所述井引入所述地下空间；

使蒸汽和CO₂混合物与地下空间内的烃相互作用以强化烃的可移动性；和

在上一步骤中通过与蒸汽和CO₂混合物接触而强化烃的可移动性之后，从地下空间中脱除至少一部分烃；

其中所述脱除步骤包括从地下空间脱除流体，所述流体包括水和烃的组合，至少一部分水为通过所述引入步骤引入到地下空间的蒸汽冷凝所产生的水；

还包括在所述脱除步骤后将至少一部分烃与至少一部分水分离的另外步骤，其中所述分离步骤之后是再循环在所述分离步骤期间其内的烃已经减少的水，所述再循环步骤包括使至少一部分水再循环到气体发生器的至少一个水入口，和其中所述操作步骤包括构造气体发生器，使其适用于燃烧通过燃料入口进入燃烧室的燃料和在至少一个水入口与水一起进入燃烧室的烃。

2.权利要求1的方法，其中所述脱除步骤包括从所述地下空间泵送流体的步骤。

3.权利要求1的方法，其中所述脱除步骤包括通过重力从所述地下空间排出流体的步骤。

4.权利要求1的方法，其中所述操作步骤包括构造所述气体发生器，以包括多个进入气体发生器的燃烧室的水入口，至少一个水入口与氧化剂入口和燃料入口相邻，以及至少一个水入口与氧化剂入口和燃料入口间隔开。

5.权利要求4的方法，其中所述操作步骤包括构造所述气体发生器，以包括多个与氧化剂入口和燃料入口间隔开并且相互之间间隔开以在气体发生器内在不同温度下的位置进入气体发生器的水入口。

6.权利要求1的方法，其中所述再循环步骤包括在气体发生器的至少一个水入口的上游插入软化器，以在进入气体发生器之前使水软化。

7.权利要求1的方法，还包括在所述引入步骤之前在气体发生器的出口的下游使蒸汽和CO₂混合物节流至较低压力以及达到较高过热量的另外步骤。