CN112166287A - 耦合到化学链布置的超临界co2循环 - Google Patents

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Abstract

提供了用于将化学链布置和超临界CO2循环耦合的系统和方法。所述系统包括燃料反应器、空气反应器、压缩机、第一热交换器和第二热交换器以及涡轮机。所述燃料反应器被配置成加热燃料和氧载体，从而产生重整或燃烧的燃料和还原的氧载体。所述空气反应器被配置成经由空气流再氧化所述还原的氧载体。所述空气流、燃料和氧载体在进入所述空气反应器和所述燃料反应器之前经由一系列预热器进行加热。所述压缩机被配置成增加CO2流的压力以产生超临界CO2流。所述第一热交换器和所述第二热交换器被配置成加热所述超临界CO2流，并且所述涡轮机被配置成使加热的超临界CO2流膨胀以产生动力。

Description

耦合到化学链布置的超临界CO2循环
技术领域
本公开涉及关于超临界CO2循环和化学链燃烧的系统和方法。特别地，本公开涉及用于将超临界CO2循环和化学链燃烧布置耦合的系统和方法。
背景技术
随着对能量的需要不断增长，使用非常规能源来满足日益增长的需求也不断增长。尽管众所周知的能量源(例如煤、天然气)继续具有价值，但其它能量源(如非常规石油资源和非常规天然气资源)正被用来满足日益增长的能量需求。一种这类非常规资源为酸气，其为含有显著水平的硫化氢(H2S)的天然气。H2S在酸气的处理期间出现问题，因为H2S的腐蚀性可损坏系统的机械零件，并且H2S的处理可导致产生SO2，其为空气污染物。
燃烧为发电领域中常用的反应，并且可修改为使用酸气作为燃料。然而，燃烧反应，并且特别是直接燃烧反应，仍然存在与酸气燃料相关联的相同腐蚀和污染问题。为了避免与酸气燃烧相关联的过度腐蚀和污染，需要对酸气进行预处理或“脱硫”以从气体流中基本上去除硫化合物。然而，此“脱硫”过程典型地非常昂贵。
化学链燃烧(CLC)为一种特殊的燃烧反应，其消除对“脱硫”预处理的需要，并且也可在用于CO2捕获的系统中使用。在常规CLC过程中，氧载体充当空气和燃料之间的氧的中间输送体，并且因此防止空气和燃料彼此直接接触。典型地，在燃料反应器中使用固体金属氧化物氧载体来氧化燃料流。这导致产生CO2和H2O。然后将还原形式的氧载体传递到空气反应器，在所述空气反应器中所述氧载体与空气接触，再氧化成其最初状态，并且然后返回到燃料反应器用于另外的燃烧反应。
尽管CLC过程与直接燃烧过程相比具有优势，但CLC过程就其产生能量的能力而言仍然效率低下。另外，CLC过程传统上需要耦合到蒸汽循环以产生动力。因此，需要将酸气的燃烧与发电组合的具有成本效益和高效节能的系统。另外，需要一种燃烧酸气的方法，所述方法在能量转换方面具有高效率并且尤其是在缺水的环境中降低水的量。
发明内容
本申请描述用于将化学链布置和超临界CO2循环耦合的系统和方法。根据第一方面，提供用于将化学链布置和超临界CO2循环耦合的系统，其中系统包括燃料反应器，所述燃料反应器具有被配置成从燃料源接收燃料的燃料入口和被配置成接收氧载体的载体入口。燃料反应器被配置成使燃料与氧载体反应，从而产生重整或燃烧的燃料和还原的氧载体。它们系统还包括空气反应器，所述空气反应器与燃料反应器流体连通。空气反应器具有被配置成从空气源接收空气流的空气流入口并且被配置成从燃料反应器接收还原的氧载体。空气反应器还被配置成经由空气流再氧化还原的氧载体，从而产生贫氧空气。空气反应器还被配置成将再氧化的氧载体的第一部分输送回到燃料反应器。
系统另外包括压缩机，所述压缩机具有被配置成从CO2源接收CO2流的CO2入口。压缩机被配置成增加CO2流的压力，从而产生高压超临界CO2流。系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器与压缩机和燃料反应器流体连通。第一热交换器被配置成接收和加热超临界CO2流，并且被配置成从燃料反应器接收重整或燃烧的燃料的至少一部分。来自重整或燃烧的燃料的能量用于加热超临界CO2流。系统中还包括第二热交换器，所述第二热交换器与第一热交换器和空气反应器流体连通。第二热交换器被配置成接收并且另外加热从第一热交换器接收的超临界CO2流。其还被配置成从空气反应器接收贫氧空气和再氧化的氧载体的第二部分。来自贫氧空气和再氧化的氧载体的第二部分的能量用于在第二热交换器中加热超临界CO2流。
系统还包括涡轮机，所述涡轮机与第二热交换器流体连通。涡轮机被配置成从第二热交换器接收超临界CO2流和使超临界CO2膨胀，使得超临界CO2的膨胀产生动力。涡轮机还包括用于膨胀的超临界CO2的出口。膨胀的超临界CO2用于在将来自燃料源的燃料和来自空气源的空气流分别递送到燃料反应器和空气反应器之前加热燃料和空气流。
根据另外的方面，系统可包括第一导管，所述第一导管与涡轮机流体连通，并且被配置成从涡轮机接收膨胀的超临界CO2的第一部分。系统还可包括第二导管，所述第二导管与涡轮机流体连通，并且被配置成从涡轮机接收膨胀的超临界CO2的第二部分。系统还可包括空气预热器和第一燃料预热器。空气预热器与第一导管、空气源和空气反应器流体连通。空气预热器被配置成在将空气流递送到空气反应器之前使用膨胀的超临界CO2的第一部分的能量来加热空气流。第一燃料预热器与第二导管、燃料源和燃料反应器流体连通，并且第一燃料预热器被配置成在将燃料流递送到燃料反应器之前使用膨胀的超临界CO2的第二部分的能量来加热燃料流。通过膨胀的超临界CO2的相应部分加热空气预热器中的空气流和第一燃料预热器中的燃料流产生CO2的相应低压流。
根据另外的方面，系统包括冷却器，所述冷却器与空气预热器和第一燃料预热器流体连通。冷却器被配置成从空气预热器和第一燃料预热器接收CO2的相应低压流，并且冷却接收的低压CO2。系统可另外包括第三导管，所述第三导管与冷却器和压缩机流体连通。第三导管被配置成接收冷却的低压CO2并且将冷却的低压CO2传递到压缩机。
根据另一方面，系统可另外包括第二燃料预热器，所述第二燃料预热器与燃料反应器、第一燃料预热器和第一热交换器流体连通。第二燃料预热器被配置成接收从第一预热器递送的燃料流和来自燃料反应器的重整或燃烧的燃料的至少一部分。第二燃料预热器还被配置成在将燃料流递送到燃料反应器之前经由来自重整或燃烧的燃料的能量另外加热燃料流。
根据另一方面，系统另外包括固体预热器，所述固体预热器与燃料反应器流体连通。固体预热器被配置成从燃料反应器接收重整或燃烧的燃料的一部分，并且在将氧载体递送到燃料反应器之前使用重整或燃烧的燃料的能量加热氧载体。
根据另一方面，燃料反应器包含气固分离器，所述气固分离器被配置成将还原的氧载体与重整或燃烧的燃料分离。根据另一方面，系统包括控制器，所述控制器被配置成在约800℃至约1100℃的温度范围内操作燃料反应器。
根据另一方面，空气反应器包含气固分离器，所述气固分离器被配置成将再氧化的氧载体与贫氧空气分离。根据另一方面，系统包括控制器，所述控制器被配置成在约900℃至约1200℃的温度范围内操作空气反应器。
根据另外的方面，压缩机为具有中间冷却级的多级压缩机。中间冷却级使得能够有效地压缩来自超临界CO2循环的低压侧的CO2并且将压缩的CO2传递到超临界CO2循环的高压侧。
根据其中在燃料反应器中反应之后的所得燃料为重整的燃料的另一方面，系统另外包含燃料冷却器，所述燃料冷却器与固体预热器和第一热交换器流体连通。燃料冷却器被配置成从固体预热器和第一热交换器接收重整的燃料，并且将接收的重整的燃料冷却至约环境温度。系统可另外包含第二压缩机，所述第二压缩机与燃料冷却器流体连通，第二压缩机被配置成压缩从燃料冷却器接收的环境温度重整的燃料。系统可另外包含燃烧室，所述燃烧室与第二压缩机和涡轮机流体连通，燃烧室被配置成燃烧从第二压缩机接收的压缩的重整的燃料以生成CO2和水蒸气的流，并且将生成的CO2和水蒸气的流进料到涡轮机中。根据另外的方面，系统可另外包含气体处理单元，所述气体处理单元与涡轮机流体连通并且在燃料冷却器的下游，气体处理单元被配置成将从涡轮机接收的CO2和水蒸气的流与从涡轮机接收的低压CO2流分离。
根据另一方面，提供用于使用耦合的化学链布置和超临界CO2循环发电的方法。在方法中，加热来自燃料源的燃料流和来自空气源的空气流。将燃料流和氧载体引入到燃料反应器中，并且燃料反应器在第一反应条件下操作以产生重整或燃烧的燃料和还原的氧载体。将空气流引入到空气反应器中，并且将还原的氧载体从燃料反应器传递到空气反应器中。空气反应器在第二反应条件下操作以再氧化还原的氧载体，从而产生贫氧空气。将再氧化的氧载体的第一部分传递回到燃料反应器。将CO2流引入到压缩机中，并且压缩机被配置成增加CO2流的压力以产生超临界CO2流。将来自压缩机的超临界CO2流和来自燃料反应器的重整或燃烧的燃料两者都传递到第一热交换器，所述第一热交换器操作以将热量从重整或燃烧的燃料传递到超临界CO2流。将来自第一热交换器的超临界CO2流、来自空气反应器的贫氧空气和来自空气反应器的再氧化的氧载体的第二部分全部传递到第二热交换器，所述第二热交换器操作以将热量从贫氧空气和再氧化的氧载体传递到超临界CO2流。通过涡轮机从第二热交换器接收超临界CO2流，并且涡轮机在一定条件下操作以使超临界CO2膨胀以产生动力。膨胀的超临界CO2用于在将来自燃料源的燃料和来自空气源的空气流分别递送到燃料反应器和空气反应器之前加热燃料和空气流。
根据另一方面，将膨胀的超临界CO2的第一部分从涡轮机传递到第一导管，并且将膨胀的超临界CO2的第二部分从涡轮机传递到第二导管。然后通过空气预热器从第一导管接收膨胀的超临界CO2的第一部分，并且然后通过第一燃料预热器从第二导管接收膨胀的超临界CO2的第二部分。空气预热器被配置成将膨胀的超临界CO2的第一部分的能量传递到空气流以加热空气流。第一燃料预热器被配置成将膨胀的超临界CO2的第二部分的能量传递到燃料流以加热燃料流。来自膨胀的超临界CO2的相应部分的能量的传递产生低压CO2的相应流。
根据另外的方面，通过冷却器从空气预热器和第一燃料预热器接收低压CO2的相应流，并且冷却器在一定条件下操作以冷却接收的低压CO2。将冷却的低压CO2从冷却器传递到第三导管，并且然后将冷却的低压CO2从第三导管传递到压缩机。
根据另一方面，将燃料流从第一燃料预热器传递到第二燃料预热器，并且第二燃料预热器从燃料反应器接收重整或燃烧的燃料的至少一部分。通过将能量从重整或燃烧的燃料传递到燃料流来加热第二燃料预热器中的燃料流。
根据另一方面，在将氧载体递送到燃料反应器之前经由固体预热器加热氧载体。根据另外的方面，固体预热器从燃料反应器接收重整或燃烧的燃料的一部分，并且固体预热器通过将重整或燃烧的燃料的能量传递到氧载体来加热氧载体。
根据另一方面，燃料流包括酸气燃料，并且氧载体为钙基材料。酸气燃料与钙基材料之间的反应使得酸气燃料中的至少一部分硫被从燃料流中去除。
根据另一方面，将还原的氧载体和重整或燃烧的燃料从燃料反应器传递到气固分离器，并且在气固分离器中将还原的氧载体与重整或燃烧的燃料分离。
根据另一方面，燃料反应器在约800℃至约1100℃的温度范围内操作，并且空气反应器在约900℃至约1200℃的温度范围内操作。
根据另一方面，将再氧化的氧载体和贫氧空气从空气反应器传递到气固分离器，并且在气固分离器中，将再氧化的氧载体与贫氧空气分离。
根据另一方面，压缩机为包括中间冷却级的多级压缩机，所述中间冷却级使得能够压缩来自超临界CO2循环的低压侧的CO2并且将压缩的CO2传递到超临界CO2循环的高压侧。根据另外的方面，超临界CO2循环的低压侧在约45巴至约90巴的压力范围内操作，并且超临界CO2循环的高压侧在约200巴至约500巴的压力范围内操作。
根据另一方面，通过涡轮机接收的超临界CO2的温度在约400℃至约1000℃的范围内。
根据另一方面，其中由燃料反应器中的反应产生的燃料为重整的燃料，在燃料冷却器中冷却从固体预热器和第一热交换器接收的重整的燃料。然后在第二压缩机中压缩冷却的重整的燃料。然后在燃烧室中燃烧压缩的重整的燃料以产生CO2和水蒸气的流，并且然后将产生的CO2和水蒸气的流进料到涡轮机中。根据另外的方面，经由气体处理单元将从涡轮机接收的CO2和水蒸气的流与从涡轮机接收的低压CO2流分离。
可根据本发明的某些实施例的附随描述和附图以及权利要求理解这些和其它方面、特征和优点。
附图说明
图1显示根据一个或多个实施例的包括耦合到化学链布置的超临界CO2循环的示例性系统的示意图；
图2显示根据一个或多个实施例的包括超临界CO2循环的高压侧和低压侧的操作范围的CO2的压力和温度相图；和
图3显示根据一个或多个实施例的包括耦合到化学链布置的超临界CO2循环的另一示例性系统的示意图。
具体实施方式
本申请描述用于将化学链燃烧布置和超临界CO2循环耦合的系统和方法。本申请针对与常规系统相关联的关于能量转换效率和过量用水的挑战，并且提供针对这类技术挑战的解决方案。
在一个或多个实施例中，系统包含化学链燃烧布置，所述化学链燃烧布置包含空气反应器和燃料反应器。燃料反应器从燃料源接收燃料并且接收氧载体。燃料反应器被配置成加热接收的燃料和氧载体。结果，燃料被氧化(燃烧)或重整，分别产生燃烧的燃料或重整的燃料，以及还原的氧载体。空气反应器从空气源接收空气流，并且从燃料反应器接收还原的氧载体。空气反应器被配置成经由还原的氧载体与空气流之间的反应来再氧化还原的氧载体。此反应还产生贫氧空气流。然后将再氧化的氧载体的第一部分输送回到燃料反应器用于附加反应。
系统另外包含压缩机，所述压缩机从CO2源接收CO2流并且被配置成增加CO2流的压力以产生高压超临界CO2流。将超临界CO2流输送到第一热交换器，在所述第一热交换器中，来自重整的燃料/燃烧的燃料流的能量用于加热超临界CO2流。然后超临界CO2流输送到第二热交换器，在所述第二热交换器中，来自空气流的贫氧空气流和再氧化的氧载体的第二部分的能量用于另外加热超临界CO2流。加热的超临界CO2流从第二热交换器输送到涡轮机，其中涡轮机被配置成使超临界CO2流膨胀以产生动力。然后膨胀的超临界CO2流用于在将燃料流和空气流分别递送到燃料反应器和空气反应器之前加热燃料流和空气流。
因此，本发明的系统和方法提供与化学链循环集成的超临界CO2循环，使得超临界CO2循环提供热量以预热到化学链循环中的进入流，并且其中超临界CO2循环从离开化学链循环的流中移除热量。换句话说，在本发明的系统中，第一热力学系统(超临界CO2循环)的热流体与第二热力学系统(化学链循环)的冷侧交换热量，而第一热力学系统的冷流体从第二热力学系统的热侧接收热量。
因而，相对于常规系统，本发明的系统和方法1)使超临界CO2循环与化学链燃烧循环之间的协同作用增至最大；2)提供更高的能量效率，3)提供增加的操作灵活性，4)提供更低的资本支出，以及5)提供增加的动力输出，包括其中燃料为酸气燃料的实施例。另外，由于CO2而不是水和蒸汽被用作在第一热力学系统中产生动力的介质，因此本发明的系统和方法比以前的系统产生更少的用水。另外，本发明的系统的增加的效率允许其用于例如具有CO2排放限制的发电厂。
现在更充分地参考附图来描述提及的用于将化学链燃烧布置和超临界CO2循环耦合的系统和方法，在附图中示出系统和方法的一个或多个说明的实施例和/或布置。本申请的系统和方法不以任何方式限于说明的实施例和/或布置。应理解，如附图中所示的系统和方法仅为本申请的系统和方法的示例，其可以本领域技术人员所理解的各种形式来体现。因此，应理解，本文公开的任何结构和功能细节不应被解释为限制系统和方法，而是被提供为用于向本领域的技术人员教示用于实施系统和方法的一种或多种方式的代表性实施例和/或布置。
图1显示根据一个或多个实施例的包括耦合到化学链布置的超临界CO2循环的示例性系统100的图式。系统100包括燃料源102和经由至少一个导管从燃料源102接收燃料的燃料反应器104。在至少一个实施例中，燃料源102可为一个或多个酸气，并且因而燃料可为包含离开除酸单元的高水平的H2S或酸性气体流的酸气燃料。
在一个或多个实施例中，燃料可为任何类型的普通气态燃料(例如，天然气、酸气、酸性气体)、液体燃料(例如，重质燃料油、油渣、焦油、原油、原油副产物或馏出物)或固体燃料(例如煤和石油焦)。在至少一个实施例中，燃料可为基于化石燃料或含碳的、基于可再生的燃料如生物质或生物燃料，或化石燃料和可再生燃料的组合。在至少一个实施例中，燃料可为由任何类型的原料的重整或气化产生的合成气体。燃料可直接进料到系统中、乳化或放在浆料中。系统对于难以燃烧的燃料或需要大量清洁或在较低温度下操作以减轻腐蚀问题的高硫含量的燃料特别有效。如图1中所示，在至少一个实施例中，来自燃料源102的燃料经由导管106和108传递到燃料反应器104。在一个或多个实施例中，燃料在经由导管108传递到燃料反应器104之前传递到至少一个燃料预热器。如图1的示例性系统100所示，在至少一个实施例中，首先将燃料从燃料源102传递到第一燃料预热器110以加热燃料。然后加热的燃料经由导管106从第一燃料预热器110传递到第二燃料预热器112用于另外加热。在第二燃料预热器112中另外加热之后，燃料经由通过燃料入口流体连接到燃料反应器104的导管108从第二燃料预热器112传递到燃料反应器104。
燃料反应器104还被配置成从氧载体源114接收氧载体。氧载体可经由与燃料反应器104的氧载体入口流体连接的导管116从源114传递到燃料反应器104。氧载体通常为固体颗粒。例如，在至少一个实施例中，氧载体可为钙基材料，如CaCO3颗粒。在一个或多个实施例中，氧载体可为CaO或基于镁的材料或者碱土金属或过渡金属如氧化铜的组合。对于含硫燃料，在一个或多个实施例中，优选的是使用碱土金属来捕获亚硫酸盐和硫酸盐形式如CaS和CaSO4的硫。在一个或多个实施例中，在进入燃料反应器之前，首先将氧载体从氧载体源114传递到固体预热器118用于加热，固体预热器118与燃料反应器104流体连通。然后可将加热的氧载体经由导管116从固体预热器118传递到燃料反应器。
燃料反应器104通常由壳体限定，所述壳体限定用于接收燃料和氧载体的中空内部。燃料反应器被配置成在一定条件下操作以氧化(燃烧)或重整燃料和氧载体，从而分别产生燃烧的燃料流或重整的燃料流以及还原的氧载体。取决于燃料反应器的温度和燃料的组成，燃料可经由此反应器被氧化(燃烧)或重整。换句话说，燃料反应堆可以“重整”模式操作以产生重整的燃料流，或可以“燃烧”模式操作以产生燃烧的燃料流。举例来说，在其中氧载体包含CaSO4的实施例中，CaSO4氧载体与燃料反应以产生重整或燃烧的燃料流、CaS(还原的氧载体)和CO2。在其中燃料包含硫化合物如H2S(例如，酸气燃料)并且氧载体为CaCO3的实施例中，CaCO3的至少一部分分解成CaO并且另外与燃料的硫组分反应以产生CaS作为还原的氧载体。
然后将重整的燃料流(或燃烧的燃料流)和还原的氧载体彼此分离并且单独离开燃料反应器104。在一个或多个实施例中，可使用如旋风分离器的固体气体分离器来将重整(或燃烧)的燃料流与还原的氧载体分离。
燃料反应器104可另外包括被配置成在特定温度范围内操作燃料反应器的控制器(未示出)。例如，在一个或多个实施例中，控制器被配置成在约800℃至约1100℃的温度范围内，或在至少一个实施例中，在约850℃至约950℃的温度范围内操作燃料反应器。关于燃料反应器的温度范围，术语“约”指示范围的端点可变化正负5％。
系统100另外包括空气源120和具有入口的空气反应器122，所述入口经由导管124从空气源120接收空气流。空气反应器122通常由壳体限定，所述壳体限定用于接收空气流和来自燃料反应器104的还原的氧载体的中空内部。如图1中所示，在一个或多个实施例中，来自空气源120的空气流在经由导管124传递到空气反应器122之前传递到空气预热器126。空气反应器122还被配置成经由导管128从燃料反应器104接收还原的氧载体(例如，CaS)。
在空气反应器122中，空气流将还原的氧载体氧化，这产生再氧化的氧载体和贫氧空气流。在其中从燃料反应器接收的还原的氧载体包含CaS的实施例中，随后的再氧化的氧载体包含CaSO4。然后再氧化的氧载体和贫氧空气流离开空气反应器122。空气反应器122可另外包括被配置成在特定温度范围内操作空气反应器122的控制器(未示出)。例如，在一个或多个实施例中，控制器被配置成在约900℃至约1200℃的温度范围内，或在至少一个实施例中，在约1050℃至约1150℃的温度范围内操作空气反应器。关于空气反应器的温度范围，术语“约”指示范围的端点可变化正负5％。在某些实施例中，控制空气反应器122的温度的同一控制器控制燃料反应器104的温度，而在至少一个实施例中，燃料反应器104和空气反应器122可具有单独的控制器。在其中燃料反应器104和空气反应器122具有单独的控制器的特定实施方案中，燃料反应器控制器的输出(即，温度改变)可为空气反应器控制器的输入和/或空气反应器控制器的输出可为燃料反应器控制器的输入。因此，在此实施方案中，空气反应器和燃料反应器的控制器可串联工作，使得在反应器中的一个中实施的温度改变可导致信号被发送到另一个反应器的控制器，使得对应的温度改变(如有必要)可在所述反应器中进行。
在一个或多个实施例中，贫氧空气流和再氧化的氧载体可经由如旋风分离器的固体气体分离器彼此分离，并且单独离开空气反应器122。如图1中所示，在一个或多个实施例中，再氧化的氧载体的第一部分经由将再氧化的氧载体的第一部分递送回到燃料反应器104的导管130离开空气反应器122。由燃料反应器104接收的再氧化的氧载体再次与接收的燃料一起包括在反应中。另外，在一个或多个实施例中，再氧化的氧载体的第二部分可经由导管132离开空气反应器122。贫氧空气流经由导管134离开空气反应器122。
空气反应器122和燃料反应器104经由导管128和130彼此流体连接。另外，还原的氧载体和再氧化的氧载体在燃料反应器104和空气反应器122之间的循环(分别经由导管128和130)有助于燃料反应器104和空气反应器122的温度管理，因为燃料反应器104为吸热反应器，并且空气反应器122为放热反应器。
继续参考图1，系统100另外包含超临界CO2循环，其包括具有用于从CO2源138接收CO2流的入口的压缩机136。CO2源138可用于最初填充系统并且提供CO2补充，这将补给通过系统泄漏而损失的CO2。压缩机136可被配置成增加CO2流的压力以产生高压超临界CO2流。超临界CO2为CO2的流体状态，其中CO2处于或高于其临界温度(大约31℃)和其临界压力(大约73.8巴)。CO2的压力和温度相图在图2处示出。
在一个或多个实施例中，从CO2源138递送到系统的CO2的温度可在环境温度下，并且因此高于或低于CO2的临界温度。当开始填充系统时，从CO2源138递送到系统的CO2可低于CO2的临界压力。一旦系统完全填充，就可将CO2的压力升高到高于临界压力值。在一个或多个实施例中，可在操作压力下完成CO2的在线补充，所述操作压力可由外部单元(例如，泵、压缩机或膨胀阀)控制。
在一个或多个实施例中，压缩机136为具有或不具有中间冷却级的多级压缩机。压缩机136使得能够压缩从超临界CO2循环的低压侧传递到超临界CO2循环的高压侧的CO2。在一个或多个实施例中，超临界CO2循环的低压侧在约45巴至约90巴的压力范围内操作，并且在至少一个实施例中，在约75巴至约80巴的压力范围内操作。在一个或多个实施例中，超临界CO2循环的高压侧在约200巴至约500巴的压力范围内操作，并且在至少一个实施例中，在约300巴至约400巴的压力范围内操作。超临界循环的低压侧在约-40℃和约+70℃之间的环境温度下操作。超临界循环的高压侧在约400℃至约1200℃的温度范围内操作。图2的相图中示出超临界CO2循环的高压侧和低压侧的操作范围。关于高压侧和低压侧的压力范围，术语“约”指示范围的端点可变化正负5％。在至少一个实施例中，压缩机136可包括被配置成控制超临界CO2循环的压力范围的控制器(未示出)。应理解，在一个或多个实施例中，系统100可包括用于测量本发明的系统的流体和/或组件的温度和压力的一个或多个传感器。
在至少一个实施例中，CO2压缩在第一步骤中经由多级压缩机以将CO2压缩到高于CO2临界压力，随后在第二步中经由密相泵以达到期望的超临界CO2压力来完成。CO2压缩机和致密泵可直接流体连通或具有中间缓冲罐，以允许更好的可操作性和控制。
如上文所提及，压缩机136被配置成增加CO2流的压力以产生超临界CO2流。压缩机136还与第一热交换器140流体连通。然后可将来自压缩机136的超临界CO2流经由导管142输送到第一热交换器140。在第一热交换器140中，超临界CO2流经由从重整(或燃烧)的燃料流传递的热量被加热。具体地，第一热交换器140还经由一系列导管与燃料反应器104流体连通。
如图1的实施例中举例说明的，由燃料反应器中的反应产生的重整(或燃烧)的燃料经由导管144离开燃料反应器，并且重整(或燃烧)的燃料的至少第一部分被传递到与第二燃料预热器112流体连通的导管145。
更具体地，第一部分重整(或燃烧)的燃料经由导管145从导管144传递到第二燃料预热器112，并且然后预热器112中的重整(或燃烧)的燃料用于在燃料流进入燃料反应器104之前将热量传递到燃料流。应理解，重整(或燃烧)的燃料和燃料流在第二燃料预热器112内分离(例如，经由固体壁)，使得重整(或燃烧)的燃料与燃料流之间不存在直接接触。
然后重整(或燃烧)的燃料经由导管148从第二燃料预热器112传递到第一热交换器140。在第一热交换器140中，重整(或燃烧)的燃料的能量传递到超临界CO2流，从而加热超临界CO2流。再次，应理解，重整(或燃烧)的燃料和超临界CO2流在第一热交换器140内分离，使得重整(或燃烧)的燃料与超临界CO2流之间不存在直接接触。在将热量传递到超临界CO2流之后，重整(或燃烧)的燃料的第一部分经由导管150离开第一热交换器140并且离开系统。在一个或多个实施例中，在其中重整(或燃烧)的燃料为燃料反应器104中完全燃烧的结果的情况下，经由导管150离开系统的重整(或燃烧)的燃料的第一部分可另外处理用于去除CO2。在至少一个实施例中，经由导管150离开系统的重整(或燃烧)的燃料可转变(即，使用蒸汽将CO转变为CO2并且产生更多的氢气)和/或纯化用于氢气分离，或可另外用于发电模块中以产生蒸汽或动力。
在至少一个实施例中，重整(或燃烧)的燃料的第二部分从导管144传递到与固体预热器118流体连通的导管146。固体预热器118被配置成在氧载体进入燃料反应器104中之前将热量从重整(或燃烧)的燃料的第二部分传递到氧载体。在至少一个实施例中，氧载体和重整(或燃烧)的燃料的第二部分在固体预热器118内分离，使得重整(或燃烧)的燃料与氧载体之间不存在直接接触。在至少一个实施例中，氧载体和重整(或燃烧)的燃料的第二部分在固体预热器118内紧密接触，使得重整(或燃烧)的燃料与氧载体之间存在直接接触。在此类配置中，使用固体/气体分离器(例如，旋风分离器)将氧载体固体流与气态重整(或燃烧)的燃料流分离。在将热量传递到氧载体之后，重整(或燃烧)的燃料的第二部分离开固体预热器118，并且可经由导管151从系统100中吹扫。在一个或多个实施例中，在导管151处离开系统的重整(或燃烧)的燃料可与导管150的重整(或燃烧)的燃料流合并，或可单独离开系统。在任一配置中，在其中重整(或燃烧)的燃料为燃料反应器104中完全燃烧的结果的情况下，来自导管151的离开的重整(或燃烧)的燃料然后可另外处理用于去除CO2。在至少一个实施例中，经由导管151离开系统的重整(或燃烧)的燃料可转变(即，使用蒸汽将CO转变为CO2并且产生更多的氢气)和/或纯化用于氢气分离，或可另外用于发电模块中以产生蒸汽或动力。
返回到超临界CO2循环，加热的超临界CO2流经由导管152离开第一热交换器140。导管152还与第二热交换器154流体连通，使得超临界CO2流从导管152传递到第二热交换器154。
在第二热交换器154中，超临界CO2流被另外加热。超临界CO2流接收从空气反应器122递送的再氧化的氧载体的第二部分和/或从空气反应器122递送的贫氧空气的流传递的热量。如图1的实施例中所示，贫氧空气流经由与第二热交换器154流体连通的导管134离开空气反应器122。类似地，再氧化的氧载体的第二部分经由也与第二热交换器154流体连通的导管132离开空气反应器122。在第二热交换器154中，来自贫氧空气流和/或再氧化的氧载体的第二部分的能量被传递到超临界CO2流以另外加热超临界CO2流。在第二热交换器154中，可分离超临界CO2流、贫氧空气流和再氧化的氧载体，使得它们之间不存在直接接触。在热传递之后，贫氧空气流经由将贫氧空气流引导出系统100的导管156离开第二热交换器154。同样，再氧化的氧载体的第二部分经由将再氧化的氧载体的第二部分引导出系统100的导管158离开第二热交换器154。
如图1的实施例中所示，第二热交换器154可为具有三股流的单个多通道热交换器。在至少一个实施例中，第二热交换器可为并行操作的两个单独的热交换器：一个在超临界CO2流和再氧化的氧载体的第二部分之间，并且另一个在超临界CO2流和贫氧空气流之间。
加热的超临界CO2流经由与涡轮机162流体连通的导管160离开第二热交换器154。在一个或多个实施例中，加热的超临界CO2流在约400℃至约1200℃的范围内的温度下，并且在至少一个实施例中，在约550℃至约850℃的范围内的温度下离开第二热交换器154。关于离开热交换器154的加热的超临界CO2流的温度范围，术语“约”指示范围的端点可变化正负5％。加热的超临界CO2流进入涡轮机162，并且在涡轮机162中，超临界CO2流膨胀。超临界CO2流在涡轮机162中的膨胀产生用于驱动压缩机136的动力。在至少一个实施例中，涡轮机162中产生的动力也可用于通过发电机(未示出)产生电力。替代地或另外，涡轮机162中产生的动力可用于产生机械动力以驱动处理设备。
超临界CO2流的膨胀和通过涡轮机162产生的动力降低CO2流的压力，并且在某些实施例中，当环境温度允许时(例如，当环境温度低于CO2临界点温度时，或当添加外部冷却以将低压CO2流温度降低到低于临界点温度时)，可将CO2流的压力降低到低于其临界压力值(大约73.8巴)。否则，低压CO2流将保持在超临界条件。减压CO2流经由导管164离开涡轮机162。在一个或多个实施例中，导管164分成两个导管166和168，使得减压CO2流的第一部分进入导管166，并且减压CO2流的第二部分进入导管168。导管166与第一燃料预热器110流体连通，使得减压CO2流的第一部分在燃料进入燃料反应器104之前在第一燃料预热器110中用于将热量传递到燃料。类似地，导管168与空气预热器126流体连通，使得减压CO2流的第二部分在空气进入空气反应器之前在空气预热器126中用于将热量传递到空气流。减压CO2流的第一部分经由导管170离开第一燃料预热器110，并且减压CO2流的第二部分经由导管172离开空气预热器126。
导管170和172两者都进料到导管174中，使得将减压CO2流的两部分都传递到导管174中。然后导管174将减压CO2流传递到冷却器176中。在冷却器176中，减压CO2流被冷却至接近环境温度。然后冷却的CO2流经由与压缩机136流体连通的导管178离开冷却器176。因此，经由导管178，冷却的CO2流被传递回到压缩机136以完成超临界CO2循环。换句话说，冷却的CO2流再循环回到压缩机136以继续超临界CO2循环。
虽然上面已经参考图1描述本申请的系统和方法，但是本发明的系统和方法不限于这类配置。举例来说，在至少一个实施例中，涡轮机162可具有中压CO2提取点。提取的中压CO2流然后可在空气反应器122或燃料反应器104中的一个或导管132、134和144中的一个或多个中被再加热，然后将其再引入到涡轮机162中以获得更高的输出。在此配置中，涡轮机被认为是具有单级再加热的涡轮机。其它实施例可包括具有双重再加热的涡轮机，其中两个CO2流在两个不同的中间压力下经由单独的提取点离开涡轮机。两个CO2流都被再加热，然后注射回到涡轮机中以产生更多的动力。
在至少一个实施例中，超临界CO2循环可包括两个或三个级，其中可将再循环压缩机添加到现有的CO2循环中以改进其效率。
在至少一个实施例中，超临界CO2循环可包括CO2压缩机，其直接或经由中间容器罐耦合到CO2密相泵，从而允许将CO2压缩到高压超临界状态。
在一个或多个实施例中，超临界CO2循环可包括在高压-低温CO2流(导管142)和低压-高温CO2流(导管164)之间交换热量的再生器。在此实施例中，再生器被设计成降低系统中的温度夹点并且在一侧帮助热交换器140和154，并且在另一侧帮助空气预热器126和第一燃料预热器110。
在至少一个实施例中，高温CO2流(导管164)可在进料到空气预热器126之前通过嵌入式热交换器直接与燃料反应器104交换热量。类似地，在至少一个实施例中，高压CO2流(导管160和/或导管152)可通过嵌入在空气反应器122中的热交换器在空气反应器122中另外加热。
图3公开根据一个或多个实施例的包括耦合到化学链布置的超临界CO2循环的示例性系统的另一实施例的示意图。如图3中所示，与系统100相比，系统300具有类似的配置(具有一些附加特征)，并且系统100和系统300的共同特征以与上面参考系统100(图1)描述的基本上相同的方式操作。因而，系统100和300共有的系统方面在图3中用与图1中用来指代它们的相同的数字显示。
在系统300中，燃料反应器104以“重整模式”(即，燃料流在燃料反应器中被重整而不是燃烧)操作，使得产生重整的燃料流(例如，合成气体流)。重整的燃料流经由导管144离开燃料反应器104。然后将重整的燃料流分成两部分，这两部分通过图1中所示的相同路线(即，经由导管145和146)。具体地，重整的燃料的第一部分经由导管145从导管144传递到第二燃料预热器112，并且然后预热器112中的重整的燃料用于在燃料流进入燃料反应器104中之前将热量传递到燃料流。然后，重整的燃料经由导管148从第二燃料预热器112传递到第一热交换器140。在第一热交换器140中，重整的燃料的能量传递到超临界CO2流，从而加热超临界CO2流。在将热量传递到超临界CO2流之后，重整的燃料的第一部分经由导管150离开第一热交换器140。
类似地，重整的燃料的第二部分从导管144传递到与固体预热器118流体连通的导管146。固体预热器118被配置成在氧载体进入燃料反应器104之前将热量从重整的燃料的第二部分传递到氧载体。在将热量传递到氧载体之后，重整的燃料的第二部分经由导管151离开固体预热器118，然后流入导管147中。
因而，重整的燃料的两个部分在离开燃料反应器104之后都将热量传递到其它流，并且从而被冷却。导管150和147然后合并到导管149中，使得重整的燃料的两个冷却的流组合回到一个流中。然后导管149进料到在环境条件下运行的燃料冷却器202(类似于冷却器176)中。燃料冷却器202被配置成将重整的燃料的组合流另外冷却至约环境温度。在环境温度下的重整的燃料经由导管157离开燃料冷却器202，并且进料到压缩机203中，这导致重整的燃料流的压力增加。
重整的燃料流经由导管159离开压缩机203，然后将重整的燃料流进料到燃烧室201。附加燃料可通过供应管线190供应到燃烧室201。通过管线190供应的附加燃料可为从燃料源102提供的燃料的一部分，或可为单独的燃料流。通过管线190供应的燃料可为上面关于燃料源102的燃料讨论的一种或多种类型的液体或气体燃料。氧气可经由导管180供应到燃烧室201。供应到燃烧室201的氧气使得能够对重整的燃料流(合成气体流)进行氧-燃烧点燃。因而，重整的燃料流在燃烧室201中的燃烧导致CO2和水蒸气的产生。在一种或多种配置中，可通过来自导管156和158中的一个或两个的热量传递来预热经由导管180递送到燃烧室201的氧气。在至少一种配置中，导管180的氧气可通过来自源自于导管134的导管的热量传递而被另外预热。在一个或多个实施例中，燃烧室201在约1000℃至约2000℃的温度范围内操作。在至少一个实施例中，燃烧室在约1300℃至约1800℃的温度范围内操作。在一个或多个实施例中，燃烧室201的温度至少部分地由再循环CO2流187的流速控制。在一个或多个实施例中，来自第二热交换器154的导管160的超临界CO2流也通向燃烧室201并且燃烧。
烟道气(例如，CO2和水蒸气)和超临界CO2流经由进料到涡轮机162中的导管161离开燃烧室201。在涡轮机中，CO2膨胀并且其压力降低。烟道气和所得减压CO2流然后遵循与图1的系统100中的减压CO2流基本上相同的一条或多条路线。特别地，烟道气和减压CO2流的至少一个部分离开涡轮机162并且进料到空气预热器126中，在空气进入空气反应器中之前在所述空气预热器126中所述至少一个部分用于将热量传递到空气流。类似地，烟道气和减压CO2流的另一部分离开涡轮机162并且进料到第一燃料预热器110中，在燃料进入燃料反应器之前在所述第一燃料预热器110中所述另一部分用于将热量传递到燃料。烟道气和减压CO2流的两个部分然后在导管174中重新组合，并且传递到冷却器176以冷却到接近环境温度。冷却的烟道气/减压CO2流然后经由导管178离开冷却器176。
继续参考图3，导管178然后将冷却的烟道气/减压CO2流进料到被配置成将烟道气(水蒸气和CO2)与减压CO2的主流分离的气体处理单元204。在一个或多个实施例中，气体处理单元204可另外被配置成为一种或多种下游应用(例如，CO2转换技术、CO2纯度要求、CO2隔离)提供指定纯度的CO2流。废气和水经由导管183和/或184离开处理单元204。在一个或多个实施例中，气体处理单元204可为基于吸附的单元、低温型单元或典型地在氧-燃烧CO2捕获技术中使用的任何类型的单元。冷却的减压CO2的主流经由使所述主流返回到压缩机136的导管187离开处理单元204。可调节导管187中的减压CO2流的流速，以将燃烧室201中的温度保持在指定范围内。因此，经由导管187，减压CO2流传递回到压缩机136以完成超临界CO2循环。换句话说，减压CO2流再循环回到压缩机136以继续超临界CO2循环。
在一个或多个实施例中，在导管160和导管164之间存在热连接，因为离开涡轮机162的烟道气的温度非常高。在至少一个实施例中，导管164可具有热连接以基于蒸汽产生或超临界CO2将热量传递到底部循环以在组合循环中产生动力。在至少一个实施例中，导管164可与气体处理单元204一起具有热语言。
因此，在突出的方面，本发明的系统和方法提供与化学链循环集成的超临界CO2循环，使得超临界CO2循环提供热量以预热到化学链循环中的进入流，并且其中超临界CO2循环从离开化学链循环的流中移除热量。换句话说，在本发明的系统中，第一热力学系统(超临界CO2循环)的热流体与第二热力学系统(化学链循环)的冷侧交换热量，而第一热力学系统的冷流体从第二热力学系统的热侧接收热量。虽然其它系统已将化学链循环与超临界CO2循环组合，但这些其它系统包含仅在其所位于的热力学系统内交换热量的热交换器。因此，这些其它系统在两个热力学系统(化学链循环和超临界CO2循环)之间不交换大量的热量，并且此外，在两个热力学系统之间在两个方向上不交换大量的热量。
尽管许多前文描述已涉及用于化学链循环和超临界CO2循环的系统和方法，但本文公开的系统和方法可类似地部署和/或实施于远远超出所提及情境的情境、情况和场合中。应另外理解，任何这类实施方案和/或部署都在本文描述的系统和方法的范围内。
应另外理解，贯穿若干图，图式中相同的编号表示相同的元件，并且参考附图描述和说明的所有组件和/或步骤并非对于所有实施例或布置都是需要的。另外，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”还旨在包括复数形式。应另外理解，在用于本说明书中时，术语“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”以及其变型在本文中指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
应注意，序数术语如“第一”、“第二”、“第三”等的使用，在修改权利要求元素的权利要求中，权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一个权利要求元素的任何优先级、优先权或顺序，或者进行方法动作的时间顺序，而是仅用作标签来区分具有特定名称的一个权利要求元素和具有相同名称的另一个元素(但是为使用序数术语)，以区分权利要求元素。
上面描述的主题仅以说明方式提供，并且不应被理解为具有限制性。可对本文描述的主题进行各种修改和改变，而不遵循说明和描述的示例性实施例和应用，并且不脱离在下面的权利要求中阐述的本发明的真实精神和范围。

Claims (27)

1.一种用于将化学链布置和超临界CO2循环耦合的系统，所述系统包含：
燃料反应器，所述燃料反应器具有被配置成从燃料源接收燃料的燃料入口和被配置成接收氧载体的载体入口，其中所述燃料反应器被配置成使所述燃料与所述氧载体反应，从而产生重整或燃烧的燃料和还原的氧载体；
空气反应器，所述空气反应器与所述燃料反应器流体连通，所述空气反应器具有被配置成从空气源接收空气流的空气流入口，其中所述空气反应器被配置成从所述燃料反应器接收所述还原的氧载体并且经由所述空气流将所述还原的氧载体再氧化，从而产生贫氧空气，其中所述空气反应器被配置成将再氧化的氧载体的第一部分输送回到所述燃料反应器；
压缩机，所述压缩机具有被配置成从CO2源接收CO2流的CO2入口，其中所述压缩机被配置成增加所述CO2流的压力，从而产生高压超临界CO2流；
第一热交换器，所述第一热交换器与所述压缩机和所述燃料反应器流体连通，所述第一热交换器被配置成接收和加热所述超临界CO2流，并且被配置成从所述燃料反应器接收所述重整或燃烧的燃料的至少一部分，其中来自所述重整或燃烧的燃料的能量用于加热所述超临界CO2流；
第二热交换器，所述第二热交换器与所述第一热交换器和所述空气反应器流体连通，所述第二热交换器被配置成接收并且另外加热从所述第一热交换器接收的所述超临界CO2流，并且被配置成从所述空气反应器接收所述贫氧空气和所述再氧化的氧载体的第二部分，其中来自所述贫氧空气和所述再氧化的氧载体的所述第二部分的能量用于加热所述超临界CO2流；和
涡轮机，所述涡轮机与所述第二热交换器流体连通，所述涡轮机被配置成从所述第二热交换器接收所述超临界CO2流和使所述超临界CO2膨胀，由此所述超临界CO2的所述膨胀产生动力，并且其中所述涡轮机包含用于所述膨胀的超临界CO2的出口；并且
其中所述膨胀的超临界CO2用于在将来自所述燃料源的所述燃料和来自所述空气源的所述空气流分别递送到所述燃料反应器和所述空气反应器之前加热所述燃料和所述空气流。
2.根据权利要求1所述的系统，其另外包含：
第一导管，所述第一导管与所述涡轮机流体连通，并且被配置成从所述涡轮机接收所述膨胀的超临界CO2的第一部分；
第二导管，所述第二导管与所述涡轮机流体连通，并且被配置成从所述涡轮机接收所述膨胀的超临界CO2的第二部分；
空气预热器，所述空气预热器与所述第一导管、所述空气源和所述空气反应器流体连通，所述空气预热器被配置成在将所述空气流递送到所述空气反应器之前使用所述膨胀的超临界CO2的所述第一部分的能量来加热所述空气流；和
第一燃料预热器，所述第一燃料预热器与所述第二导管、所述燃料源和所述燃料反应器流体连通，所述第一燃料预热器被配置成在将所述燃料流递送到所述燃料反应器之前使用所述膨胀的超临界CO2的所述第二部分的能量来加热所述燃料流，
其中通过膨胀的超临界CO2的相应部分加热所述空气预热器中的所述空气流和所述第一燃料预热器中的所述燃料流产生CO2的相应低压流。
3.根据权利要求2所述的系统，其另外包含：
冷却器，所述冷却器与所述空气预热器和所述第一燃料预热器流体连通，所述冷却器被配置成从所述空气预热器和所述第一燃料预热器接收所述CO2的相应低压流，并且冷却接收的低压CO2；和
第三导管，所述第三导管与所述冷却器和所述压缩机流体连通，所述第三导管被配置成接收所述冷却的低压CO2并且将所述冷却的低压CO2传递到所述压缩机。
4.根据权利要求2所述的系统，其另外包含第二燃料预热器，所述第二燃料预热器与所述燃料反应器、所述第一燃料预热器和所述第一热交换器流体连通，所述第二燃料预热器被配置成：
接收从所述第一预热器递送的所述燃料流和来自所述燃料反应器的所述重整或燃烧的燃料的至少一部分；和
在将所述燃料流所述递送到所述燃料反应器之前经由来自所述重整或燃烧的燃料的能量另外加热所述燃料流。
5.根据权利要求1所述的系统，其另外包含固体预热器，所述固体预热器与所述燃料反应器流体连通，所述固体预热器被配置成从所述燃料反应器接收所述重整或燃烧的燃料的一部分，并且在将所述氧载体递送到所述燃料反应器之前使用所述重整或燃烧的燃料的所述能量加热所述氧载体。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料反应器包含气固分离器，所述气固分离器被配置成将所述还原的氧载体与所述重整或燃烧的燃料分离。
7.根据权利要求1所述的系统，其另外包含控制器，所述控制器被配置成在约800℃至约1100℃的温度范围内操作所述燃料反应器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述空气反应器包含气固分离器，所述气固分离器被配置成将再氧化的氧载体与所述贫氧空气分离。
9.根据权利要求1所述的系统，其另外包含控制器，所述控制器被配置成在约900℃至约1200℃的温度范围内操作所述空气反应器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述压缩机为具有中间冷却级的多级压缩机，其中所述中间冷却级使得能够压缩来自所述超临界CO2循环的低压侧的CO2并且将压缩的CO2传递到所述超临界CO2循环的高压侧。
11.根据权利要求5所述的系统，其中在所述燃料反应器中反应之后的所得燃料为重整的燃料，并且其中所述系统另外包含：
燃料冷却器，所述燃料冷却器与所述固体预热器和所述第一热交换器流体连通，所述燃料冷却器被配置成从所述固体预热器和所述第一热交换器接收所述重整的燃料，并且将接收的重整的燃料冷却至约环境温度；
第二压缩机，所述第二压缩机与所述燃料冷却器流体连通，所述第二压缩机被配置成压缩从所述燃料冷却器接收的环境温度重整的燃料；和
燃烧室，所述燃烧室与所述第二压缩机和所述涡轮机流体连通，所述燃烧室被配置成燃烧从所述第二压缩机接收的压缩的重整的燃料以生成CO2和水蒸气的流，并且将生成的CO2和水蒸气的流进料到所述涡轮机中。
12.根据权利要求11所述的系统，其另外包含：
气体处理单元，所述气体处理单元与所述涡轮机流体连通并且在所述燃料冷却器的下游，所述气体处理单元被配置成将从所述涡轮机接收的所述CO2和水蒸气的流与从所述涡轮机接收的低压CO2流分离。
13.一种用于使用耦合的化学链布置和超临界CO2循环发电的方法，所述方法包含：
加热来自燃料源的燃料流和来自空气源的空气流；
将所述燃料流和氧载体引入到燃料反应器中，其中所述燃料反应器在第一反应条件下操作以产生重整或燃烧的燃料和还原的氧载体；
将所述空气流引入到空气反应器中；
将所述还原的氧载体从所述燃料反应器传递到所述空气反应器中，其中所述空气反应器在第二反应条件下操作以再氧化所述还原的氧载体，从而产生贫氧空气；
将所述再氧化的氧载体的第一部分传递回到所述燃料反应器；
将CO2流引入到压缩机中，其中所述压缩机被配置成增加所述CO2流的压力以产生超临界CO2流；
将来自所述压缩机的所述超临界CO2流和来自所述燃料反应器的所述重整或燃烧的燃料两者都传递到第一热交换器，所述第一热交换器操作以将热量从所述重整或燃烧的燃料传递到所述超临界CO2流；
将a)来自所述第一热交换器的所述超临界CO2流、b)来自所述空气反应器的所述贫氧空气和c)来自所述空气反应器的所述再氧化的氧载体的第二部分传递到第二热交换器，所述第二热交换器操作以将热量从所述贫氧空气和所述再氧化的氧载体传递到所述超临界CO2流；和
通过涡轮机从所述第二热交换器接收所述超临界CO2流，其中所述涡轮机在一定条件下操作以使所述超临界CO2膨胀以产生动力；
其中所述膨胀的超临界CO2用于在将来自所述燃料源的所述燃料和来自所述空气源的所述空气流分别递送到所述燃料反应器和所述空气反应器之前加热所述燃料和所述空气流。
14.根据权利要求13所述的方法，其另外包含：
将所述膨胀的超临界CO2的第一部分从所述涡轮机传递到第一导管；
将所述膨胀的超临界CO2的第二部分从所述涡轮机传递到第二导管；
通过空气预热器从所述第一导管接收所述膨胀的超临界CO2的所述第一部分；和
通过第一燃料预热器从所述第二导管接收所述膨胀的超临界CO2的所述第二部分，
其中所述空气预热器被配置成将所述膨胀的超临界CO2的所述第一部分的能量传递到所述空气流以加热所述空气流，并且其中所述第一燃料预热器被配置成将所述膨胀的超临界CO2的所述第二部分的能量传递到所述燃料流以加热所述燃料流，并且由此来自膨胀的超临界CO2的相应部分的能量的所述传递产生低压CO2的相应流。
15.根据权利要求14所述的方法，其另外包含：
通过冷却器从所述空气预热器和所述第一燃料预热器接收所述低压CO2的相应流，其中所述冷却器在一定条件下操作以冷却接收的低压CO2；
将冷却的低压CO2从所述冷却器传递到第三导管；和
将所述冷却的低压CO2从所述第三导管传递到所述压缩机。
16.根据权利要求14所述的方法，其另外包含：
将所述燃料流从所述第一燃料预热器传递到第二燃料预热器；
通过所述第二燃料预热器从所述燃料反应器接收所述重整或燃烧的燃料的至少一部分；和
通过将能量从所述重整或燃烧的燃料传递到所述燃料流来加热所述第二燃料预热器中的所述燃料流。
17.根据权利要求13所述的方法，其另外包含：
在将所述氧载体递送到所述燃料反应器之前经由固体预热器加热所述氧载体。
18.根据权利要求17所述的方法，其另外包含：
通过所述固体预热器从所述燃料反应器接收所述重整或燃烧的燃料的一部分，其中所述固体预热器通过将所述重整或燃烧的燃料的能量传递到所述氧载体来加热所述氧载体。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述燃料流包含酸气燃料，并且所述氧载体为钙基材料，并且其中所述酸气燃料与所述钙基材料之间的反应使得所述酸气燃料中的至少一部分硫被从所述燃料流中去除。
20.根据权利要求13所述的方法，其另外包含：
将所述还原的氧载体和所述重整或燃烧的燃料从所述燃料反应器传递到气固分离器；和
在所述气固分离器中将所述还原的氧载体与所述重整或燃烧的燃料分离。
21.根据权利要求13所述的方法，其中所述燃料反应器在约800℃至约1100℃的温度范围内操作，并且其中所述空气反应器在约900℃至约1200℃的温度范围内操作。
22.根据权利要求13所述的方法，其另外包含：
将所述再氧化的氧载体和所述贫氧空气从所述空气反应器传递到气固分离器；和
在所述气固分离器中将所述再氧化的氧载体与所述贫氧空气分离。
23.根据权利要求13所述的方法，其中所述压缩机为包含中间冷却级的多级压缩机，所述中间冷却级使得能够压缩来自所述超临界CO2循环的低压侧的CO2并且将压缩的CO2传递到所述超临界CO2循环的高压侧。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述超临界CO2循环的所述低压侧在约45巴至约90巴的压力范围内操作，并且所述超临界CO2循环的所述高压侧在约200巴至约500巴的压力范围内操作。
25.根据权利要求13所述的方法，其中通过所述涡轮机接收的所述超临界CO2的所述温度在约400℃至约1000℃的范围内。
26.根据权利要求18所述的方法，其中由所述燃料反应器中的所述反应产生的所述燃料为重整的燃料，并且其中所述方法另外包含：
在燃料冷却器中冷却从所述固体预热器和第一热交换器接收的所述重整的燃料；
在第二压缩机中压缩从所述燃料冷却器接收的冷却的重整的燃料；
在燃烧室中燃烧从所述第二压缩机接收的压缩的重整的燃料以产生CO2和水蒸气的流；和
将产生的CO2和水蒸气的流进料到所述涡轮机中。
27.根据权利要求26所述的方法，其另外包含：
在气体处理单元中将从所述涡轮机接收的所述CO2和水蒸气的流与从所述涡轮机接收的低压CO2流分离。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4498289A (en) * 1982-12-27 1985-02-12 Ian Osgerby Carbon dioxide power cycle
CA2642295A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-10 Inge Brun Henriksen Upgrading of bitumen using supercritical wet oxidation
CN101774542A (zh) * 2010-03-04 2010-07-14 华北电力大学 一种生物质气化制氢系统及方法
WO2011105176A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 株式会社日立製作所 ケミカルループ反応システム及びこれを用いた発電システム
CN103062910A (zh) * 2013-01-11 2013-04-24 东南大学 一种集成化学链燃烧与co2捕集的方法和装置
US20140216034A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Hitachi, Ltd. Thermal Power Generation System and Method for Generating Thermal Electric Power
WO2015048845A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Adelaide Research & Innovation Pty Ltd A hybrid solar and chemical looping combustion system
US20150240665A1 (en) * 2014-02-26 2015-08-27 Peregrine Turbine Technologies, Llc Power generation system and method with partially recuperated flow path
US20160348539A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-01 General Electric Company Regenerative thermodynamic power generation cycle systems, and methods for operating thereof
CN106321177A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 东南大学 一种实现co2分离和捕集的超临界co2发电装置及方法
CN106438043A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 西安热工研究院有限公司 一种基于超临界二氧化碳的煤基燃料化学链燃烧发电系统及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3315719B2 (ja) * 1992-06-03 2002-08-19 東京電力株式会社 化学ループ燃焼方式発電プラントシステム
US20090020405A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-22 Foster Wheeler Energy Corporation Method of and a plant for combusting carbonaceous fuel by using a solid oxygen carrier
US8555652B1 (en) * 2008-06-13 2013-10-15 Zere Energy and Biofuels, Inc. Air-independent internal oxidation
FR2937119B1 (fr) 2008-10-15 2010-12-17 Air Liquide Procede de production d'energie et capture de co2
PL2758339T3 (pl) * 2011-09-23 2018-05-30 Newcastle Innovation Limited Zintegrowana separacja powietrza z pętlą chemiczną w dużych instalacjach tlenowo-paliwowych
US20130255272A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Alstom Technology Ltd. Method for carbon capture in a gas turbine based power plant using chemical looping reactor system
KR101785816B1 (ko) * 2012-11-30 2017-10-16 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 통합된 산소 생성을 구비한 단계식 매체순환 공정
EP2808073B1 (en) 2013-05-31 2020-07-15 Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) System for CO2 capture from a combustion flue gas using a CaO/CaCO3 chemical loop
US9550680B2 (en) 2013-06-21 2017-01-24 General Electric Technology Gmbh Chemical looping integration with a carbon dioxide gas purification unit
US9841242B2 (en) * 2013-06-21 2017-12-12 General Electric Technology Gmbh Method of air preheating for combustion power plant and systems comprising the same
US9951689B2 (en) * 2014-07-17 2018-04-24 Saudi Arabian Oil Company Integrated calcium looping combined cycle for sour gas applications
US10213730B1 (en) * 2017-08-22 2019-02-26 Saudi Arabian Oil Company Process for acid gas treatment and power generation
US10239763B1 (en) * 2017-12-05 2019-03-26 Saudi Arabian Oil Company System for tail gas treatment of sulfur recovery units

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4498289A (en) * 1982-12-27 1985-02-12 Ian Osgerby Carbon dioxide power cycle
CA2642295A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-10 Inge Brun Henriksen Upgrading of bitumen using supercritical wet oxidation
WO2011105176A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 株式会社日立製作所 ケミカルループ反応システム及びこれを用いた発電システム
CN101774542A (zh) * 2010-03-04 2010-07-14 华北电力大学 一种生物质气化制氢系统及方法
CN103062910A (zh) * 2013-01-11 2013-04-24 东南大学 一种集成化学链燃烧与co2捕集的方法和装置
US20140216034A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Hitachi, Ltd. Thermal Power Generation System and Method for Generating Thermal Electric Power
WO2015048845A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Adelaide Research & Innovation Pty Ltd A hybrid solar and chemical looping combustion system
US20150240665A1 (en) * 2014-02-26 2015-08-27 Peregrine Turbine Technologies, Llc Power generation system and method with partially recuperated flow path
US20160348539A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-01 General Electric Company Regenerative thermodynamic power generation cycle systems, and methods for operating thereof
CN106321177A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 东南大学 一种实现co2分离和捕集的超临界co2发电装置及方法
CN106438043A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 西安热工研究院有限公司 一种基于超临界二氧化碳的煤基燃料化学链燃烧发电系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖小花等: "IGCC系统控制CO_2排放的研究进展", 《节能技术》 *
王江江等: "耦合化学链燃烧和有机朗肯循环的多联产系统", 《工程热物理学报》 *

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US11041410B2 (en) 2021-06-22
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US20190390578A1 (en) 2019-12-26
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US20200123935A1 (en) 2020-04-23

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