EA008112B1 - Humid air turbine cycle with carbondioxide recovery - Google Patents

Humid air turbine cycle with carbondioxide recovery Download PDF

Info

Publication number
EA008112B1
EA008112B1 EA200501472A EA200501472A EA008112B1 EA 008112 B1 EA008112 B1 EA 008112B1 EA 200501472 A EA200501472 A EA 200501472A EA 200501472 A EA200501472 A EA 200501472A EA 008112 B1 EA008112 B1 EA 008112B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gas
carbon dioxide
turbine
exhaust gas
combustion chamber
Prior art date
Application number
EA200501472A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200501472A1 (en
Inventor
Эшок Рао
Original Assignee
Флуор Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Флуор Корпорейшн filed Critical Флуор Корпорейшн
Publication of EA200501472A1 publication Critical patent/EA200501472A1/en
Publication of EA008112B1 publication Critical patent/EA008112B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/08Semi-closed cycles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/30Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/34Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid with recycling of part of the working fluid, i.e. semi-closed cycles with combustion products in the closed part of the cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

A device is proposed in which carbon dioxide (152) is removed following compressor (130) which compresses a mixture of compressed air (132) and recirculated exhaust gas (118') from a gas turbine (120). The carbon dioxide depleted gas (136) is humidified (180, 114) and fed to the combustor (110).

Description

Областью техники, к которой относится изобретение, является извлечение диоксида углерода и, в частности, извлечение диоксида углерода из турбинного цикла с увлажненным воздухом.The technical field to which the invention relates is the extraction of carbon dioxide and, in particular, the extraction of carbon dioxide from a humidified turbine cycle.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Горючие газы и особенно отработавшие газы из газовых турбин часто содержат значительное количество диоксида углерода, который является газом, вызывающим парниковый эффект. Таким образом, в последнее десятилетие уделяется большое внимание отделению и/или изоляции диоксида углерода от процессов горения, и имеются многочисленные устройства и способы, известные в уровне техники, для удаления диоксида углерода из отработавшего газа.Combustible gases, and especially exhaust gases from gas turbines, often contain significant amounts of carbon dioxide, which is a greenhouse gas. Thus, in the last decade, much attention has been paid to the separation and / or isolation of carbon dioxide from combustion processes, and there are numerous devices and methods known in the art for removing carbon dioxide from an exhaust gas.

Например, диоксид углерода может быть удален из различных газовых потоков с помощью одной или более мембран, как это описано в патентах США 4130403, 4639257 или 5233837. Мембранные способы обычно показывают относительно высокую селективность к отдельному газовому компоненту. Кроме того, мембранные способы могут обычно осуществляться без циркуляции энергопотребления (например, требований нагревания и/или охлаждения, которые часто необходимы для удаления диоксида углерода на основе растворителя). Однако, и особенно в зависимости от состава подаваемого газа, срок службы мембраны составляет меньше требуемого, или подаваемый газ требует предварительной обработки перед контактированием с мембраной. Кроме того, мембранные системы обычно работают при относительно высоком перепаде давления, который либо делает необходимым использование нагнетателя или другого оборудования, повышающего давление, для подачи газа низкого давления, либо делает мембранные системы непригодными для такой подачи газа низкого давления.For example, carbon dioxide can be removed from various gas streams using one or more membranes, as described in US Pat. Nos. 4,130,403, 4,639,257 or 5,233,837. Membrane methods typically show relatively high selectivity to a single gas component. In addition, membrane methods can usually be carried out without circulation of energy consumption (for example, the heating and / or cooling requirements that are often necessary to remove solvent-based carbon dioxide). However, and especially depending on the composition of the feed gas, the membrane has a shorter service life, or the feed gas requires pre-treatment before contacting the membrane. In addition, membrane systems typically operate at a relatively high pressure drop, which either makes it necessary to use a supercharger or other pressure boosting equipment to supply low pressure gas, or makes membrane systems unsuitable for such a low pressure gas supply.

Как вариант, диоксид углерода может быть удален с использованием физических или химических растворителей, и в уровне техники известно множество устройств переработки растворителей. Способы с использованием физических растворителей являются особенно предпочтительными, когда парциальное давление кислого газа в подаваемом газе является относительно высоким. Таким образом, все или почти все физические растворители имеют только ограниченную применимость для удаления диоксида углерода из отработанных газов, которые обычно находятся приблизительно при атмосферном давлении, и особенно, когда отработанный газ имеет относительно низкое содержание диоксида углерода.Alternatively, carbon dioxide can be removed using physical or chemical solvents, and many solvent processing devices are known in the art. Methods using physical solvents are particularly preferred when the partial pressure of the acid gas in the feed gas is relatively high. Thus, all or almost all physical solvents have only limited applicability for removing carbon dioxide from the exhaust gases, which are usually at about atmospheric pressure, and especially when the exhaust gas has a relatively low carbon dioxide content.

Для того, чтобы обойти проблемы, связанные с использованием физических растворителей, для очистки подаваемого газа могут использоваться химические растворители, причем химический растворитель регенерируется ниже по потоку с извлечением диоксида углерода. Очистка газов химическими растворителями обычно всегда позволяет удалить диоксид углерода из подаваемого газа при относительно низком давлении. Однако такие способы зачастую являются энергозатратными, а также дорогостоящими, и часто возникают проблемы с коррозией и разрушением растворителя (см., например, патенты США 2065112, 2399142, 2377966, 4477419 или 3137654). Более того, так как парциальное давление диоксида углерода в подаваемом газе снижается (например, выходящий газ из газовой турбины, работающей с относительно большим избытком воздуха, а также из турбины с впрыскиванием сжатого влажного воздуха вместо пара), размер регенерационного оборудования, а также энергия, потребляемая нагнетателем, значительно увеличиваются для преодоления падения давления в регенерационном оборудовании.In order to circumvent the problems associated with the use of physical solvents, chemical solvents may be used to purify the feed gas, the chemical solvent being regenerated downstream to recover carbon dioxide. Purification of gases by chemical solvents usually always allows you to remove carbon dioxide from the feed gas at a relatively low pressure. However, such methods are often energy-consuming as well as expensive, and often there are problems with corrosion and solvent degradation (see, for example, US Pat. Nos. 2,065,112, 2,399,142, 2,377,966, 4,477,419 or 3,137,654). Moreover, since the partial pressure of carbon dioxide in the feed gas is reduced (for example, the exhaust gas from a gas turbine operating with a relatively large excess of air, as well as from a turbine with the injection of compressed moist air instead of steam), the size of the regeneration equipment, as well as energy, consumed by the supercharger, increase significantly to overcome the pressure drop in the regeneration equipment.

Таким образом, хотя в технике известны различные устройства и способы удаления диоксида углерода, все или почти все из них обладают одним или более недостатков, особенно когда парциальное давление и/или концентрация диоксида углерода в подаваемом газе являются относительно низкими. Поэтому все еще существует потребность в создании улучшенных устройств и способов извлечения диоксида углерода из различных газов и, особенно, газов с относительно низким парциальным давлением диоксида углерода.Thus, although various carbon dioxide removal devices and methods are known in the art, all or almost all of them have one or more disadvantages, especially when the partial pressure and / or carbon dioxide concentration in the feed gas is relatively low. Therefore, there is still a need for improved devices and methods for recovering carbon dioxide from various gases and, especially, gases with a relatively low partial pressure of carbon dioxide.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам удаления диоксида углерода из отработавших газов, в которых по меньшей мере часть отработавшего газа сжимается до более высокого давления, тем самым улучшая эффективность удаления диоксида углерода.The present invention relates to methods and devices for removing carbon dioxide from exhaust gases, in which at least a portion of the exhaust gas is compressed to a higher pressure, thereby improving the efficiency of removal of carbon dioxide.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство включает в себя камеру сгорания, которая сжигает топливо в присутствии нагретого увлажненного воздуха с получением выходящего газа, который расширяется в расширителе. Компрессор (функционально связанный с расширителем) сжимает воздух и по меньшей мере часть выходящего из расширителя газа для образования сжатого смешанного газа, из которого диоксид углерода удаляется в блоке удаления кислого газа, и увлажнитель увлажняет образованный таким образом сжатый смешанный газ, обедненный диоксидом углерода, для получения нагретого увлажненного воздуха.According to one aspect of the present invention, the device includes a combustion chamber that burns fuel in the presence of heated humidified air to produce an exhaust gas that expands in the expander. A compressor (operably connected to the expander) compresses the air and at least a portion of the gas leaving the expander to form a compressed mixed gas, from which carbon dioxide is removed in the acid gas removal unit, and a humidifier moisturizes the compressed carbon dioxide depleted mixed gas thus formed for receiving heated humidified air.

Кроме того, особенно предпочтительно, в таких устройствах нагретый увлажненный воздух нагревается с использованием выходящего газа в качестве источника тепла, и увлажнитель использует воду, которая нагревается сжатым смешанным газом и/или выходящим газом. Хотя рассматриваются различные способы удаления кислого газа, предпочтительные устройства удаления кислого газа включают в себя мембранный узел или использование растворителя (например, аминосодержащего растворителя). В альтернативных устройствах предполагается, что часть сжатого смешанного газа может также подаватьIn addition, it is particularly preferable in such devices that heated humidified air is heated using the exhaust gas as a heat source, and the humidifier uses water that is heated by the compressed mixed gas and / or exhaust gas. Although various acid gas removal methods are contemplated, preferred acid gas removal devices include a membrane unit or the use of a solvent (e.g., an amine-containing solvent). In alternative devices, it is contemplated that part of the compressed mixed gas may also supply

- 1 008112 ся в камеру сгорания, а устройство охлаждения обеспечивает охлаждение расширенного выходящего газа с конденсацией в результате воды из расширенного выходящего газа.- 1 008112 into the combustion chamber, and the cooling device provides cooling of the expanded exhaust gas with condensation as a result of water from the expanded exhaust gas.

Когда узел удаления кислого газа содержит узел автоматического охлаждения, предполагается, что он удаляет диоксид углерода из первой части сжатого смешанного газа, и что увлажнитель увлажняет вторую часть сжатого смешанного газа с образованием нагретого увлажненного воздуха.When the acid gas removal unit includes an automatic cooling unit, it is assumed that it removes carbon dioxide from the first part of the compressed mixed gas, and that the humidifier moisturizes the second part of the compressed mixed gas to produce heated humidified air.

Таким образом, обычно предполагается, что устройство может включать в себя турбинную камеру сгорания и, в частности, камеру сгорания турбины с увлажненным воздухом, которая получает топливо и увлажненный воздух, обедненный диоксидом углерода, причем по меньшей мере часть увлажненного воздуха, обедненного диоксидом углерода, образуется из выходящего газа турбинной камеры сгорания увлажненного воздуха после того, как часть диоксида углерода была удалена для извлечения. Диоксид углерода в таких устройствах преимущественно извлекается из воздуха, содержащего диоксид углерода (смеси свежего воздуха и рециркулирующего отработавшего газа, которая содержит диоксид углерода), с использованием мембранного узла или растворителя. Рассмотренные в другой перспективе предполагаемые устройства, в которых диоксид углерода удаляется из выходящего газа турбинной камеры сгорания, могут поэтому включать в себя компрессор, который сжимает воздух и по меньшей мере часть выходящего газа (рециркулирующего газа) для образования сжатого смешанного газа, при этом диоксид углерода удаляется из сжатого смешанного газа в блоке удаления кислого газа.Thus, it is generally contemplated that the device may include a turbine combustion chamber, and in particular a combustion chamber of a humidified air turbine that receives fuel and humidified carbon dioxide depleted air, at least a portion of the moistened carbon dioxide depleted air, is formed from the exhaust gas of a humidified air turbine combustion chamber after a portion of the carbon dioxide has been removed for recovery. The carbon dioxide in such devices is advantageously recovered from air containing carbon dioxide (a mixture of fresh air and recirculated exhaust gas that contains carbon dioxide) using a membrane unit or solvent. Alternatively contemplated devices in which carbon dioxide is removed from an exhaust gas of a turbine combustion chamber may therefore include a compressor that compresses air and at least a portion of the exhaust gas (recycle gas) to form a compressed mixed gas, wherein carbon dioxide removed from the compressed mixed gas in the acid gas removal unit.

Различные цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые компоненты.Various objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which like components are used with identical reference numerals.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - схематичный вид примера устройства извлечения диоксида углерода из выходящего газа с использованием мембраны или растворителя в блоке удаления кислого газа.FIG. 1 is a schematic view of an example apparatus for extracting carbon dioxide from an exhaust gas using a membrane or solvent in an acid gas removal unit.

Фиг. 2 - схематичный вид примера устройства извлечения диоксида углерода из выходящего газа с использованием устройства автоматического охлаждения в блоке удаления кислого газа.FIG. 2 is a schematic view of an example apparatus for extracting carbon dioxide from an exhaust gas using an automatic cooling device in an acid gas removal unit.

Фиг. 3 - схематичный вид примера устройства извлечения диоксида углерода из выходящего газа с использованием частичного увлажнения.FIG. 3 is a schematic view of an example apparatus for extracting carbon dioxide from an exhaust gas using partial wetting.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Авторами изобретения было установлено, что диоксид углерода, содержащийся в выходящем газе газовой турбины, может быть извлечен под давлением при рециклировании, по меньшей мере, части выходящего газа обратно в компрессор для увеличения парциального давления диоксида углерода в сжатом газе и для облегчения в результате удаления диоксида углерода с использованием подходящей технологии удаления кислого газа (например, используя физический или химический растворитель, специальную мембрану для диоксида углерода или процесс автоматического охлаждения).The inventors have found that carbon dioxide contained in the exhaust gas of a gas turbine can be extracted under pressure by recycling at least a portion of the exhaust gas back to the compressor to increase the partial pressure of carbon dioxide in the compressed gas and to facilitate the removal of dioxide carbon using suitable acid gas removal technology (e.g. using a physical or chemical solvent, a special carbon dioxide membrane, or an automatic oh cooling).

В одном особенно предпочтительном устройстве, как показано на фиг. 1, пример устройства 100 включает в себя турбинный цикл с увлажненным воздухом для генерирования энергии, в котором по меньшей мере часть расширенного выходящего газа рециклируется обратно в компрессор для извлечения диоксида углерода при повышенном давлении. В частности, камера сгорания 110 получает топливо 112 и нагретый увлажненный воздух 114' и производит выходящий газ 116, который затем расширяется в расширителе 120. Тепло расширенного выходящего газа 118 затем частично извлекается в рекуператоре 170, который нагревает увлажненный воздух 114 из увлажнителя 180, обеспечивает тепло для парогенератора и дополнительно нагревает воду для увлажнителя 180 посредством экономайзера 170'.In one particularly preferred device, as shown in FIG. 1, an example of a device 100 includes a humidified air turbine cycle for generating energy in which at least a portion of the expanded exhaust gas is recycled back to the compressor to recover carbon dioxide at elevated pressure. In particular, the combustion chamber 110 receives fuel 112 and heated humidified air 114 'and produces an exhaust gas 116, which is then expanded in the expander 120. The heat of the expanded exhaust gas 118 is then partially recovered in a heat exchanger 170, which heats the moistened air 114 from the humidifier 180, provides heat for the steam generator and additionally heats the water for humidifier 180 through an economizer 170 '.

Одна часть расширенного и охлажденного выходящего газа 118А вентилируется, тогда как другая часть расширенного и охлажденного выходящего газа 118В охлаждается в устройстве 140 охлаждения с образованием охлажденного расширенного выходящего газового потока 118' (при конденсации и отделении значительной части воды), который объединяется с воздухом 132 и сжимается в компрессоре 130, который функционально соединен с расширителем 120. Таким образом, компрессор 130 обеспечивает сжатый смешанный газ 134, который охлаждается в дополнительном устройстве 160 охлаждения, нагревая в результате по меньшей мере часть воды, используемой в увлажнителе. Охлажденный таким образом сжатый смешанный газ 134 затем подают в блок 150 удаления кислого газа (предпочтительно, блок удаления кислого газа на основе растворителя или блок удаления кислого газа на основе мембраны). Поток 152 продукта диоксида углерода выходит из устройства (например, как коммерческий продукт), тогда как сжатый смешанный газ 136, обедненный диоксидом углерода, подается в увлажнитель 180. Увлажнитель 180 производит увлажненный газовый поток 114 из сжатого смешанного газа 136, обедненного диоксидом углерода, причем увлажненный газовый поток 114 нагревается в рекуператоре 170 для образования нагретого увлажненного газового потока 114', который подается в камеру сгорания 110 (термины увлажненный газовый поток и увлажненный воздух используются здесь взаимозаменяемо).One part of the expanded and cooled exhaust gas 118A is ventilated, while the other part of the expanded and cooled exhaust gas 118B is cooled in the cooling device 140 to form a cooled expanded exhaust gas stream 118 '(by condensation and separation of a significant part of the water), which combines with air 132 and is compressed in a compressor 130, which is operatively connected to an expander 120. Thus, the compressor 130 provides a compressed mixed gas 134, which is cooled in an additional device 160 hlazhdeniya by heating resulting in at least a portion of the water used in the humidifier. The thus cooled compressed mixed gas 134 is then supplied to an acid gas removal unit 150 (preferably a solvent based acid gas removal unit or a membrane based acid gas removal unit). The carbon dioxide product stream 152 exits the device (for example, as a commercial product), while the compressed carbon dioxide depleted mixed gas 136 is supplied to the humidifier 180. The humidifier 180 produces a humidified gas stream 114 from the compressed mixed gas 136 depleted in carbon dioxide, wherein humidified gas stream 114 is heated in a heat exchanger 170 to form a heated humidified gas stream 114 ', which is supplied to the combustion chamber 110 (the terms humidified gas stream and humidified air are used here zaimozamenyaemo).

Следовательно, устройство может содержать камеру сгорания, которая сжигает топливо в присутствии увлажненного воздуха, причем камера сгорания дает выходящий газ, который расширяется в расширителе для образования расширенного выходящего газа; компрессор, функционально связанный с расширителем, при этом компрессор сжимает воздух и по меньшей мере часть расширенного выходящеTherefore, the device may include a combustion chamber that burns fuel in the presence of humidified air, the combustion chamber producing an exhaust gas that expands in an expander to form an expanded exhaust gas; a compressor operably coupled to the expander, wherein the compressor compresses the air and at least a portion of the expanded outlet

- 2 008112 го газа с образованием сжатого смешанного газа; и блок удаления кислого газа, который удаляет диоксид углерода из сжатого смешанного газа для образования сжатого смешанного газа, обедненного диоксидом углерода; и увлажнитель, который увлажняет сжатый смешанный газ, обедненный диоксидом углерода, для образования увлажненного воздуха.- 2 008112 th gas with the formation of compressed mixed gas; and an acid gas removal unit that removes carbon dioxide from the compressed mixed gas to form a compressed mixed gas depleted in carbon dioxide; and a humidifier that moisturizes the compressed carbon dioxide depleted mixed gas to form humidified air.

Как вариант, и особенно тогда, когда диоксид углерода удаляется в устройстве автоматического охлаждения, пример устройства показан на фиг. 2. Как указано выше, устройство 200 включает в себя турбинный цикл с увлажненным воздухом для генерирования энергии, причем по меньшей мере часть расширенного выходящего газа рециклируется обратно в компрессор для извлечения диоксида углерода при повышенном давлении. В таких устройствах камера сгорания 210 получает топливо 212, нагревает увлажненный воздух 214' и производит выходящий газ 216, который затем расширяется в расширителе 220. Тепло расширенного выходящего газа 218 затем, по меньшей мере, частично извлекается в рекуператоре 270, который нагревает увлажненный воздух 214 из увлажнителя 280, обеспечивает тепло для парогенератора (не показан) и дополнительно нагревает воду для увлажнителя 280 посредством экономайзера 270'. Расширенный и охлажденный выходящий газ 218 охлаждается в устройстве 240 охлаждения для образования охлажденного расширенного выходящего газового потока 218' (при конденсации и отделении значительной части воды), который объединяется с воздухом 232 и сжимается в компрессоре 230, который функционально соединен с расширителем 220. Таким образом, компрессор 230 обеспечивает сжатый смешанный газ 234, который охлаждается в дополнительном устройстве 260 охлаждения, нагревая в результате по меньшей мере часть воды, используемой в увлажнителе.Alternatively, and especially when carbon dioxide is removed in the automatic cooling device, an example of the device is shown in FIG. 2. As indicated above, device 200 includes a humidified air turbine cycle for generating energy, wherein at least a portion of the expanded exhaust gas is recycled back to the compressor to recover carbon dioxide at elevated pressure. In such devices, the combustion chamber 210 receives fuel 212, heats the humidified air 214 'and produces an exhaust gas 216, which then expands in an expander 220. The heat of the expanded exhaust gas 218 is then at least partially recovered in a recuperator 270, which heats the moistened air 214 from the humidifier 280, provides heat for a steam generator (not shown) and additionally heats the water for the humidifier 280 through an economizer 270 '. The expanded and cooled effluent gas 218 is cooled in a cooling device 240 to form a cooled expanded effluent gas stream 218 '(when condensing and separating a significant portion of the water), which combines with air 232 and is compressed in a compressor 230 that is operatively connected to an expander 220. Thus , the compressor 230 provides a compressed mixed gas 234, which is cooled in an additional cooling device 260, thereby heating at least a portion of the water used in the humidifier.

Охлажденный таким образом сжатый смешанный газ 234 затем разделяется на первый поток 234А, который подается в увлажнитель 280, и второй поток 234В, который подается в узел 250 автоматического охлаждения. Поток 252 продукта диоксида углерода выходит из устройства (например, как коммерческий продукт), тогда как выходящий газ 238, обедненный диоксидом углерода, выходит из устройства как выходящий газ. Увлажнитель 280 производит увлажненный газовый поток 214 из первого потока 234А, причем увлажненный газовый поток 214 нагревается в рекуператоре 270 для образования нагретого увлажненного газового потока 214', который затем подается в камеру 210 сгорания.The thus cooled compressed mixed gas 234 is then separated into a first stream 234A, which is supplied to the humidifier 280, and a second stream 234B, which is supplied to the automatic cooling unit 250. The carbon dioxide product stream 252 exits the device (for example, as a commercial product), while the carbon dioxide depleted exhaust gas 238 exits the device as an exhaust gas. Humidifier 280 produces a humidified gas stream 214 from the first stream 234A, wherein the humidified gas stream 214 is heated in a heat exchanger 270 to form a heated humidified gas stream 214 ', which is then supplied to the combustion chamber 210.

Таким образом, установка может включать в себя камеру сгорания, которая сжигает топливо в присутствии увлажненного воздуха, причем камера сгорания производит выходящий газ, который расширяется в расширителе для образования расширенного выходящего газа; компрессор, функционально связанный с расширителем, причем компрессор сжимает воздух и по меньшей мере часть расширенного выходящего газа для образования сжатого смешанного газа; узел автоматического охлаждения, который удаляет диоксид углерода из первой части сжатого смешанного газа; и увлажнитель, который увлажняет вторую часть сжатого смешанного газа для образования увлажненного воздуха.Thus, the installation may include a combustion chamber that burns fuel in the presence of humidified air, the combustion chamber producing an exhaust gas that expands in an expander to form an expanded exhaust gas; a compressor operably coupled to the expander, the compressor compressing the air and at least a portion of the expanded exhaust gas to form a compressed mixed gas; an automatic cooling unit that removes carbon dioxide from the first portion of the compressed mixed gas; and a humidifier that moisturizes a second portion of the compressed mixed gas to form humidified air.

В еще одном рассматриваемом устройстве, как показано на фиг. 3, пример устройства 300 включает в себя газовую турбину (например, крупномасштабную турбину Сеиега1 Е1ес1пс 7ЕЛ+е) со способностью до 20-30% извлечения воздуха в турбинном цикле с увлажненным воздухом для генерирования энергии, причем по меньшей мере часть расширенного выходящего газа рециклируется обратно в компрессор для извлечения диоксида углерода при повышенном давлении. Здесь, камера сгорания 310 получает топливо 312 и нагретый увлажненный воздух 314' для получения выходящего газа 316, который расширяется в расширителе 320. Тепло расширенного выходящего газа 318, по меньшей мере, частично извлекается в парогенераторе 370 регенерированного тепла.In yet another contemplated device, as shown in FIG. 3, an example device 300 includes a gas turbine (e.g., a large-scale Seiega1 E1ec1ps 7EL + e turbine) with up to 20-30% air extraction in a humidified turbine cycle to generate energy, with at least a portion of the expanded exhaust gas being recycled to a compressor to recover carbon dioxide at elevated pressure. Here, the combustion chamber 310 receives fuel 312 and heated humidified air 314 'to produce an exhaust gas 316 that expands in an expander 320. The heat of the expanded exhaust gas 318 is at least partially recovered in the regenerated heat steam generator 370.

Одна часть расширенного и охлажденного выходящего газа 318А вентилируется, тогда как другая часть расширенного и охлажденного выходящего газа 318В охлаждается в устройстве 340 охлаждения с образованием охлажденного расширенного выходящего газового потока 318' (при конденсации и отделении значительной части воды), который объединяется с воздухом 332 и сжимается в компрессоре 330, который функционально соединен с расширителем 320. Таким образом, компрессор 330 обеспечивает сжатый смешанный газ 334. Одна часть сжатого смешанного газа 334А подается напрямую в камеру 310 сгорания (аналогично тому, как это осуществляется в обычных газовых турбинах), тогда как другая часть сжатого смешанного газа 334В охлаждается в дополнительном устройстве 360 охлаждения, нагревая в результате по меньшей мере часть воды, используемой в увлажнителе. Охлажденный таким образом сжатый смешанный газ 334в затем подают в блок 350 удаления кислого газа (предпочтительно, блок удаления кислого газа на основе растворителя или установку удаления кислого газа на основе мембраны). Поток 352 продукта диоксида углерода выходит из устройства (например, как коммерческий продукт), тогда как сжатый смешанный газ 336, обедненный диоксидом углерода, подается в увлажнитель 380. Увлажнитель 380 производит увлажненный газовый поток 314 из сжатого смешанного газа 336, обедненного диоксидом углерода, причем увлажненный газовый поток 314 нагревается в дополнительном устройстве 360 охлаждения с образованием нагретого увлажненного газового потока 314', который подается в камеру сгорания 310.One part of the expanded and cooled exhaust gas 318A is ventilated, while the other part of the expanded and cooled exhaust gas 318B is cooled in the cooling device 340 to form a cooled expanded exhaust gas stream 318 '(by condensation and separation of a significant part of the water), which combines with air 332 and is compressed in a compressor 330, which is operatively connected to an expander 320. Thus, the compressor 330 provides compressed mixed gas 334. One portion of the compressed mixed gas 334A is supplied, for example, pit into the combustion chamber 310 (similar to that in conventional gas turbines), while the other part of the compressed mixed gas 334B is cooled in an additional cooling device 360, resulting in at least a portion of the water used in the humidifier. The thus cooled compressed mixed gas 334c is then fed to an acid gas removal unit 350 (preferably a solvent based acid gas removal unit or a membrane based acid gas removal unit). The carbon dioxide product stream 352 exits the device (for example, as a commercial product), while the compressed carbon dioxide depleted mixed gas 336 is supplied to the humidifier 380. The humidifier 380 produces a humidified gas stream 314 from the compressed carbon dioxide depleted gas 336, wherein the humidified gas stream 314 is heated in an additional cooling device 360 to form a heated moistened gas stream 314 ', which is supplied to the combustion chamber 310.

Таким образом, необходимо признать, что рассмотренные устройства значительно облегчают извлечение диоксида углерода, содержащегося в отработавшем газе с относительно низким парциальным давлением диоксида углерода, что является особенно желательным в случае газовой турбины, когда используется большое количество избыточного воздуха. Следовательно, размер оборудования для извлечеThus, it must be recognized that the devices considered significantly facilitate the recovery of carbon dioxide contained in the exhaust gas with a relatively low partial pressure of carbon dioxide, which is especially desirable in the case of a gas turbine when a large amount of excess air is used. Therefore, the size of the extraction equipment

- 3 008112 ния диоксида углерода, а также количество энергии, потребляемой нагнетателем, для преодоления падения давления в оборудовании для извлечения диоксида углерода (например, в прямоконтактном устройстве охлаждения и адсорбере) могут быть значительно снижены в устройствах в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с многочисленными известными устройствами.- 3 008112 carbon dioxide, as well as the amount of energy consumed by the supercharger, to overcome the pressure drop in the carbon dioxide recovery equipment (for example, in a direct-contact cooling device and adsorber) can be significantly reduced in devices in accordance with the present invention compared to numerous known devices.

В то время как рециклирование выходящего газа может использоваться в многочисленных устройствах, которые включают нагрузку с турбинным приводом (например, генератор или компрессор), обычно предпочтительными конструкциями устройств, где выходящий газ, по меньшей мере, частично рециклируется, являются устройства, которые включают в себя турбины с впрыскиванием сжатого влажного воздуха вместо пара (ТУВ), и примерная установка, которая включает ТУВ, описана в патенте США 4829763, который приводится здесь в качестве ссылки. Когда рассматриваемые устройства включают ТУВ-цикл, должно быть особенно заметно, что ранее существующие трудности известных ТУВ-циклов могут быть преодолены в рассматриваемых устройствах извлечения диоксида углерода. Среди прочего, ранее известные устройства с ТУВ-циклом обычно требуют выполненного на заказ турбинного оборудования, в котором компрессор газовой турбины должен быть значительно меньше расширителя. При удалении диоксида углерода из системы в случае способов на основе растворителя или при удалении диоксида углерода и других газовых компонентов в случае способов на основе мембраны или автоматического охлаждения выше по потоку от расширителя дополнительный водяной пар может подаваться в камеру сгорания и/или расширитель без значительного изменения относительного потока газа через компрессор и расширитель установки. Поэтому ожидается, что рассмотренные устройства не только улучшат экономические показатели при извлечении диоксида углерода в устройствах на основе газовой турбины, но также обеспечат извлечение диоксида углерода в существующих рекуперативных газовых турбинах (например, рекуперативных газовых турбинах, выпускаемых 8и1хсг ТигЬо или ΜΑΝ СЫН ВогДд).While exhaust gas recycling can be used in numerous devices that include a turbine drive load (such as a generator or compressor), typically preferred device designs where the exhaust gas is at least partially recycled are devices that include turbines with an injection of compressed moist air instead of steam (TUV), and an exemplary installation that includes TUV is described in US Pat. No. 4,829,763, which is incorporated herein by reference. When the devices in question include the TUV cycle, it should be particularly noticeable that the previously existing difficulties of the known TUV cycles can be overcome in the carbon dioxide extraction devices in question. Among other things, previously known devices with a TUV cycle usually require custom-made turbine equipment, in which the gas turbine compressor must be significantly smaller than the expander. When removing carbon dioxide from the system in the case of solvent-based methods or when removing carbon dioxide and other gas components in the case of membrane-based methods or automatically cooling upstream of the expander, additional water vapor can be supplied to the combustion chamber and / or expander without significant change relative gas flow through the compressor and expander of the installation. Therefore, it is expected that the considered devices will not only improve the economic performance of carbon dioxide extraction in gas turbine-based devices, but also provide carbon dioxide extraction in existing recuperative gas turbines (for example, recuperative gas turbines manufactured by 8i1hsg TigOo or ΜΑΝ SYN VogDd).

Кроме того, предполагается, что устройства и способы согласно рассматриваемому изобретению могут также использоваться в относительно небольших энергоустановках мощностью 10 МВт или менее с извлечением диоксида углерода из горючих газов. Как вариант, рассмотренные устройства и способы могут быть включены во все установки, в которых газовая турбина используется для приведения в действие компрессора или генератора.In addition, it is contemplated that the devices and methods of the present invention can also be used in relatively small power plants with a capacity of 10 MW or less with the extraction of carbon dioxide from combustible gases. Alternatively, the devices and methods discussed may be included in all installations in which a gas turbine is used to drive a compressor or generator.

Кроме того, предполагается, что выделенный таким образом диоксид углерода может использоваться в ряде способов, и, в частности, предполагаемые способы включают установки переработки мочевины и добычи улучшенной нефти. Как вариант, выделенный диоксид углерода может использоваться для медицинского и пищевого применения или в способах замораживания или подаваться насосом в горные пласты, океан или другие места, где диоксид углерода может быть, по меньшей мере, временно изолирован. Подаваемая в увлажнитель вода в рассмотренных устройствах может обеспечиваться различными источниками, включая сбросовую воду (например, от установки), рециклированную воду или свежую воду.In addition, it is contemplated that carbon dioxide thus isolated can be used in a number of ways, and in particular, the putative methods include urea processing and improved oil recovery plants. Alternatively, the isolated carbon dioxide can be used for medical and food applications or in freezing processes or pumped into rock formations, the ocean or other places where carbon dioxide can be at least temporarily isolated. The water supplied to the humidifier in the above devices can be provided by various sources, including waste water (for example, from a plant), recycled water, or fresh water.

Что касается рассмотренных установок удаления кислого газа необходимо признать, что все известные способы выделения диоксида углерода из газа являются подходящими в связи с представленным здесь описанием. Однако особенно предпочтительные способы и устройства включают способы на основе физического растворителя (см., например, патенты США 2863527, 2926751, 3505784, 2649166 или 3773896, приведенные здесь в качестве ссылки), способы на основе химического растворителя (см., например, патенты США 3563695 или 2177068, приведенные здесь в качестве ссылки), мембранные способы (см., например, патенты США 4705540 или 4741744, приведенные здесь в качестве ссылки) и самоохлаждение (см., например, патент США 6301927, приведенный здесь в качестве ссылки).With regard to the considered acid gas removal plants, it must be recognized that all known methods for separating carbon dioxide from gas are suitable in connection with the description presented here. However, particularly preferred methods and devices include physical solvent based methods (see, for example, US Pat. Nos. 2,863,527, 2,926,751, 3,505,784, 2,649,166 or 3,773,896, incorporated herein by reference), chemical solvent based methods (see, for example, US Pat. 3563695 or 2177068, incorporated herein by reference), membrane methods (see, for example, US Pat. No. 4,705,540 or 4,741,744, incorporated herein by reference) and self-cooling (see, for example, US Pat. No. 6,301,927, incorporated herein by reference).

Если удаление диоксида углерода включает способ на основе мембраны или растворителя, как показано на фиг. 1, должно быть понятно, что количество рециклированного расширенного выходящего газа 118В может значительно изменяться и зависит среди прочих факторов от конкретного блока удаления диоксида углерода и/или парциального давления диоксида углерода в сжатом смешанном газе. Так обычно предполагается, что количество рециклированного расширенного выходящего газа 118В может быть в диапазоне от 0 до 100 об.% общего количества расширенного выходящего газа 118. Однако, и особенно, когда выходящий газ имеет относительно низкое парциальное давление диоксида углерода, предпочтительно, количество рециклированного расширенного выходящего газа 118В находится в диапазоне приблизительно от 25 до 75 об.% общего количества расширенного выходящего газа 118.If carbon dioxide removal involves a membrane or solvent based process as shown in FIG. 1, it should be understood that the amount of recycled expanded exhaust gas 118B can vary significantly and depends, among other factors, on the particular carbon dioxide removal unit and / or the carbon dioxide partial pressure in the compressed mixed gas. Thus, it is generally contemplated that the amount of recycled expanded exhaust gas 118B may be in the range of 0 to 100 vol% of the total amount of expanded exhaust gas 118. However, and especially when the exhaust gas has a relatively low partial pressure of carbon dioxide, preferably the amount of recycled expanded the exhaust gas 118B is in the range of about 25 to 75 vol.% of the total expanded exhaust gas 118.

Аналогично, когда используется автоматическое охлаждение, как показано на фиг. 2, должно быть понятно, что количество потока 234В сжатого смешанного газа, которое подается в узел автоматического охлаждения, может значительно изменяться в зависимости от конкретных рабочих параметров. Однако в большей части рабочих условий подходящие количества потока 234В сжатого смешанного газа находятся в диапазоне от 20 до 80 об.%. Когда рассматриваемые устройства включают конкретное ТУВустройство, как показано на фиг. 3, количество сжатого смешанного газа 334А, которое непосредственно направляется в камеру сгорания, может преимущественно составлять приблизительно от 5 до 50 об.%. Однако в зависимости от конкретного устройства количество сжатого смешанного газа 334А может быть также выше 50 об.%. Что касается потока 318В охлажденного расширенного выходящего газа, который рециклируется обратно в компрессор, предполагается, что подходящие количества значиSimilarly, when automatic cooling is used, as shown in FIG. 2, it should be understood that the amount of compressed mixed gas stream 234B that is supplied to the automatic cooling unit can vary significantly depending on specific operating parameters. However, in most of the operating conditions, suitable amounts of the compressed mixed gas stream 234B are in the range of 20 to 80 vol%. When the devices in question include a specific TUV device, as shown in FIG. 3, the amount of compressed mixed gas 334A, which is directly directed to the combustion chamber, can advantageously be from about 5 to 50 vol.%. However, depending on the particular device, the amount of compressed mixed gas 334A may also be higher than 50 vol.%. As for the cooled expanded exhaust gas stream 318B that is recycled back to the compressor, it is assumed that suitable amounts are

- 4 008112 тельно изменяются. Однако обычно предпочтительно количество потока 318В охлажденного расширенного выходящего газа находится в диапазоне от приблизительно 25 до примерно 75 об.%.- 4 008112 are subject to change. However, it is usually preferred that the amount of chilled expanded effluent gas stream 318B is in the range of about 25 to about 75 vol%.

Смешение потока рециклированного охлажденного расширенного выходящего газа может осуществляться многочисленными способами и все известные способы смешения могут быть использованы здесь. Например, когда существующая установка модифицируется в устройство согласно рассматриваемому изобретению, смешение может быть осуществлено в смесительной емкости выше по потоку от впуска компрессора. С другой стороны, когда устройство согласно изобретению конструируется разнородно, смешение может осуществляться при подаче рециклированного газа на впуск компрессора вместе со свежим воздухом.The mixing of the recycled cooled expanded effluent gas stream can be accomplished in numerous ways and all known mixing methods can be used here. For example, when an existing installation is modified into a device according to the invention, mixing can be carried out in a mixing tank upstream of the compressor inlet. On the other hand, when the device according to the invention is heterogeneous, mixing can take place by supplying recycled gas to the compressor inlet together with fresh air.

Следовательно, авторы изобретения в основном рассматривают то, что установка может включать в себя камеру сгорания турбины с увлажненным воздухом, которая получает топливо и увлажненный газовый поток, обедненный диоксидом углерода, причем по меньшей мере часть увлажненного газового потока, обедненного диоксидом углерода, образуется из выходящего газа камеры сгорания турбины с увлажненным воздухом. Такие устройства могут преимущественно дополнительно содержать увлажнитель, в котором вода нагревается сжатым смешанным газом и/или выходящим газом. Термин газовый поток, обедненный диоксидом углерода, как использовано здесь, относится к любому газу, из которого ранее удалена по меньшей мере часть диоксида углерода.Therefore, the inventors mainly consider that the installation may include a combustion chamber of a humidified turbine that receives fuel and a humidified carbon dioxide depleted gas stream, wherein at least a portion of the moistened carbon dioxide depleted gas stream is generated from the effluent gas of a combustion chamber of a humidified turbine. Such devices may advantageously further comprise a humidifier in which the water is heated by a compressed mixed gas and / or exhaust gas. The term carbon dioxide depleted gas stream, as used herein, refers to any gas from which at least a portion of the carbon dioxide has previously been removed.

Рассмотренное в другой перспективе устройство, в котором диоксид углерода удаляется из выходящего газа камеры сгорания турбины, содержит компрессор, который сжимает воздух и по меньшей мере часть выходящего газа с образованием сжатого смешанного газа, причем диоксид углерода удаляется из сжатого смешанного газа в блоке удаления кислого газа.Another perspective view of a device in which carbon dioxide is removed from the exhaust gas of a turbine combustion chamber comprises a compressor that compresses air and at least a portion of the exhaust gas to form compressed mixed gas, the carbon dioxide being removed from the compressed mixed gas in an acid gas removal unit .

Таким образом, рассмотрены отдельные варианты и применения циклов турбины с увлажненным воздухом с извлечением диоксида углерода. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что можно осуществить намного больше модификаций, кроме уже описанных, не выходя из объема настоящего изобретения. Рассматриваемое существо изобретения, поэтому, не ограничивается ничем, кроме как прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, при интерпретации как описания, так и формулы изобретения все термины должны интерпретироваться наиболее возможно широким образом в соответствии с контекстом. В частности, термины содержит и содержащий должны интерпретироваться как относящиеся к элементам, компонентам или стадиям, неисключающим образом показывающим, что обозначенные элементы, компоненты или стадии могут присутствовать, или использоваться, или комбинироваться с другими элементами, компонентами или стадиями, которые обозначены неявным образом.Thus, individual options and applications of humidified turbine cycles with carbon dioxide extraction are considered. However, it will be understood by those skilled in the art that much more modifications than those already described can be made without departing from the scope of the present invention. The subject invention considered, therefore, is not limited to anything other than the appended claims. In addition, in interpreting both the description and the claims, all terms should be interpreted as broadly as possible in accordance with the context. In particular, the terms contains and contains should be interpreted as referring to elements, components or stages, non-exclusive showing that the indicated elements, components or stages can be present, used, or combined with other elements, components or stages that are indicated implicitly.

Claims (20)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Газовая турбина с циклом извлечения диоксида углерода, содержащая камеру сгорания, которая сжигает топливо в присутствии потока увлажненного газа, причем камера сгорания производит выходящий газ, который расширяется в расширителе для образования расширенного выходящего газа;1. A gas turbine with a carbon dioxide recovery cycle, comprising a combustion chamber that burns fuel in the presence of a humidified gas stream, the combustion chamber producing an exhaust gas that expands in an expander to form an expanded exhaust gas; компрессор, функционально связанный с расширителем, причем компрессор сжимает воздух и по меньшей мере часть расширенного выходящего газа для образования сжатого смешанного газа;a compressor operably coupled to the expander, the compressor compressing the air and at least a portion of the expanded exhaust gas to form a compressed mixed gas; блок удаления кислого газа, который удаляет диоксид углерода из сжатого смешанного газа для образования сжатого смешанного газа, обедненного диоксидом углерода; и увлажнитель, который увлажняет сжатый смешанный газ, обедненный диоксидом углерода, для образования потока увлажненного газа, который подается в камеру сгорания.an acid gas removal unit that removes carbon dioxide from the compressed mixed gas to form a compressed mixed gas depleted in carbon dioxide; and a humidifier that moisturizes the compressed carbon dioxide depleted mixed gas to form a humidified gas stream that is supplied to the combustion chamber. 2. Турбина по п.1, в которой поток увлажненного газа нагревается с использованием выходящего газа в качестве источника тепла, и в которой нагретый поток увлажненного газа подается в камеру сгорания.2. The turbine according to claim 1, in which the humidified gas stream is heated using the exhaust gas as a heat source, and in which the heated humidified gas stream is supplied to the combustion chamber. 3. Турбина по п.1, в которой увлажнитель использует воду, которая нагревается сжатым смешанным газом и/или выходящим газом.3. The turbine according to claim 1, in which the humidifier uses water that is heated by compressed mixed gas and / or exhaust gas. 4. Турбина по п.1, в которой блок удаления кислого газа содержит растворитель, который адсорбирует по меньшей мере часть диоксида углерода.4. The turbine of claim 1, wherein the acid gas removal unit comprises a solvent that adsorbs at least a portion of the carbon dioxide. 5. Турбина по п.4, в которой растворителем является химический растворитель.5. The turbine according to claim 4, in which the solvent is a chemical solvent. 6. Турбина по п.1, в которой блок удаления кислого газа содержит мембранный узел.6. The turbine according to claim 1, in which the acid gas removal unit comprises a membrane unit. 7. Турбина по п.1, в которой часть сжатого смешанного газа подается в камеру сгорания.7. The turbine according to claim 1, in which part of the compressed mixed gas is supplied to the combustion chamber. 8. Турбина по п.1, дополнительно содержащая устройство охлаждения, которое охлаждает расширенный выходящий газ, в результате конденсируя воду из расширенного выходящего газа.8. The turbine of claim 1, further comprising a cooling device that cools the expanded exhaust gas, thereby condensing water from the expanded exhaust gas. 9. Газовая турбина с циклом извлечения диоксида углерода, содержащая камеру сгорания, которая сжигает топливо в присутствии потока увлажненного газа, причем камера сгорания производит выходящий газ, который расширяется в расширителе для образования расширенного выходящего газа;9. A gas turbine with a carbon dioxide recovery cycle, comprising a combustion chamber that burns fuel in the presence of a humidified gas stream, the combustion chamber producing an exhaust gas that expands in an expander to form an expanded exhaust gas; компрессор, функционально связанный с расширителем, причем компрессор сжимает смесь воздуха a compressor operably coupled to the expander, the compressor compressing the air mixture - 5 008112 и по меньшей мере части расширенного выходящего газа для образования сжатого смешанного газа;- 5 008112 and at least a portion of the expanded exhaust gas to form a compressed mixed gas; узел автоматического охлаждения, который удаляет диоксид углерода из первой части сжатого смешанного газа; и увлажнитель, который увлажняет вторую часть сжатого смешанного газа для образования потока увлажненного газа, который подается в камеру сгорания.an automatic cooling unit that removes carbon dioxide from the first portion of the compressed mixed gas; and a humidifier that moisturizes the second portion of the compressed mixed gas to form a humidified gas stream that is supplied to the combustion chamber. 10. Турбина по п.9, в которой поток увлажненного газа нагревается с использованием выходящего газа в качестве источника тепла и в которой нагретый увлажненный воздух подается в камеру сгорания.10. The turbine according to claim 9, in which the humidified gas stream is heated using the exhaust gas as a heat source and in which the heated humidified air is supplied to the combustion chamber. 11. Турбина по п.9, в которой увлажнитель использует воду, которая нагревается сжатым смешанным газом и/или выходящим газом.11. The turbine of claim 9, wherein the humidifier uses water that is heated by compressed mixed gas and / or exhaust gas. 12. Турбина по п.9, дополнительно содержащая устройство охлаждения, которое охлаждает расширенный выходящий газ, в результате конденсируя воду из расширенного выходящего газа.12. The turbine of claim 9, further comprising a cooling device that cools the expanded exhaust gas, thereby condensing water from the expanded exhaust gas. 13. Газовая турбина с циклом извлечения диоксида углерода, содержащая камеру сгорания турбины с увлажненным воздухом, которая получает топливо и поток увлажненного газа, обедненного диоксидом углерода, причем по меньшей мере часть потока увлажненного газа, обедненного диоксидом углерода, образуется из выходящего газа камеры сгорания турбины с увлажненным воздухом.13. A gas turbine with a carbon dioxide extraction cycle comprising a combustion chamber of a humidified air turbine that receives fuel and a stream of moistened gas depleted in carbon dioxide, at least a portion of the stream of moistened gas depleted in carbon dioxide is generated from the exhaust gas of the turbine combustion chamber with humidified air. 14. Турбина по п.13, в которой диоксид углерода извлекается из потока увлажненного газа, обедненного диоксидом углерода, с использованием мембранного узла.14. The turbine of claim 13, wherein the carbon dioxide is recovered from a humidified carbon dioxide depleted gas stream using a membrane assembly. 15. Турбина по п.13, в которой диоксид углерода извлекается из потока увлажненного газа, обедненного диоксидом углерода, с использованием растворителя, который адсорбирует по меньшей мере часть диоксида углерода.15. The turbine of claim 13, wherein the carbon dioxide is recovered from the humidified gas stream depleted of carbon dioxide using a solvent that adsorbs at least a portion of the carbon dioxide. 16. Турбина по п.13, дополнительно содержащая увлажнитель, в котором вода, используемая в увлажнителе, нагревается по меньшей мере одним из сжатого смешанного газа и выходящего газа.16. The turbine of claim 13, further comprising a humidifier, wherein the water used in the humidifier is heated by at least one of the compressed mixed gas and exhaust gas. 17. Устройство для извлечения диоксида углерода, в котором диоксид углерода удаляется из выходящего газа камеры сгорания турбины, содержащее компрессор, который сжимает смесь воздуха и по меньшей мере части выходящего газа для образования сжатого смешанного газа, причем диоксид углерода удаляется из сжатого смешанного газа в блоке удаления кислого газа для образования обработанного воздушного потока, который подается в камеру сгорания турбины.17. A carbon dioxide extraction device in which carbon dioxide is removed from an exhaust gas of a turbine combustion chamber, comprising a compressor that compresses a mixture of air and at least a portion of the exhaust gas to form a compressed mixed gas, the carbon dioxide being removed from the compressed mixed gas in a block removing acid gas to form a treated air stream that is supplied to the turbine combustion chamber. 18. Устройство по п.17, в котором блок удаления кислого газа содержит мембранный узел.18. The device according to 17, in which the acid gas removal unit comprises a membrane unit. 19. Устройство по п.17, в котором блок удаления кислого газа содержит растворитель, который адсорбирует по меньшей мере часть диоксида углерода.19. The device according to 17, in which the acid gas removal unit contains a solvent that adsorbs at least a portion of the carbon dioxide. 20. Устройство по п.17, дополнительно содержащее увлажнитель, в котором вода, используемая в увлажнителе, нагревается сжатым смешанным газом и/или выходящим газом.20. The device according to 17, further comprising a humidifier, in which the water used in the humidifier is heated by a compressed mixed gas and / or exhaust gas.
EA200501472A 2003-03-18 2003-03-18 Humid air turbine cycle with carbondioxide recovery EA008112B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2003/008340 WO2004083615A1 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Humid air turbine cycle with carbon dioxide recovery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200501472A1 EA200501472A1 (en) 2006-02-24
EA008112B1 true EA008112B1 (en) 2007-04-27

Family

ID=33029254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200501472A EA008112B1 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Humid air turbine cycle with carbondioxide recovery

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1604102A4 (en)
JP (1) JP4377818B2 (en)
CN (1) CN100430583C (en)
AU (1) AU2003220393B2 (en)
CA (1) CA2519145C (en)
EA (1) EA008112B1 (en)
MX (1) MXPA05009856A (en)
WO (1) WO2004083615A1 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4179496B2 (en) * 2002-10-08 2008-11-12 川崎重工業株式会社 Atmospheric pressure combustion turbine system
DE102004039164A1 (en) * 2004-08-11 2006-03-02 Alstom Technology Ltd Method for generating energy in a gas turbine comprehensive power generation plant and power generation plant for performing the method
FR2891013B1 (en) * 2005-09-16 2011-01-14 Inst Francais Du Petrole GENERATION OF ENERGY BY GAS TURBINE WITHOUT C02 EMISSION
US7827778B2 (en) * 2006-11-07 2010-11-09 General Electric Company Power plants that utilize gas turbines for power generation and processes for lowering CO2 emissions
EP2325456B1 (en) * 2009-11-19 2016-01-27 Douglas Wilbert Paul Smith Gas turbine cycle with water injection for generating electricity
JP5117431B2 (en) * 2009-03-09 2013-01-16 株式会社日立製作所 CO2 recovery type gas turbine plant
US20110094230A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Matthias Finkenrath System and method for carbon dioxide capture in an air compression and expansion system
CH703770A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Alstom Technology Ltd Method for flushing abgasrezirkulationsleitungen a gas turbine.
US8726628B2 (en) * 2010-10-22 2014-05-20 General Electric Company Combined cycle power plant including a carbon dioxide collection system
FR2969263B1 (en) * 2010-12-15 2013-01-04 Air Liquide INTEGRATED METHOD AND APPARATUS FOR AIR COMPRESSION AND PRODUCTION OF A CARBON DIOXIDE-RICH FLUID
US20130061600A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 General Electric Company Method of controlling temperature of gas turbine components using a compressed moisurized coolant
EP3290794A1 (en) 2016-09-05 2018-03-07 Technip France Method for reducing nox emission
JP6795419B2 (en) * 2017-02-06 2020-12-02 三菱パワー株式会社 Moisture utilization gas turbine
CN110375330B (en) * 2019-06-06 2020-10-13 清华大学 Staged oxygen supply combustion chamber and staged oxygen supply combustion method of gas turbine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160096A (en) * 1991-10-11 1992-11-03 United Technologies Corporation Gas turbine cycle
US6269624B1 (en) * 1998-04-28 2001-08-07 Asea Brown Boveri Ag Method of operating a power plant with recycled CO2

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2065112A (en) 1933-12-01 1936-12-22 Girdler Corp Process for separating acidic gases
US2399142A (en) 1942-06-22 1946-04-23 Girdler Corp Thermal dissociation of monoethanolamine salts
US2377966A (en) 1943-04-10 1945-06-12 Girdler Corp Stabilization of monoethanolamine solutions
US3137654A (en) 1961-03-28 1964-06-16 Wayne W Johnson Stabilization of aqueous alkanolamine solutions in gas treating processes
US4477419A (en) 1983-03-03 1984-10-16 The Dow Chemical Company Process for the recovery of CO2 from flue gases
ZA85528B (en) * 1984-02-01 1986-12-30 Fluor Corp Process for producing power
US5513488A (en) * 1994-12-19 1996-05-07 Foster Wheeler Development Corporation Power process utilizing humidified combusted air to gas turbine
JPH10110628A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Hitachi Ltd Gas turbine exhaust processing device
US6256976B1 (en) * 1997-06-27 2001-07-10 Hitachi, Ltd. Exhaust gas recirculation type combined plant
DE59811106D1 (en) * 1998-02-25 2004-05-06 Alstom Technology Ltd Baden Power plant and method for operating a power plant with a CO2 process
JP2000204965A (en) * 1999-01-14 2000-07-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Gas turbine generation system using methane gas
JP4094185B2 (en) * 1999-08-24 2008-06-04 三井造船株式会社 Cold power generation system
US6578354B2 (en) * 2000-01-21 2003-06-17 Hitachi, Ltd. Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier
AU2000240471A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-15 Northern Research And Engineering Corporation Solid-fueled power generation system with carbon dioxide sequestration and method therefor
US6550252B2 (en) * 2000-10-12 2003-04-22 Texaco Inc. Nitrogen stripping of hydrotreater condensate
FR2825935B1 (en) * 2001-06-14 2003-08-22 Inst Francais Du Petrole LOW CO2 EMISSIONS POWER GENERATOR AND ASSOCIATED METHOD

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160096A (en) * 1991-10-11 1992-11-03 United Technologies Corporation Gas turbine cycle
US6269624B1 (en) * 1998-04-28 2001-08-07 Asea Brown Boveri Ag Method of operating a power plant with recycled CO2

Also Published As

Publication number Publication date
EP1604102A1 (en) 2005-12-14
EA200501472A1 (en) 2006-02-24
JP2006514209A (en) 2006-04-27
EP1604102A4 (en) 2011-09-07
CN1759233A (en) 2006-04-12
CA2519145A1 (en) 2004-09-30
MXPA05009856A (en) 2005-12-06
AU2003220393A1 (en) 2004-10-11
JP4377818B2 (en) 2009-12-02
CA2519145C (en) 2009-11-03
CN100430583C (en) 2008-11-05
AU2003220393B2 (en) 2010-04-01
WO2004083615A1 (en) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7637093B2 (en) Humid air turbine cycle with carbon dioxide recovery
US7827778B2 (en) Power plants that utilize gas turbines for power generation and processes for lowering CO2 emissions
US8007570B2 (en) Systems, methods, and apparatus for capturing CO2 using a solvent
JP5188985B2 (en) Integrated compressor / stripper configuration and method
CN108136321B (en) For CO2Method and apparatus for trapping
EP2643559B1 (en) Heat integration in co2 capture
EP1827656A1 (en) Method for removing and recovering co2 from an exhaust gas
US20070125063A1 (en) Integrated combustor-heat exchanger and systems for power generation using the same
EA008112B1 (en) Humid air turbine cycle with carbondioxide recovery
EA025457B1 (en) Low emission power generation system and method incorporating carbon dioxide separation
WO2012038866A1 (en) A system and process for carbon dioxide recovery
KR20110110244A (en) Method and device for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil fired power plant
WO2001092703A1 (en) A method of operating a combustion plant and a combustion plant
GB2434330A (en) Removal of CO2 from flue gas
RU2273741C1 (en) Gas-steam plant
WO2000057990A1 (en) Method for controlling the co2 content flue gas from thermal power plants and a thermal power plant using the method
US20140020388A1 (en) System for improved carbon dioxide capture and method thereof
RU2619313C2 (en) Method for separating gases using membranes based on purge joined with power generation at gas power stations and extracting co2
WO2004026445A1 (en) Method and plant for separation of co2 from the exhaust from combustion of carbonaceous material
RU2211343C1 (en) Method of and plant for recovery of heat in contact-type steam-gas plant
CN103906557A (en) Method and system for removing carbon dioxide from flue gases
ZA200507243B (en) Humid air turbine cycle with carbon dioxide recovery
RU2179248C1 (en) Process and combined-cycle plant for heat recovery in combined cycle
EP4334017A1 (en) Process and apparatus for recovering co2
JP2023152201A (en) Renewable energy-utilized gas separation recovery method and renewable energy-utilized type gas separation recovery system