JP2007500334A - ガスタービンにより空気分離装置に供給するための方法および設備 - Google Patents

ガスタービンにより空気分離装置に供給するための方法および設備 Download PDF

Info

Publication number
JP2007500334A
JP2007500334A JP2006521633A JP2006521633A JP2007500334A JP 2007500334 A JP2007500334 A JP 2007500334A JP 2006521633 A JP2006521633 A JP 2006521633A JP 2006521633 A JP2006521633 A JP 2006521633A JP 2007500334 A JP2007500334 A JP 2007500334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid fraction
heat exchanger
fraction
gas turbine
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2006521633A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4913591B2 (ja
Inventor
ソールニエール、ベルナール
Original Assignee
レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
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 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード filed Critical レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
Publication of JP2007500334A publication Critical patent/JP2007500334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4913591B2 publication Critical patent/JP4913591B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-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
    • F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F25J3/04545—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels for the gasification of solid or heavy liquid fuels, e.g. integrated gasification combined cycle [IGCC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F25J3/04575—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating for a gas expansion plant, e.g. dilution of the combustion gas in a gas turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04593—The air gas consuming unit is also fed by an air stream
    • F25J3/046—Completely integrated air feed compression, i.e. common MAC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F25J3/04618—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit for cooling an air stream fed to the air fractionation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/70—Steam turbine, e.g. used in a Rankine cycle

Abstract

本発明の方法によると、流入する空気が空気分離装置に（１６を介して）入り、この流入する空気の少なくとも１のフラクションがガスタービン（２）から供給され、少なくとも１つの窒素富化ガス流が分離装置（１６）から（２０、２４を介して）取り出され、第１の熱交換器（５６）において、ガスタービン（２）からの流入空気フラクションと、加熱される液体フラクション（５８）との間で熱交換を生じさせて、だい１の加熱された液体フラクション（５８）を得、この加熱された液体フラクション（５８）を液体混合物フラクション（４８）に添加して、冷却される液体フラクション（６０）を得、第２の熱交換器（５０）において、この冷却される液体フラクションと前記窒素富化ガス流との間で熱交換を生じさせる。

Description

本発明は、ガスタービンを用いて、空気分離装置に供給するための方法および設備に関する。
ガスタービンは、通常、圧縮機、燃焼室、および圧縮機にこれを駆動するために結合された膨張タービンを備える。燃焼室は、燃焼排ガスと、燃焼室内の火炎温度を低下させ、それにより窒素酸化物の大気への放出を最小化させるためのある量の窒素とを受け入れる。
既知の方法において、燃焼排ガスは、石炭や石油残渣のような炭素含有生成物のガス化、すなわち酸化により得ることができる。この酸化は、ガス化装置と呼ばれる独立の装置で行われる。
通常、このガスタービンを空気分離装置と結合することができる。普通少なくとも１つの蒸留塔を備える低温装置である後者は、主に空気のガスの１つ、特に酸素または窒素からなる少なくとも１つのガス流を供給するために空気を用いる。
この空気分離装置とガスタービンの組合せは、上記２つのガス流の少なくとも一方から利益を受ける。この目的のために、空気分離装置で生産された酸素および窒素は、それぞれ、ガス化装置および燃焼室に送られる。
本発明の具体的な目的は、空気分離装置に送給される流入空気が少なくとも部分的にガスタービンにより供給されるところの、ガスタービンと空気分離装置との併用である。
この目的のために、このガスタービンの圧縮機の排出回路は、空気分離装置の入口と連通し、外部供給圧縮機を置き換えまたは補完する。この配置は、特に、ＥＰ−Ａ−０５６８４３１に記載されている。
温度が３５０℃を超える、ガスタービンからの空気フラクションは、空気分離装置に入る前に、冷却しなければならない。さらに、廃窒素ガス流は、それが燃焼室に入るとき、可能な最も高い温度を有すべきである。
これらの条件の下、ＵＳ−Ａ−３７３１４９５は、ガスタービンから発出する空気と廃窒素流との間で、それらのそれぞれの温度を均一にするために、熱交換を生じさせることを提案している。
しかしながら、この既知の解決策は、ある欠点を有している。
事実、廃窒素流とガスタービンからの空気流は、もっぱら、後者の特性と、燃焼室に入る燃焼排ガスの組成に依存する。従って、これらの流れは、互いに極めて実質的に異なるものとなりやすい。
すなわち、ガスタービンからの空気流量は、特に低いものであり得、その結果廃窒素流は２００℃以上に加熱され得ない。そのような温度は、この廃窒素が少なくとも２９０℃で燃焼室に入らなければならない限りにおいて、受け入れることができない。
本発明は、この欠点を克服することを提案する。
この目的のために、本発明の主題は、流入する空気が空気分離装置の入口に入り、前記流入する空気の少なくとも１のフラクションがガスタービンから供給され、少なくとも１つの窒素富化ガス流が前記分離装置から取り出され、この窒素富化ガス流が加熱されるところの、ガスタービンを用いて空気分離装置に供給するための方法であって、前記窒素富化ガス流を加熱するために、第１の熱交換器において、前記ガスタービンから発出する前記流入空気フラクションと、加熱される液体フラクションとの間で熱交換を生じさせて、加熱された液体フラクションを得、この加熱された液体フラクションを液体混合物フラクションに添加して、冷却される液体フラクションを得、第２の熱交換器において、この冷却される液体フラクションと前記窒素富化ガス流との間で熱交換を生じさせることを特徴とする該方法である。
本発明の他の特徴によると、
− 前記液体混合物フラクションの少なくとも一部をボイラー（３８）の出口から供給する、
− 前記第２の熱交換器で冷却された液体フラクションの少なくとも一部をボイラーの入口に戻す、
− 前記ガスタービンを用いて、このボイラーにエネルギーを供給する、
− 前記第２の熱交換器で冷却された液体フラクションの少なくとも一部を前記第１の熱交換器の入口に戻す、
− 加熱される液体フラクションと、前記ガスタービンから発出する前記流入空気フラクションとの間で、およびまた、前記冷却される液体フラクションと前記窒素富化ガス流との間で、向流熱交換を生じさせる、
− 前記液体が水である。
本発明のさらなる主題は、ガスタービンを用いて空気分離装置に供給するための設備であって、圧縮空気供給手段、特に圧縮機を備えるガスタービンと、少なくとも第１の供給手段を含み、前記ガスタービンの供給手段に結合された流入空気供給手段および少なくとも１つの窒素富化ガス流を取り出すための手段を備える空気分離設備とを具備し、この設備は、さらに、前記窒素富化ガス流を加熱するための手段を備え、前記加熱手段は、前記第１の流入空気供給手段が中を循環する第１の熱交換器、前記第１の熱交換器の入口で終わる、加熱される液体フラクションのための取り入れ手段、前記第１の熱交換器の出口と連通する、加熱された液体フラクションを取り出すための手段、前記窒素富化ガス流を取り出すための手段が中を循環する第２の熱交換器、前記第２の熱交換器の入口と連通する、冷却される液体フラクションのための取り入れ手段、および前記第２の熱交換器の出口と連通する、冷却された液体フラクションを取り出すための手段を備え、前記加熱された液体フラクションを取り出すための手段は、前記冷却される液体フラクションのための取り入れ手段と連通することを特徴とする該設備である。
本発明の他の特徴によると、
− 前記冷却される液体フラクションのための取り入れ手段が、ボイラーと連通する、
− 前記冷却された液体フラクションを取り出すための手段が、ボイラーの入口と連通する、
− 前記ガスタービンと前記ボイラーとの間に延びてエネルギー供給手段が設けられている、
− 前記加熱される液体フラクションのための取り入れ手段が、前記冷却された液体フラクションを取り出すための手段と連通する、
− 前記熱交換器が、向流タイプのものである。
以下、本発明を、非限定的な例として与えられた、ここに添付する図面を参照して説明する。図面において、図１および図２は、本発明の２つの態様による設備を示す概略図である。
図１および図２に示される設備は、全体的に数字２で示されるガスタービンを備え、これは、通常、空気圧縮機４、圧縮機４に結合した膨張タービン６、および燃焼室８を備える。このガスタービン２は、また、圧縮機４およびタービン６に共通のシャフト１２により駆動されるＡＣ発生器１０をも備える。
図１の設備は、全体として数字１４で示される既知のタイプの空気分離装置も備える。この分離装置１４の入口は、圧縮機４の排出回路１８と連通するライン１６を介して空気を供給される。
空気分離装置は、低温法により操作され、そのために、図示しない複数の蒸留塔を備える。
ライン２０が、装置１４の外側に、数％の酸素を含有する第１の廃窒素流Ｗを取り出す。このライン２０は、圧縮機２２内で終わり、この圧縮機の下流にはライン２４が延びて燃焼室８内で終わっている。
ライン２６が、装置１４の外側に、酸素リッチのガス流ＧＯＸを取り出す。このライン２６は、圧縮機２８で終わり、この圧縮機の下流には、ライン３０が延びている。このラインは、石炭のような炭素生成物を含有する図示しないタンクにより供給される通常のタイプのガス化装置３２内で終わっている。
ガス化装置３２の下流に延出するライン３４が、上記炭素含有生成物の酸化により生成される燃焼排ガスを運ぶ。このライン３４は、ガスタービンの燃焼室８と連通する。
ガスタービン２の膨張タービン６は、ライン３６を介して、このタービン６の出口で膨張された燃焼排ガスの熱を回復させるためのボイラー３８に接続されている。このボイラー３８は、ポンプ４２を備えるライン４０を介して、このボイラーにおいて加熱され、ライン４４を介して取り出される水を受け入れる。このラインは、数字４６で示される通常のタイプの高圧水蒸気発生ゾーン内で終わっている。
ライン４４に分岐するライン４８が、熱交換器の入口で終わっている。後者は、廃窒素を運ぶライン２０を収容する。
ライン４８により運ばれる水を取り出すライン５２が、熱交換器５０の出口をライン４０に接続している。このライン５２は、ポンプ４２の上流で、このライン４０で終わる。
さらに、ポンプ４２の下流で、ライン５４がライン４０から分岐している。このライン５４は、熱交換器５０と同様の熱交換器５６の入口と連通している。この熱交換器５６は、また、ガスタービン２から発出する流入空気フラクションを運ぶライン１６を収容している。
ライン５８が、熱交換器５６の出口を、水を第１の熱交換器５０に運ぶためのライン４８に接続している。数字６０は、ライン５８の出口の下流に延びるライン４８の末端を示す。
さて、上記設備の操作を、図１を参照して説明する。
空気分離装置１４は、圧縮機４から圧縮空気を受け入れ、通常の方法で、それぞれ窒素および酸素が富化された２つのガス流を生産し、それらはライン２０および２６を介して運ばれる。
酸素富化ガス流は、ガス化装置３２に入り、このガス化装置は石炭のような炭素含有生成物をも受け入れる。このガス化装置で行われる酸化は、燃焼排ガスの生産をもたらし、これはガスタービンの燃焼室８に供給するライン３４を介して送られる。燃焼室は、ライン２４を介して窒素富化ガス流Ｗを、およびライン１８を介して圧縮機４からの圧縮空気も受け入れる。
廃窒素と混合された、対応する燃焼により生成したガスは、膨張タービン６の入口に送られ、そこでそれらは膨張し、タービンを駆動する。シャフト１２を介して、これはまた、圧縮機４およびＡＣ発生器１０を駆動するように作用し、ＡＣ発生器は、例えば、図示しない電力分配ネットワークに供給する。
タービン６の出口で膨張された燃焼排ガスは、ボイラー３８中で、ライン４０を介して入ってくる水を加熱するために使用される。かくして、ライン４０において温度が約１００℃であるこの水は、ライン４４において約３００℃に加熱される。
約１００℃で加熱される水は、ライン５４を介して、熱交換器５６の入口に運ばれる。この水とガスタービン２からライン１６により運ばれる空気フラクションとの間で熱交換が生じる。
ついで、加熱された水は、熱交換器５６からライン５８を介して取り出される。ついで、この加熱された水は、温度が約３００℃である、ライン４８を介して取り出された水フラクションと混合される。
対応する水混合物は、ライン４８の下流端６０を介して、熱交換器５０の入口に送られる。
そこで、下流端６０を介して運ばれたこの冷却される水と、ライン２０に流入する廃窒素流との間で熱交換が生じる。
ついで、ライン５２は、温度が約１００℃である冷却された水をライン４０を介して送る。廃窒素も、最適条件下でそれが燃焼室８に入る温度で、ライン２０を介して、熱交換器５０から取り出される。
それぞれライン５８および４８を介して運ばれる加熱された水および混合水のそれぞれの流量は、廃窒素を約２９０℃に加熱するようなものである。
図２は、本発明による設備の第２の態様を示す。
この変形例は、加熱される水がボイラー３８の上流で取り出されないという点で、図１に示す設備と異なる。すなわち、図２に示すように、加熱される水は、ライン５４’を介して、ライン５２を介して熱交換器５０から取り出された冷却された水流から取り出される。ポンプ５５が、この水取出しを循環させる。
この図２に示された設備の操作は、図１に示す設備のそれと同様である。
本発明は、記述し、図示した例に限定されない。
すなわち、燃焼室８は、空気分離装置により生産された廃窒素のみを用いて供給され得る。この配置において、その場合例えば天然ガスである燃焼排ガスは、分離装置２で生成した酸素から生成されない。
また、分離装置１４を、タービンを用いて、部分的にのみ供給することが可能である。その場合、独立の圧縮機が設けられ、その出口をライン１６と連通させる。
上記目的は、本発明を用いて達成することができる。
２つの異なる液体フラクションの使用は、廃窒素を最適に加熱する。事実、この解決策は、一方で、ガスタービンから発出する空気により放出される熱から利益を得、他方で、ライン４８により運ばれた液体混合物フラクションの流量を変えることにより、廃窒素を加熱するためにちょうど必要な量の補助熱を提供する。
本発明は、また、ボイラー３８で回収された熱を使用することができる。エネルギーの観点から有利であるそのような解決策は、簡単で廉価な装置を含む。事実、このボイラーは、それがガスタービンにより供給される限り、ガスタービンに必ず近接している。
本発明の１つの態様による設備を示す概略図。 本発明のもう１つの態様による設備を示す概略図。
符号の説明
２…ガスタービン
４，２２，２８…圧縮機
６…膨張タービン
８…燃焼室
１０…ＡＣ発生器
１２…シャフト
１４…空気分離装置
１６，２０，２４，２６，３０，３４，３６，４０，４４，４８，５２，５４，５８，５４’…ライン
１８…圧縮機４の排出回路
３２…ガス化装置
３８…ボイラー
４２，５５…ポンプ
４６…高圧水蒸気発生領域
５０，５６…熱交換器
６０…ライン４８の下流端

Claims (13)

  1. 流入する空気が空気分離装置（１４）の入口に（１６を介して）入り、前記流入する空気の少なくとも１のフラクションがガスタービン（２）から（１６を介して）供給され、少なくとも１つの窒素富化ガス流が前記分離装置（１６）から（２０、２４を介して）取り出され、この窒素富化ガス流が加熱されるところの、ガスタービン（２）を用いて空気分離装置（１４）に供給するための方法であって、前記窒素富化ガス流を加熱するために、第１の熱交換器（５６）において、前記ガスタービン（２）から発出する前記流入空気フラクションと、加熱される液体フラクション（５４；５４’）との間で熱交換を生じさせて、加熱された液体フラクション（５８）を得、この加熱された液体フラクション（５８）を液体混合物フラクション（４８）に添加して、冷却される液体フラクション（６０）を得、第２の熱交換器（５０）において、この冷却される液体フラクション（６０）と前記窒素富化ガス流との間で熱交換を生じさせることを特徴とする該方法。
  2. 前記液体混合物フラクション（４８）の少なくとも一部をボイラー（３８）の出口から供給することを特徴とする請求項１に記載の供給方法。
  3. 前記第２の熱交換器（５０）で冷却された液体フラクション（５２）の少なくとも一部をボイラー（３８）の入口に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の供給方法。
  4. 前記ガスタービン（２）を用いて、前記ボイラー（３８）に（３６を介して）エネルギーを供給することを特徴とする請求項２または３に記載の供給方法。
  5. 前記第２の熱交換器（５０）で冷却された液体フラクション（５２）の少なくとも一部を（５４’を介して）前記第１の熱交換器（５６）の入口に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の供給方法。
  6. 加熱される液体フラクション（５４；５４’）と、前記ガスタービン（２）から発出する前記流入空気フラクションとの間で、およびまた、前記冷却される液体フラクション（６０）と前記窒素富化ガス流との間で、向流熱交換を生じさせることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の供給方法。
  7. 前記液体が水であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の供給方法。
  8. ガスタービン（２）を用いて空気分離装置（１４）に供給するための設備であって、圧縮空気供給手段、特に圧縮機（４）を備えるガスタービン（２）と、少なくとも第１の供給手段（１６）を含み、前記ガスタービン（２）の供給手段（４）に結合された流入空気供給手段（１６）および少なくとも１つの窒素富化ガス流を取り出すための手段（２０、２４）を備える空気分離設備（１４）とを具備し、この設備は、さらに、前記窒素富化ガス流を加熱するための手段を備え、前記加熱手段は、前記第１の流入空気供給手段（１６）が中を循環する第１の熱交換器（５６）、前記第１の熱交換器（５６）の入口で終わる、加熱される液体フラクションのための取り入れ手段（５４；５４’）、前記第１の熱交換器の出口と連通する、加熱された液体フラクションを取り出すための手段（５８）、前記窒素富化ガス流を取り出すための手段（２０、２４）が中を循環する第２の熱交換器（５０）、前記第２の熱交換器の入口と連通する、冷却される液体フラクションのための取り入れ手段（６０）、および前記第２の熱交換器の出口と連通する、冷却された液体フラクションを取り出すための手段（５２）を備え、前記加熱された液体フラクションを取り出すための手段（５８）は、前記冷却される液体フラクションのための取り入れ手段（６０）と連通することを特徴とする該設備。
  9. 前記冷却される液体フラクションのための取り入れ手段（６０）が、ボイラー（３８）と連通することを特徴とする請求項８に記載の設備。
  10. 前記冷却された液体フラクションを取り出すための手段（５２）が、ボイラー（３８）の入口と連通することを特徴とする請求項８または９に記載の設備。
  11. 前記ガスタービン（２）と前記ボイラー（３８）との間に延びてエネルギー供給手段（３６）が設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の設備。
  12. 前記加熱される液体フラクションのための取り入れ手段（５４’）が、前記冷却された液体フラクションを取り出すための手段（５２）と連通することを特徴とする請求項８または９に記載の設備。
  13. 前記熱交換器（５０、５６）が、向流タイプのものであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の設備。
JP2006521633A 2003-07-30 2004-07-21 ガスタービンにより空気分離装置に供給するための方法および設備 Expired - Fee Related JP4913591B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR03/50389 2003-07-30
FR0350389A FR2858398B1 (fr) 2003-07-30 2003-07-30 Procede et installation d'alimentation d'une unite de separation d'air au moyen d'une turbine a gaz
PCT/FR2004/050347 WO2005012814A1 (fr) 2003-07-30 2004-07-21 Procede et installation d'alimentation d'une unite de separation d'air au moyen d'une turbine a gaz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007500334A true JP2007500334A (ja) 2007-01-11
JP4913591B2 JP4913591B2 (ja) 2012-04-11

Family

ID=34043811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006521633A Expired - Fee Related JP4913591B2 (ja) 2003-07-30 2004-07-21 ガスタービンにより空気分離装置に供給するための方法および設備

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7565806B2 (ja)
EP (1) EP1651915B1 (ja)
JP (1) JP4913591B2 (ja)
CN (1) CN100436990C (ja)
FR (1) FR2858398B1 (ja)
WO (1) WO2005012814A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7628788B2 (en) 2005-12-30 2009-12-08 Biosense Webster, Inc. Ablation catheter with improved tip cooling
FR2957408B1 (fr) 2010-03-09 2015-07-17 Air Liquide Procede et appareil de chauffage d'un gaz de l'air provenant d'un appareil de separation d'air
FR2962799B1 (fr) * 2010-07-13 2014-07-04 Air Liquide Ensemble de refroidissement et appareil de separation d'air par distillation cryogenique comprenant un tel ensemble de refroidissement
CN103939214B (zh) * 2014-04-02 2015-04-08 绿能高科集团有限公司 一种原动机的半闭式定压内燃热力循环方法及系统
CN109441574B (zh) * 2018-11-02 2021-07-23 中国石油大学(华东) 用于调峰的近零碳排放整体煤气化联合发电工艺

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57183529A (en) * 1981-05-06 1982-11-11 Hitachi Ltd Power plant with gasification of coal
JPH04132837A (ja) * 1990-09-20 1992-05-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン発電設備
JPH0518265A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Hitachi Ltd 石炭ガス化発電プラント
JPH0626758A (ja) * 1992-04-22 1994-02-04 Boc Group Plc:The 空気分離方法
JPH07151460A (ja) * 1993-07-16 1995-06-16 Air Prod And Chem Inc 空気分離とガスタービン発電の統合方法
JPH07305607A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Hitachi Ltd 石炭ガス化発電プラント
JPH10231736A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Hitachi Ltd ガス化複合発電プラント
JPH1182057A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Hitachi Ltd ガス化統合複合発電プラント
JPH11166424A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Toshiba Corp ガス化燃料用ガスタービンシステム
JPH11257026A (ja) * 1998-03-16 1999-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮機プラント
EP1043557A2 (en) * 1999-04-09 2000-10-11 L'air Liquide Société Anonyme pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude Integrated air separation plant and power generation system
JP2001115854A (ja) * 1999-10-14 2001-04-24 Hitachi Ltd ガス化発電プラント
JP2004533572A (ja) * 2001-05-23 2004-11-04 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガスタービンによって空気分離装置に供給する方法および設備

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3731495A (en) * 1970-12-28 1973-05-08 Union Carbide Corp Process of and apparatus for air separation with nitrogen quenched power turbine
US4557735A (en) * 1984-02-21 1985-12-10 Union Carbide Corporation Method for preparing air for separation by rectification
US5131225A (en) * 1990-08-31 1992-07-21 Sundstrand Corporation Apparatus for separating and compressing oxygen from an air stream
FR2690711B1 (fr) 1992-04-29 1995-08-04 Lair Liquide Procede de mise en óoeuvre d'un groupe turbine a gaz et ensemble combine de production d'energie et d'au moins un gaz de l'air.
DE4301100C2 (de) * 1993-01-18 2002-06-20 Alstom Schweiz Ag Baden Verfahren zum Betrieb eines Kombikraftwerkes mit Kohle- oder Oelvergasung
US5666800A (en) * 1994-06-14 1997-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. Gasification combined cycle power generation process with heat-integrated chemical production
US5572861A (en) * 1995-04-12 1996-11-12 Shao; Yulin S cycle electric power system
US5724805A (en) * 1995-08-21 1998-03-10 University Of Massachusetts-Lowell Power plant with carbon dioxide capture and zero pollutant emissions
US5666823A (en) * 1996-01-31 1997-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
GB9717348D0 (en) * 1997-08-15 1997-10-22 Boc Group Plc Air separation
US6345493B1 (en) * 1999-06-04 2002-02-12 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process and system with gas turbine drivers
US6282901B1 (en) * 2000-07-19 2001-09-04 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Integrated air separation process
US6295838B1 (en) * 2000-08-16 2001-10-02 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation and gas turbine integration using heated nitrogen
FR2825754B1 (fr) * 2001-06-08 2004-02-27 Air Liquide Procede et installation de production d'energie au moyen d'une turbine a gaz associee a une unite de separation d'air
US7284362B2 (en) * 2002-02-11 2007-10-23 L'Air Liquide, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Étude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude Integrated air separation and oxygen fired power generation system
WO2005100754A2 (en) * 2004-04-16 2005-10-27 Clean Energy Systems, Inc. Zero emissions closed rankine cycle power system
US7584599B2 (en) * 2005-08-10 2009-09-08 Alstom Technology Ltd. Method for operating a gas turbine as well as a gas turbine for implementing the method
US7827776B2 (en) * 2006-11-16 2010-11-09 Siemens Energy, Inc. System and method for separation and control of entrained gas mixture
US8356485B2 (en) * 2007-02-27 2013-01-22 Siemens Energy, Inc. System and method for oxygen separation in an integrated gasification combined cycle system

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57183529A (en) * 1981-05-06 1982-11-11 Hitachi Ltd Power plant with gasification of coal
JPH04132837A (ja) * 1990-09-20 1992-05-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン発電設備
JPH0518265A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Hitachi Ltd 石炭ガス化発電プラント
JPH0626758A (ja) * 1992-04-22 1994-02-04 Boc Group Plc:The 空気分離方法
JPH07151460A (ja) * 1993-07-16 1995-06-16 Air Prod And Chem Inc 空気分離とガスタービン発電の統合方法
JPH07305607A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Hitachi Ltd 石炭ガス化発電プラント
JPH10231736A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Hitachi Ltd ガス化複合発電プラント
JPH1182057A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Hitachi Ltd ガス化統合複合発電プラント
JPH11166424A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Toshiba Corp ガス化燃料用ガスタービンシステム
JPH11257026A (ja) * 1998-03-16 1999-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮機プラント
EP1043557A2 (en) * 1999-04-09 2000-10-11 L'air Liquide Société Anonyme pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude Integrated air separation plant and power generation system
JP2001115854A (ja) * 1999-10-14 2001-04-24 Hitachi Ltd ガス化発電プラント
JP2004533572A (ja) * 2001-05-23 2004-11-04 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード ガスタービンによって空気分離装置に供給する方法および設備

Also Published As

Publication number Publication date
CN1829887A (zh) 2006-09-06
JP4913591B2 (ja) 2012-04-11
US7565806B2 (en) 2009-07-28
CN100436990C (zh) 2008-11-26
FR2858398B1 (fr) 2005-12-02
FR2858398A1 (fr) 2005-02-04
US20060201159A1 (en) 2006-09-14
EP1651915A1 (fr) 2006-05-03
WO2005012814A1 (fr) 2005-02-10
EP1651915B1 (fr) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4727949B2 (ja) ガスタービンを有するエネルギ発生設備にてエネルギを発生させる方法並びに該方法を実施するエネルギ発生設備
US7191587B2 (en) Hybrid oxygen-fired power generation system
EP1982053B1 (en) Method for increasing the efficiency of an integrated gasification combined cycle
CN100348839C (zh) 组合的空气分离和氧助发电系统以及利用该系统向空气分离单元提供动力的方法
CN101287893B (zh) 提高带有一体化燃料气化器的燃气和蒸汽联合发电厂效率的方法
JPH04232334A (ja) 一貫式ガス化組合せサイクル電力発生方法
EP1982052B1 (en) Integrated gasification combined cycle with preheating of nitrogen / oxygen from air separator
US8833080B2 (en) Arrangement with a steam turbine and a condenser
JP2008545945A (ja) 蒸気発生設備および蒸気発生設備の運転方法とその追加装備方法
JP2007507639A (ja) 発電
WO2008091158A1 (en) Method and plant for enhancing co2 capture from a gas power plant or thermal power plant
CN102186956B (zh) 用于整体锅炉给水加热的方法和系统
US6061936A (en) Synthesis gas expander located immediately upstream of combustion turbine
US20100024432A1 (en) Method for improved efficiency for IGCC
US5349810A (en) Humid air turbine (HAT) cycle power process
JP4913591B2 (ja) ガスタービンにより空気分離装置に供給するための方法および設備
CN101793174B (zh) 降低气化系统中冷却水和动力消耗的系统及其组装方法
JPH0626757A (ja) 空気を分離し電力を生成する統合された方法
JP3225940U (ja) 省発電設備型石炭ガス化複合発電設備
JPH06137115A (ja) 発電装置
WO2014059524A1 (en) Systems and methods for sulphur combustion with multi-stage combustor
JPH11156117A (ja) サチュレーション設備
JP2015500934A (ja) 窒素を燃焼室に供給する方法及び装置
JPH11257026A (ja) 圧縮機プラント
JPH11343863A (ja) ガス化複合発電プラント

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100629

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100929

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20101006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111220

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees