KR20070096869A - 가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 ＮＯｘ 배출을감소시키는 시스템 및 방법 - Google Patents

가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 ＮＯｘ 배출을감소시키는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

가스 터빈 시스템(10, 50)은 압축기(12); 상기 압축기(12)의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 연소기(14); 상기 연소기(14)의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 터빈 어셈블리(16); 및 상기 압축기(12), 연소기(14), 또는 이들의 조합과 선택적 유체 연통이 되도록 배치된 산소 농후 가스 공급원(18)을 포함하며, 상기 산소 농후 가스 공급원은 압력 변동 흡수 시스템, 전해조, 또는 막 반응기이다.
가스 터빈 시스템, 압축기, 연소기, 산소 농후 가스 공급원

Description

가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 ＮＯｘ 배출을 감소시키는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS OF REDUCING NOx EMISSIONS IN GAS TURBINE SYSTEMS AND INTERNAL COMBUSTION ENGINES}
도 1은 가스 터빈 시스템의 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이며;
도 2는 가스 터빈 시스템의 또다른 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이고;
도 3은 내연 기관 시스템의 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이며;
도 4는 연소기 내로 산소 농후 가스를 도입하는 방법의 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이고;
도 5는 연소기 내로 산소 농후 가스를 도입하는 방법의 또다른 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이고;
도 6은 연소기 내로 산소 농후 가스를 도입하는 방법의 또다른 실시 양태를 개략적으로 도시한 것이다.
<도면 부호에 대한 설명 - 여러 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 부호로 표기됨>
10, 50 가스 터빈 시스템
12 압축기
14 연소기
16 터빈 어셈블리
18, 41, 48 산소 농후 가스 공급원
20, 22 산소 농후 가스 스트림
24 압축기의 스트림
26 연료 스트림
28, 30 유출물 저장 탱크
32 산소 공급원 저장 탱크
34, 36, 38 밸브
40 발생기
42 내연 기관
44 제1 산소 공급원
46 연료 공급원
51 산소 농후 가스
52 제1 구역
54 제2 구역
56 공기/연료 혼합물
60 내연 시스템
본 발명은 일반적으로 가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서의 NOX 배출을 감소시키는 시스템 및 방법, 특히 가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 NOX 배출을 감소시키기 위해 산소 농후 가스를 제조하고 이용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전세계적인 공기 오염에 대한 관심으로 더 엄격한 배기 가스의 배출 기준이 요구되었다. 이러한 기준은 가스 터빈 시스템 작동 또는 내연(IC) 기관 작동의 결과로서 질소 산화물(NOX)(예를 들어, 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 및 아산화질소(N2O)), 미연소 탄화수소(HC), 및 일산화탄소(CO)의 배출을 규제하고 있다. 예를 들어, NOX는 높은 화염 온도(예를 들어, 약 2,600℉(1,427℃)이상)의 결과로서 가스 터빈 시스템 내에서 형성된다.
가스 터빈 시스템에서, 화염 온도를 조절하기 위해 작동 조건 동안 가스 터빈 시스템을 통해 공기의 흐름을 증가시켜 NOX 배출을 줄이기 위한 많은 시도가 있어왔다. NOX 배출을 줄이기 위한 다른 시도들로서는 물 주입, 및 희박 예비혼합(lean premixed) 시스템을 포함한다. 그러나, 종종 가스 터빈 시스템에 대한 이러한 개조는 가스 터빈 시스템의 작동 성능 수준에 불리한 영향을 가지게 된다.
따라서, 작동 성능에 대한 불리한 영향을 최소화하는, 가스 터빈 시스템에서의 NOX 배출을 감소시키는 향상된 방법 및 시스템을 비롯하여, 내연 기관에서의 NOX 배출을 감소시키는 향상된 방법 및 시스템에 대한 지속적인 요구가 대두되어 왔는바, 본 발명은 이러한 요구에 따른 것이다.
발명의 개요
가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 NOX 배출을 감소시키는 방법 및 시스템이 본원에 개시된다.
한 실시 양태에서, 가스 터빈 시스템은 압축기; 상기 압축기의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 연소기; 상기 연소기의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 터빈 어셈블리; 및 압축기, 연소기, 또는 이들의 조합과 선택적인 유체 연통이 되도록 배치된 산소 농후 가스 공급원을 포함하며, 상기 산소 농후 가스 공급원은 압력 변동 흡수 시스템, 전해조, 또는 막 반응기이다.
한 실시 양태에서, 연소 시스템의 NOX 배출을 감소시키고 그 운용성을 증가시키는 방법은 산소 농후 가스 공급원을 이용하여 산소 농후 가스를 발생시키는 단계; 및 가스 터빈 시스템의 연소기 또는 내연 기관 내로 산소 농후 가스를 선택적으로 도입하는 단계를 포함하며, 상기 산소 농후 가스 공급원은 연소기 또는 내연 기관의 상류에 배치된다.
한 실시 양태에서, 연소기 시스템은 산소 농후 가스 공급원; 및 산소 농후 가스 공급원의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 내연 기관을 포함하며, 상기 산소 농후 가스 공급원은 압력 변동 흡수 시스템, 전해조, 또는 막 반응기이다.
발명의 상세한 설명
상기 기술된 특징 및 기타 특징을 첨부 도면과 하기의 상세한 설명으로 구체적으로 예시한다.
가스 터빈 시스템 및 내연 기관(예를 들어, 압축 점화 기관 및 불꽃 점화 기관)에서 NOX 배출을 감소시키는 방법 및 시스템이 본원에 개시된다. 설명의 용이성을 위해, 해당 업계 종사자가 용이하게 본원의 교시를 내연 기관 또는 다른 연소 기관에 적용할 수 있도록 가스 터빈 시스템과 관련한 실시 양태들을 거론할 것이다. 앞으로 보다 상세히 설명하겠지만, 압력 변동 흡수(pressure swing absorption, PSA) 시스템, 전해조, 또는 막 반응기는 산소 농후 가스 스트림을 생산하는데 사용될 수 있으며, 가스 터빈 시스템의 연소 챔버 내에서 적절히 사용되는 경우 산소 농후 가스를 이용하지 않는 가스 터빈 시스템과 비교하여 NOX 배출을 줄이게 된다. 덧붙여, 하기 거론되는 방법 및 시스템은 또한 공기 분리 장치(air separation unit, ASU)가 존재하는 석탄 가스화 복합 발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC) 시스템과 함께 사용될 수 있다.
하기의 설명에서, "산소 농후(Oxygen-enriched)" 가스라는 용어는 일반적으 로 표준 조건(예를 들어, 21 부피%의 산소) 하에서 공기 중에 존재하는 산소 농도보다 높은 산소 농도를 갖는 가스를 지칭한다. "축방향(axial)" 이라는 용어는 가스 터빈 기관의 회전하는 구성요소가 회전하는 축에 대해 평행인 방향을 광범위하게 지칭한다. "상류" 방향은 국소적 흐름이 흘러오는 방향을 가리키며, "하류" 방향은 국소적 흐름이 흘러가는 방향을 가리킨다. 가장 일반적인 의미로서, 엔진을 통한 흐름이라는 것은 전방에서 후방으로 흐르는 경향이 있어, "상류 방향"은 일반적으로 전방으로의 방향을 지칭하며, "하류 방향"은 후방으로의 방향을 가리킨다.
도 1은 일반적으로 10으로 지정되는, 예시적인 가스 터빈 시스템을 도시한다. 가스 터빈 시스템(10)은 압축기(12), 연소기(14), 터빈 어셈블리(16), 및 산소 농후 가스 공급원(18)을 포함한다. 한 실시 양태에서, 압축기(12)는 연소기(14)의 상류에 이와 유체 연통이 되게 위치하며, 상기 연소기(14)는 상기 터빈 어셈블리(16)의 상류에 이와 유체 연통이 되게 위치한다. 달리 말하면, 압축기(12)는 상기 연소기(14) 및 상기 터빈 어셈블리(16)와 순차적으로 유체 연통되어 있다. 가스 터빈 시스템(10)은 이동성 용도(예를 들어, 항공기 및 탱크) 및 정지성 용도(예를 들어, 발전소) 모두에서 사용된다.
작동 중에, 압축기(12) 일반적으로 산소 함유 가스(예를 들어, 공기)를 압축하여, 상기 압축된 공기를 연소기(14)로 공급한다. 일반적으로 20으로 지정되는, 산소 농후 가스 스트림은, 산소 농후 가스와 공기를 혼합하기 위해 혼합기로서 작용하는 압축기(12)로 제어가능하게 공급된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 산소 농후 가스 스트림은 산소 농후 가스 스트림(22)에서 나타나는 바와 같이 연소 기(14)로 직접 공급된다. 산소 농후 가스 스트림(20 및 22) 순수한 산소일 수 있거나 또는 산소 이외에 기타 다양한 가스(예를 들어, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등) 를 포함할 수 있다. 산소 농후 가스 스트림(20 및 22)의 조성은 산소 농후 가스 공급원(18)의 유형 및 가스 터빈 시스템(10)의 목적하는 용도에 의존한다. 산소 농후 가스 스트림(20 및 22)의 흐름은 임의의 적절한 방법(예를 들어, 밸브)에 의해 제어된다.
한 실시 양태에서, 산소 농후 가스 스트림(예를 들어, 20 및 22)은 약 30 부피% 이상의 산소를 포함한다. 이 범위 안에서, 산소 농후 가스 스트림은 약 40 부피% 이상의 산소, 특히 약 50 부피% 이상의 산소일 수 있다. 또한 이 범위 안에서, 산소 농후 가스 스트림은 약 99 부피% 이하의 산소, 특히 약 80 부피% 이하의 산소일 수 있다. 다른 실시 양태에서, 산소 농후 가스 스트림은 100 부피%의 산소, 즉, 산소 농후 가스 스트림이 순수한 산소인 경우를 포함한다.
연소기(14)는 산소가 농후해진 스트림(24)에 의해 도시된 압축기(12)로부터의 가스를 수용한다. 다른 실시 양태에서, 연소기는 산소 농후 가스 공급원(18)으로부터 직접 산소 농후 스트림(22)을 수용한다. 다양한 주입 설계를 하기에 상세히 설명하였다. 연료 공급원(도시하지 않음)으로부터의 연료는 또한 연료 스트림(26)에 의해 나타난 것과 같이 연소기(14)로 공급된다. 연료 유형의 일부 예로서는, 이에 제한되지는 않지만, 수소, 증류물 연료 및 천연 가스를 포함한다. 예시적인 증류물 연료로서는, 이에 제한되지는 않지만, 디젤 연료 #2, Jet A 연료, 등유 및 JP8을 포함한다.
연소기(14) 내에서 산소 농후 가스를 사용함으로써 산소 공급원으로서 공기를 단독으로 사용한 경우보다 더 광범위한 상황에 대해 연소기(14)가 작동할 수 있게 된다. 달리 말하면, 산소 농후 가스의 사용은 연소기(14)의 희박 분출 온도(lean blow temperature)를 향상시키는데, 즉, 연소기(14)의 화염 분출은 산소 농후 가스를 사용하지 않았을 때(예를 들어, 공기 단독 사용)와 비교하여 더 저온에서 발생시키도록 유도하는 것이다. 전체적인 작동 체계의 온도가 낮아지기 때문에, 따라서 분출 온도의 저감으로 NOX 배출이 감소된다.
부가적으로, 다양한 실시 양태에서, 산소 농후 가스의 발생은 가스 터빈 시스템(10)이 실질적으로 일정한 부하, 예를 들어, 약 20% 미만, 특히 10% 미만의 부하 변동을 갖는 부하에서 작동하도록 해 준다. 예를 들어, 한 실시 양태에서, 가스 터빈 시스템(10)은 전기 발생을 위해 사용된다. 부하가 전기 발생을 위한 가스 터빈 시스템의 용량 미만으로 떨어지는 경우, 전해조를 이용하여 산소 및 질소를 생산하기 위해 전기를 사용할 수 있다.
상기 터빈 어셈블리(16)는 축방향 흐름 어셈블리, 방사상 흐름 어셈블리, 교차 흐름 어셈블리 등을 포함할 수 있다. 상기 터빈 어셈블리(16)는 하나 이상의 터빈부를 포함한다. 한 실시 양태에서, 터빈부는 고정자 및 회전자를 포함한다. 고정자는 고정되어 있어, 즉, 회전자처럼 회전하지 않고, 직접 흐르도록 동작된다. 다른 다양한 실시 양태에서, 상기 터빈 어셈블리(16)는 고정자를 사용하지 않는다. 오히려, 그 흐름에 있어서는 연소기(14)의 배출구를 적절히 그 방향을 조절한다. 부가적으로/대안적으로, 흐름은 역 회전 터빈에 의한다. 상기 터빈 어셈블리(16)는 배기 가스의 제거를 통해 추진력을 제공하고, 터빈 중 하나와 연결된 축을 회전시켜 기계력을 제공하거나, 또는 추진력과 기계력이 조합된 힘을 제공하기 위해 사용된다. 한 실시 양태에서, 하나 이상의 터빈 단에 의해 추진된 축(들)은 압축기(12)를 추진하게 된다. 또한, 이러한 에너지는 운송 수단(예컨대 비행기, 헬리콥터, 탱크 등), 전력 발생 설비 또는 어셈블리, 가스 터빈 기관 그 자체 등을 추진하는데 사용될 수 있다.
산소 농후 가스 공급원(18)은 적어도 연소기(14)와 선택적 유체 연통이 되도록 배치되며 일반적으로 연소기(14)의 상류에 위치된다. 다양한 실시 양태에서, 산소 농후 공급원은 압축기(12)와 선택적 유체 연통이 되도록 배치된다. 산소 농후 공급원(18)은: 1) 압력 변동 흡수(PSA) 시스템, 2) 전해조, 또는 3) 막 반응기이다. 시스템의 선택은 목적하는 용도에 따라 다르다. 예를 들어, 전해조의 사용은 물이 용이하게 이용가능한 비이동성(즉, 정지성 용도) 용도에서 특히 유용하다. 그러나, 상기 각 3개의 시스템은 이동성 용도 및 정지성 용도 모두에서의 사용을 위해 채용된 것이다. 산소 농후 가스 공급원(18)은 임의로 석탄 가스화 복합 발전(IGCC) 시스템에서 사용된 공기 분리 장치(ASU)를 포함할 수 있다. ASU는 공기로부터 산소 및 질소를 분리하는 극저온 플랜트 및 비극저온 플랜트 모두를 포함한다.
한 실시 양태에서, 산소 농후 가스 공급원(18)은 압력 변동 흡수(PSA) 시스템이다. PSA 시스템은 낮은 비용의 산소를 현장 처리(on-site) 및 필요시 처리(on- demand)형으로 생산하는데 효율적이다. PSA 시스템에서, 산소는 분자체, 보통 제올라이트를 사용하여 공기로부터 분리된다. 일반적으로, 공기는 79 부피%의 질소, 21 부피%의 산소, 0.9 부피%의 아르곤을 포함하며, 나머지 부피는 다른 가스들이 차지한다. 작동 중에, 공기는 분자체 상에서 질소가 흡착되기에 충분한 압력에서 분자체를 통과하며, 다른 가스, 즉 산소는 분자체를 통과하도록 허용된다. 생성된 산소 유출물 스트림은 산소가 농후하다. 산소 농후 스트림(20 및 22)의 순도는 그 용도에 따라 다양하지만, 일부 실시 양태에서, 스트림은 약 90 부피% 이상의 산소를 포함한다.
주기적으로, 분자체는 질소로 포화되어 재생이 필요하다. 작업의 재생 모드 동안, 공기 및/또는 산소는 분자체로 도입된다. 공기 및/또는 산소가 분자체 상에 흡착된 질소와 접촉하기 때문에, 질소는 탈착되어 대기로 빠져나가거나 연소기(14)로 공급된다.
또다른 실시 양태에서, 산소 농후 가스 공급원(18)은 전해조이다. 일반적으로, 전해조는 하나 이상의 전기화학 전지를 포함한다. 보다 구체적으로, 전기화학 전지는 전해질(예를 들어, 양성자 교환 막(PEM))의 반대편 면에 배치된 애노드 및 캐소드를 포함한다. 작동 중에, 전기 전류는 물(H2O)을 수소 가스(H2) 및 산소 가스(O2)로 전기 분해하는 전극(즉, 애노드 및 캐소드)에 적용된다. PSA 시스템과 마찬가지로, 전해조는 산소 농후 가스의 현장 및 필요시 발생을 허용한다. 가스의 순도는 목적하는 용도에 따라 다르지만, 일부 실시 양태에서 산소 가스 농도는 90 부 피% 이상이다.
전해조에서 발생된 산소는 산소 농후 가스 스트림(20 및 22)에 의해 도시된 바와 같이 압축기(12) 및/또는 연소기(14)로 공급된다. 또한, 상기 실시 양태는 유리하게는 수소 가스를 생산할 수 있는데, 이는 연료와 혼합될 수 있다. 수소가 연료와 혼합되는 경우, 연소기는 수소 가스가 연료와 혼합되지 않은 시스템에 비해 화염 분출을 피하면서 보다 희박하게 작동할 수 있다. 다른 실시 양태에서, 수소가 도입되어 연소기(14)로 들어가기 전에 연료 스트림(26)과 혼합된다. 대안적으로, 수소는 연소기(14)로 직접 공급된다. 게다가, 또한 전해조로부터 산소 및 수소 모두를 공급함으로써 산소가 연료와 혼합하여 산화된 연료를 생성하여, 연소기(14) 내의 코킹(즉, 탄소 형성)을 방지하는 것도 주목된다.
또다른 실시 양태에서, 산소 농후 가스 공급원(18)은 막 반응기이다. 막 반응기에서, 산소는 공기, 또는 산소(O2)가 구성성분인 다른 가스 혼합물로부터 분리된다. 보다 구체적으로, 막 반응기는 일반적으로 산소 투과성 막으로 작용하는 조밀한 세라믹 물질(예를 들어, 페롭스카이트(perovskite))이다. 촉매 물질은 상기 막에 배치된다. 작동 중에, 공기 또는 다른 가스 혼합물 내에 존재하는 산소 가스는 막 표면에서 산소 음이온으로 환원된다. 산소 음이온은 막을 통해, 보통 막의 한 면에 진공을 적용하여 후속적으로 운송된다. 막을 통해 운송된 후, 산소 음이온은 재조합하여 산소 가스 방출 전자를 형성한다. 상기 생성된 산소 농후 가스는 산소 농후 가스 스트림(20 및 22)으로서 표현된다. 달리 말하면, 막 반응기에 의해 생성된 산소 농후 가스는 산소 농후 가스 스트림(20 및 22)으로 나타난 바와 같이 압축기(12) 및/또는 연소기(14)로 공급된다. 한 실시 양태에서, 막 반응기를 사용하여 발생된 질소 가스도 연소기(14)에서 사용된다.
가스 터빈 시스템(10)은, 해당 업계 종사자에게 자명하듯이, 가스 터빈 기관에 통상적으로 사용되는 다른 다양한 구성요소들을 포함하도록 변형될 수 있다. 그 성분들은 용도에 따라 다를 수 있지만, 대표적인 추가 성분의 예로서는, 이에 제한되지는 않지만, 연료 주입 시스템, 터보송풍기, 램 덕트(ram duct), 밸브, 제어 시스템(예를 들어, 컴퓨터) 등을 포함한다. 게다가, 가스 터빈 시스템(10)은 터보송풍기 및 터보샤프트 기관 모두에 사용되도록 개조될 수 있다.
도 2는 임의의 추가적 특성을 나타내는, 일반적으로 50으로 지정되는 가스 터빈 시스템의 또다른 실시 양태를 도시한다. 가스 터빈 시스템(50)은 압축기(12), 연소기(14), 터빈 어셈블리(16), 및 산소 농후 가스 공급원(18)을 포함한다. 한 실시 양태에서, 상기 압축기(12)는 연소기(14)의 상류에 이와 유체 연통이 되게 위치하며, 상기 연소기(14)는 상기 터빈 어셈블리(16)의 상류에 이와 유체 연통이 되게 위치한다. 상기 각 성분들의 상기에서 가스 터빈 시스템(10)과 관련하여 상세히 설명하였다(도 1).
가스 터빈 시스템(50)은 또한 임의의 유출물 저장 탱크(28 및 30), 및 임의의 산소 공급원 저장 탱크(32)를 포함한다. 산소 공급원 저장 탱크(32)는 임의의 밸브(34)를 통해 산소 농후 가스 공급원(18)과 선택적 유체 연통이 되도록 배치된다. 산소 공급원 저장 탱크(32) 내에 저장된 산소 공급원은 산소 농후 가스 공급 원(18)을 위해 선택된 시스템에 따라 다르다. 예를 들어, 산소 농후 가스 공급원(18)이 전해조인 경우, 산소 공급원은 물로서, 이는 산소 농후 가스 및 수소 가스를 생성시키는데 사용된다. 다른 실시 양태에서, 예를 들어, 산소 농후 가스 공급원(18)이 막 반응기인 경우, 산소 공급원 저장 탱크(32)는 공기를 저장하기 위해사용될 수 있으며 함께 생략될 수도 있다.
산소 농후 가스 공급원(18)이 전해조인 실시 양태에서, 전해조 내에서 생성된 산소 농후 가스는 밸브(36)를 통해 연소기(14)와 선택적 유체 연통이 되도록 배치된 유출물 저장 탱크(28)에 저장된다. 유사하게, 전해조 내에서 생성된 수소는 유출물 저장 탱크(30)에 저장된다. 밸브(38)는 유출물 저장 탱크(30)로부터 연소기(14) 또는 연료 스트림(26)으로의 수소의 흐름을 선택적으로 제어하기 위해 사용된다. 유사하게, 다른 실시 양태에서, 유출물 저장 탱크(28)는 산소 농후 가스를 저장하는데 사용되고, 유출물 저장 탱크(30)은 질소를 저장하는데 사용되거나 생략될 수 있다. 즉, 해당 업계 종사자라면 다양한 임의의 시스템 구성요소들이 목적하는 용도에 따라 추가되거나 생략될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 가스 터빈 시스템(50)은 또한 상기 터빈 어셈블리(16)의 하부에 이와 연통하여 작동되도록 배치된 임의의 발생기(40)를 포함한다. 발생기(40)는 회전하는 터빈 어셈블리의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하는데 사용된다. 상기 실시 양태는 정지성 용도 예컨대 발전소에서 특히 유용하다. 다른 실시 양태에서, 시스템의 목적하는 출력이 전기적 힘이라기 보다는 배출 가스의 방출에 의해 야기된 추진력이기 때문에 발생기는 생략된다.
부가적으로, 가스 터빈 시스템(50)은 또한 해당 업계 종사자에게 이해될 수 있는 추가적인 임의의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 회수 스팀 발생기(HRSG)(도시하지 않음)가 상기 터빈 어셈블리(16)의 하부에 위치하고 이와 유체 연통이어서 상기 터빈 어셈블리(16)의 배기 가스는 스팀을 발생시키는데 사용될 수 있다. 한 실시 양태에서, 스팀은 HRSG의 하부에 이와 유체 연통이 되게 배치된 스팀 터빈(도시하지 않음)으로 공급된다. 임의의 발생기(도시하지 않음)가 전기적 힘을 발생시키기 위해 상기 스팀 터빈의 하부에 이와 연통하여 작동되도록 배치되어 있을 수 있다.
도 3은 일반적으로 60으로 지정되는 내연 기관 시스템의 실시 양태로, 가스 터빈 시스템(10 및 50)과 관련하여 상기 적용된 원리가 내연 기관에도 동일하게 적용될 수 있음을 예시한다. 내연 기관 시스템(60)은 산소 농후 가스 공급원(41) 및 내연 기관(42)을 포함한다. 내연 기관(42)은 산소 농후 가스 공급원(41)의 하부에 이와 유체 연통이 되게 배치된다. 산소 농후 가스 공급원(41)은 시스템(10 및 50)과 관련하여 상기 거론된 산소 농후 가스 공급원(18)과 유사하며, PSA 시스템, 전해조, 또는 막 반응기를 포함한다. 내연 기관(42)은 불꽃 점화 기관 및 압축 점화 기관 모두를 포함한다.
작동 중에, 제1 산소 공급원(44)의 산소 및 연료 공급원(46)의 연료가 내연 기관(42) 내로 도입된다. 일반적으로, 제1 산소 공급원은 공기이다. 연료 공급원은 내연 기관의 유형 뿐만 아니라 그 기관이 사용되는 용도에 따라 다르다. 적절한 연료 공급원으로서는 탄화수소 연료 예컨대 가솔린, 디젤, 에탄올, 메탄올, 등유 등; 가스 연료, 예컨대 천연 유체, 프로판, 부탄 등; 및 대체 연료, 예컨대 수소, 생물 연료, 디메틸 에테르 등; 뿐만 아니라 상기 연료 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다. 이후 연료는 산소와 함께 연소되어 동력을 발생시킨다.
산소 농후 가스 공급원(41)의 산소 농후 가스 스트림(48)은 내연 기관(42) 내로 선택적으로 도입된다. 그 용도에 따라, 다양한 다른 가스가 유출물 스트림(52)에 의해 나타나는 바와 같이 내연 기관 내로 도입될 수 있다. 예를 들어, 유출물 스트림(52)은 수소 가스, 질소 가스, 또는 상기한 것들의 조합물을 포함할 수 있다.
상기 원리들이 내연 기관에 적용되는 경우, 균일한 연소 뿐만 아니라 NOX 배출 및 매연의 감소가 실현됨을 간단히 언급한다. 부가적으로, 산소 농후 가스 스트림(48)은 제어가능하기 때문에, 산소 주입은 선택적으로 제어될 수 있어 다른 부하에서 내연 기관(42)의 작동을 허용하여 균질 변화 압축 점화(homogeneous change compression ignition, HCCI)를 가능하게 한다.
도 4-6을 참조하면, 연소기(14)로 산소 농후 가스를 도입하는 다양한 방법의 개략도가 도시되어 있다. 연소기(14)는 제1 화염 구역(52) 및 제2 화염 구역(54)을 포함한다. 도 4는 제1 화염 구역(52)의 상부의 공기 및 연료 혼합물(56)에 도입되는 산소 농후 가스(51)를 도시하고 있다. 상기 실시 양태에서, 화염 안정성은 향상되고 및 NOX 발생은 산소 농후 가스를 사용하지 않는 시스템에 비해 감소된다. 도 5는 산소 농후 가스(51)가 제1 화염 구역(52)에 직접 도입되는 실시 양태를 나타낸 것이다. 역시, 상기 실시 양태도 화염 안정성이 향상되고 및 NOX 발생이 감소된다. 도 6은 산소 농후 가스(51)가 제2 공기 구역(54)에 직접 도입되는 실시 양태를 나타낸다. 상기 실시 양태는 유리하게 일산화탄소(CO) 배출을 감소시킨다. 목적하는 용도에 따라 상기 방법들의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 산소 농후 가스(51)는 제1 흐름 구역(52)의 상부로 도입되거나 제1 흐름 구역(52)으로 직접 도입될 수 있다. 다양한 실시 양태에서, 산소 농후 가스는 변동적인 방식으로 상기 기술된 바와 같이 도입될 수 있다. 즉, 연소기 내로의 산소 농후 가스(51)의 도입은 수동적으로 또는 능동적으로 제어될 수 있다.
유리하게는, 본 출원에 개시된 가스 터빈 시스템 및 내연 기관은 희박 연소 및 더 낮은 화염 온도를 허용하여, 더 낮은 배출, 즉 NOX 배출을 유도한다. 게다가, PSA 시스템, 전해조, 또는 막 반응기의 사용은 산소 농후 가스가 현장 및 필요시 생성되게 하여, 본원에 개시된 가스 터빈 시스템 및 내연 시스템이 이동성 용도 및 정지성 용도 모두에 사용될 수 있게 해준다.
또한, 연소기의 연소 구역(예를 들어, 제1 구역(52) 및/또는 제2 구역(54)) 내의 산소 농후 가스의 주입은 연소의 역학적 변동을 감소시켜, 가스 터빈에서 사용되는 희박 연소 시스템에 비해 더 희박한 온도 및 더 낮은 NOX 배출을 가능하게 하는 운용성 기반을 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 산소 농후 가스의 주입은 또한 연소기 내의 일산화탄소 방출의 감소를 유도할 수 있다. 일반적으로, 연소기가 작동할 수 있는 최저 온도를 제한하는 NOX 대 일산화탄소 맞교환이 존재한다. 일산화탄소가 감소되는 경우, 산소 농후 가스 주입은 산소 농후 가스가 사용되지 않는 시스템에 비해 NOX 방출 감소를 추가로 허용할 수 있다.
예시적인 실시 양태를 참조로 본원을 기술하였지만, 해당 업계 종사자라면 다양한 변형이 이루어질 수 있고 본 구성요소들에 대해 본 발명의 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않으면서 본원의 교시에 특정 상황 또는 물질을 채용하도록 많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시는 이를 수행하기 위해 고안된 최선의 양태로서 개시된 특정 실시 양태만으로 제한하려는 의도는 아니며, 첨부되는 청구범위의 개념에 포함되는 모든 실시 양태들을 망라하려는 것이다.

Claims (10)

  1. 압축기(12);
    상기 압축기(12)의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 연소기(14);
    상기 연소기(14)의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 터빈 어셈블리(16); 및
    상기 압축기(12), 상기 연소기(14) 또는 이들의 조합과 선택적 유체 연통이 되도록 배치된 산소 농후 가스 공급원(18)
    을 포함하고,
    상기 산소 농후 가스 공급원이 압력 변동 흡수 시스템, 전해조, 또는 막 반응기인 가스 터빈 시스템(10, 50).
  2. 제1항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)이 약 30 부피% 이상의 산소를 포함하는 산소 농후 가스 스트림을 발생시키도록 배치되는 가스 터빈 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)이 산소 농후 가스 스트림, 및 수소 가스를 포함하는 제2 스트림을 발생시키도록 배치되는 가스 터빈 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)이 산소 농후 가스 스트림, 및 질소 가스를 포함하는 제2 스트림을 발생시키도록 배치되는 가스 터빈 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)의 하류에 이와 유체 연통되게 배치된 유출물 저장 탱크(26, 28)를 추가로 포함하는 가스 터빈 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)의 상류에 이와 유체 연통되게 배치된 산소 공급원 저장 탱크(32)를 추가로 포함하는 가스 터빈 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 터빈 어셈블리(16)의 하류에 이와 연통하여 작동되도록 배치된 발생기(40)를 추가로 포함하는 가스 터빈 시스템.
  8. 산소 농후 가스 공급원(18)을 이용하여 산소 농후 가스를 발생시키는 단계; 및
    가스 터빈 시스템(10, 50)의 연소기(14) 또는 내연 기관(42) 내로 상기 산소 농후 가스를 선택적으로 도입하는 단계
    를 포함하는, 연소 시스템의 NOX 배출을 감소시키고 그 운용성을 증가시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 산소 농후 가스 공급원(18)을 이용하여 산소 농후 가스를 발생시키는 단계가, 수소 가스를 발생시키고 이를 상기 연소기(14) 또는 내연 기관(42) 내로 도입하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 산소 농후 가스를 발생시키는 단계가 질소 가스를 발생시키고 이를 상기 연소기(14) 또는 내연 기관(42) 내로 도입하는 것을 추가로 포함하는 방법.
KR1020070028222A 2006-03-24 2007-03-22 가스 터빈 시스템 및 내연 기관에서 ＮＯｘ 배출을감소시키는 시스템 및 방법 KR101385902B1 (ko)

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Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0519402D0 (en) * 2005-09-23 2005-11-02 Tonery David Air intake system
US20090301099A1 (en) * 2006-06-23 2009-12-10 Nello Nigro Power Generation
US20080314018A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-25 Subhash Chander Operation of internal combustion (IC) engines and gas turbines with concurrently generated oxygen enriched air
CA2934541C (en) 2008-03-28 2018-11-06 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods
CA2718803C (en) 2008-03-28 2016-07-12 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods
US9222671B2 (en) 2008-10-14 2015-12-29 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for controlling the products of combustion
US9354618B2 (en) 2009-05-08 2016-05-31 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of multiple fuel gas turbine combustion systems
US9267443B2 (en) 2009-05-08 2016-02-23 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US8437941B2 (en) 2009-05-08 2013-05-07 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US9671797B2 (en) 2009-05-08 2017-06-06 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Optimization of gas turbine combustion systems low load performance on simple cycle and heat recovery steam generator applications
WO2010131941A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Petroliam Nasional Berhad (Petronas) Gas turbine engine
MX336605B (es) 2009-06-05 2016-01-25 Exxonmobil Upstream Res Co Sistemas de camara de combustion y metodos para usar los mismos.
GB0912081D0 (en) * 2009-07-11 2009-08-19 Tonery David Combustion method and apparatus
US8381525B2 (en) * 2009-09-30 2013-02-26 General Electric Company System and method using low emissions gas turbine cycle with partial air separation
EP2499332B1 (en) 2009-11-12 2017-05-24 Exxonmobil Upstream Research Company Integrated system for power generation and method for low emission hydrocarbon recovery with power generation
CN101788147B (zh) * 2010-02-09 2012-09-05 崔金福 燃烧系统的燃气与助燃空气的混合装置
JP5913305B2 (ja) 2010-07-02 2016-04-27 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 低エミッション発電システム及び方法
TWI593878B (zh) 2010-07-02 2017-08-01 艾克頌美孚上游研究公司 用於控制燃料燃燒之系統及方法
MY164051A (en) 2010-07-02 2017-11-15 Exxonmobil Upstream Res Co Low emission triple-cycle power generation systems and methods
US9732673B2 (en) 2010-07-02 2017-08-15 Exxonmobil Upstream Research Company Stoichiometric combustion with exhaust gas recirculation and direct contact cooler
US9903316B2 (en) 2010-07-02 2018-02-27 Exxonmobil Upstream Research Company Stoichiometric combustion of enriched air with exhaust gas recirculation
US9399950B2 (en) 2010-08-06 2016-07-26 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for exhaust gas extraction
WO2012018457A1 (en) 2010-08-06 2012-02-09 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for optimizing stoichiometric combustion
TWI563165B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Power generation system and method for generating power
TWI564474B (zh) 2011-03-22 2017-01-01 艾克頌美孚上游研究公司 於渦輪系統中控制化學計量燃燒的整合系統和使用彼之產生動力的方法
TWI563166B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Integrated generation systems and methods for generating power
TWI593872B (zh) 2011-03-22 2017-08-01 艾克頌美孚上游研究公司 整合系統及產生動力之方法
KR101358095B1 (ko) * 2011-09-28 2014-02-05 한국기계연구원 연료전지 하이브리드 시스템
US9038579B2 (en) 2011-05-11 2015-05-26 Korea Institute Of Machinery & Materials Fuel cell-engine hybrid system
CN102840065B (zh) * 2011-06-23 2016-05-11 湖南大学 一种实时实现内燃机富氧燃烧的复合进气系统
US8266913B2 (en) 2011-08-25 2012-09-18 General Electric Company Power plant and method of use
US8266883B2 (en) 2011-08-25 2012-09-18 General Electric Company Power plant start-up method and method of venting the power plant
US8245493B2 (en) 2011-08-25 2012-08-21 General Electric Company Power plant and control method
US8453461B2 (en) 2011-08-25 2013-06-04 General Electric Company Power plant and method of operation
US9127598B2 (en) 2011-08-25 2015-09-08 General Electric Company Control method for stoichiometric exhaust gas recirculation power plant
US8347600B2 (en) 2011-08-25 2013-01-08 General Electric Company Power plant and method of operation
US8713947B2 (en) 2011-08-25 2014-05-06 General Electric Company Power plant with gas separation system
US8205455B2 (en) * 2011-08-25 2012-06-26 General Electric Company Power plant and method of operation
US8453462B2 (en) 2011-08-25 2013-06-04 General Electric Company Method of operating a stoichiometric exhaust gas recirculation power plant
US8245492B2 (en) 2011-08-25 2012-08-21 General Electric Company Power plant and method of operation
JP2013092276A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Hitachi Zosen Corp ＮＯｘ低減火力発電システム
US8984888B2 (en) 2011-10-26 2015-03-24 General Electric Company Fuel injection assembly for use in turbine engines and method of assembling same
WO2013095829A2 (en) 2011-12-20 2013-06-27 Exxonmobil Upstream Research Company Enhanced coal-bed methane production
US9488100B2 (en) * 2012-03-22 2016-11-08 Saudi Arabian Oil Company Apparatus and method for oxy-combustion of fuels in internal combustion engines
US9353682B2 (en) 2012-04-12 2016-05-31 General Electric Company Methods, systems and apparatus relating to combustion turbine power plants with exhaust gas recirculation
US10273880B2 (en) 2012-04-26 2019-04-30 General Electric Company System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine
US9784185B2 (en) 2012-04-26 2017-10-10 General Electric Company System and method for cooling a gas turbine with an exhaust gas provided by the gas turbine
US20130327050A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 General Electric Company Controlling flame stability of a gas turbine generator
US10107495B2 (en) 2012-11-02 2018-10-23 General Electric Company Gas turbine combustor control system for stoichiometric combustion in the presence of a diluent
US10215412B2 (en) 2012-11-02 2019-02-26 General Electric Company System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9631815B2 (en) 2012-12-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9599070B2 (en) 2012-11-02 2017-03-21 General Electric Company System and method for oxidant compression in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9708977B2 (en) 2012-12-28 2017-07-18 General Electric Company System and method for reheat in gas turbine with exhaust gas recirculation
US9803865B2 (en) 2012-12-28 2017-10-31 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9574496B2 (en) 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9869279B2 (en) 2012-11-02 2018-01-16 General Electric Company System and method for a multi-wall turbine combustor
US10138815B2 (en) 2012-11-02 2018-11-27 General Electric Company System and method for diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9611756B2 (en) 2012-11-02 2017-04-04 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9097208B2 (en) * 2012-12-14 2015-08-04 Electro-Motive Diesel, Inc. Cryogenic pump system for converting fuel
US10208677B2 (en) 2012-12-31 2019-02-19 General Electric Company Gas turbine load control system
US9581081B2 (en) 2013-01-13 2017-02-28 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9512759B2 (en) 2013-02-06 2016-12-06 General Electric Company System and method for catalyst heat utilization for gas turbine with exhaust gas recirculation
EP2767697A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-20 Alstom Technology Ltd Gas turbine with fuel composition control
TW201502356A (zh) 2013-02-21 2015-01-16 Exxonmobil Upstream Res Co 氣渦輪機排氣中氧之減少
US9938861B2 (en) 2013-02-21 2018-04-10 Exxonmobil Upstream Research Company Fuel combusting method
RU2637609C2 (ru) 2013-02-28 2017-12-05 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Система и способ для камеры сгорания турбины
US20140250945A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 Richard A. Huntington Carbon Dioxide Recovery
US9618261B2 (en) 2013-03-08 2017-04-11 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation and LNG production
CN105008499A (zh) 2013-03-08 2015-10-28 埃克森美孚上游研究公司 发电和从甲烷水合物中回收甲烷
TW201500635A (zh) 2013-03-08 2015-01-01 Exxonmobil Upstream Res Co 處理廢氣以供用於提高油回收
EP2789915A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-15 Alstom Technology Ltd Method for operating a combustion chamber and combustion chamber
CN103277813B (zh) * 2013-05-30 2015-10-07 北京航空航天大学 一种在航空燃油燃烧中加氢减排的低污染燃烧室
US9631542B2 (en) 2013-06-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for exhausting combustion gases from gas turbine engines
TWI654368B (zh) 2013-06-28 2019-03-21 美商艾克頌美孚上游研究公司 用於控制在廢氣再循環氣渦輪機系統中的廢氣流之系統、方法與媒體
US9835089B2 (en) 2013-06-28 2017-12-05 General Electric Company System and method for a fuel nozzle
US9617914B2 (en) 2013-06-28 2017-04-11 General Electric Company Systems and methods for monitoring gas turbine systems having exhaust gas recirculation
WO2015050601A2 (en) * 2013-07-01 2015-04-09 United Technologies Corporation Enhanced apu operability
US9903588B2 (en) 2013-07-30 2018-02-27 General Electric Company System and method for barrier in passage of combustor of gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9587510B2 (en) 2013-07-30 2017-03-07 General Electric Company System and method for a gas turbine engine sensor
US9951658B2 (en) 2013-07-31 2018-04-24 General Electric Company System and method for an oxidant heating system
US10030588B2 (en) 2013-12-04 2018-07-24 General Electric Company Gas turbine combustor diagnostic system and method
US9752458B2 (en) 2013-12-04 2017-09-05 General Electric Company System and method for a gas turbine engine
US10227920B2 (en) 2014-01-15 2019-03-12 General Electric Company Gas turbine oxidant separation system
US9863267B2 (en) 2014-01-21 2018-01-09 General Electric Company System and method of control for a gas turbine engine
US9915200B2 (en) 2014-01-21 2018-03-13 General Electric Company System and method for controlling the combustion process in a gas turbine operating with exhaust gas recirculation
US10079564B2 (en) 2014-01-27 2018-09-18 General Electric Company System and method for a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US10047633B2 (en) 2014-05-16 2018-08-14 General Electric Company Bearing housing
US10655542B2 (en) 2014-06-30 2020-05-19 General Electric Company Method and system for startup of gas turbine system drive trains with exhaust gas recirculation
US10060359B2 (en) 2014-06-30 2018-08-28 General Electric Company Method and system for combustion control for gas turbine system with exhaust gas recirculation
US9885290B2 (en) 2014-06-30 2018-02-06 General Electric Company Erosion suppression system and method in an exhaust gas recirculation gas turbine system
CN104481617B (zh) * 2014-11-03 2015-12-02 东南大学 基于氧化还原反应的储能装置及其储能方法和发电方法
US9869247B2 (en) 2014-12-31 2018-01-16 General Electric Company Systems and methods of estimating a combustion equivalence ratio in a gas turbine with exhaust gas recirculation
US9819292B2 (en) 2014-12-31 2017-11-14 General Electric Company Systems and methods to respond to grid overfrequency events for a stoichiometric exhaust recirculation gas turbine
US10788212B2 (en) 2015-01-12 2020-09-29 General Electric Company System and method for an oxidant passageway in a gas turbine system with exhaust gas recirculation
US10316746B2 (en) 2015-02-04 2019-06-11 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10094566B2 (en) 2015-02-04 2018-10-09 General Electric Company Systems and methods for high volumetric oxidant flow in gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US10253690B2 (en) 2015-02-04 2019-04-09 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10267270B2 (en) 2015-02-06 2019-04-23 General Electric Company Systems and methods for carbon black production with a gas turbine engine having exhaust gas recirculation
EP3059500A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a combustion system
US10145269B2 (en) 2015-03-04 2018-12-04 General Electric Company System and method for cooling discharge flow
US10480792B2 (en) 2015-03-06 2019-11-19 General Electric Company Fuel staging in a gas turbine engine
US10040567B2 (en) * 2015-09-25 2018-08-07 The Boeing Company Aircraft nitrogen generation and oxygen distribution
JP6748802B2 (ja) * 2016-07-31 2020-09-02 寛治 泉 水素と富化酸素空気を連続燃焼するエンジンシステム。
CN113137294B (zh) * 2021-04-25 2021-10-15 广州市深发机电实业发展有限公司 一种一体化多功能集成燃气发电系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177952A (en) * 1991-03-01 1993-01-12 Rockwell International Corporation Closed cycle power system
JPH05141229A (ja) * 1991-03-20 1993-06-08 Hitachi Ltd 自動車エンジンの排気ガス浄化方法
JPH05321693A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器及びその運転方法
US5413476A (en) * 1993-04-13 1995-05-09 Gas Research Institute Reduction of nitrogen oxides in oxygen-enriched combustion processes
US5459994A (en) * 1993-05-28 1995-10-24 Praxair Technology, Inc. Gas turbine-air separation plant combination
JPH08254161A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Isuzu Motors Ltd 過給式内燃機関
US5802875A (en) * 1997-05-28 1998-09-08 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for control of an integrated croyogenic air separation unit/gas turbine system
DE19731865C2 (de) * 1997-07-24 1999-05-06 Siemens Ag Abgasreinigungsanlage für das Abgas eines Dieselmotors
US5960777A (en) * 1998-02-20 1999-10-05 Compact Membrane Systems, Inc. Combustion engine air supply system
US6148602A (en) * 1998-08-12 2000-11-21 Norther Research & Engineering Corporation Solid-fueled power generation system with carbon dioxide sequestration and method therefor
US6314896B1 (en) 1999-06-10 2001-11-13 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for operating a boiler using oxygen-enriched oxidants
US6401445B1 (en) * 1999-12-07 2002-06-11 Northern Research & Engineering Corp. Electrolysis system and method for improving fuel atomization and combustion
FR2806755B1 (fr) * 2000-03-21 2002-09-27 Air Liquide Procede et installation de generation d'energie utilisant un appareil de separation d'air
DE10024570A1 (de) * 2000-05-19 2002-04-18 Xcellsis Gmbh Brennstoffzellensystem sowie Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems
US6722352B2 (en) * 2001-11-06 2004-04-20 Praxair Technology, Inc. Pressure-swing adsorption system for internal combustion engines
EP1561010B1 (en) * 2002-11-08 2012-09-05 Alstom Technology Ltd Gas turbine power plant and method of operating the same
ATE485480T1 (de) 2003-01-21 2010-11-15 Air Liquide Verfahren und vorrichtung zur sauerstoffanreicherung in brennstoff fördernden gasen
JP2005198691A (ja) 2004-01-13 2005-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸素富化機

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