MX2007005443A - Sistema de energia en cascada. - Google Patents

Sistema de energia en cascada.

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Abstract

Se describe un sistema de energia en cascada y un metodo para usar una corriente (600) de gas de combustion a alta temperatura para vaporizar directa o indirectamente una corriente pobre (5314) y rica (5166) derivadas de una corriente de fluido de trabajo, de componentes multiples, entrante, extraer energia de estas corrientes, condensar una corriente gastada y repetir el ciclo de vaporizacion, extraccion y condensacion.

Description

SISTEMA DE ENERGÍA EN CASCADA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la invención La presente invención de refiere a un sistema de energía en cascada para extraer energia útil a partir del calor de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales y otros combustibles. La presente invención también se refiere a un sistema de energía en cascada donde el calor se deriva de una corriente caliente de gas de combustión mezclando la corriente con una corriente de gas de combustión preenfriada o parcialmente agotado de manera tal gue la corriente de gas de combustión mezclado tiene un nivel de temperatura deseado para el calentamiento eficiente del fluido de trabajo sin provocar tensiones o esfuerzos indebidos sobre la unidad de intercambio de calor. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema de energía en cascada para extraer energía útil a partir del calor producido de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales y otros combustibles, donde el sistema incluye un subsistema de extracción de energía, un subsistema de intercambio de calor, un subsistema de transferencia de calor y un subsistema de condensación, donde el sistema forma una corriente pobre y una corriente rica a partir de una corriente de fluido de trabajo entrante completamente condensada, vaporiza las corriente pobre y rica a partir del calor derivado directamente o indirectamente de una corriente de fuente de calor, convierte la energía termina de las corrientes pobre y rica en una forma útil de energía, formando una corriente de fluido de trabajo saliente gastada y condensando la corriente de fluido de trabajo saliente para formar la corriente de fluido de trabajo entrante; y los métodos para convertir la vaporización de una corriente pobre y una rica y extraer energía de las mismas. 2. Descripción de la Técnica Relacionada Actualmente, las plantas alimentadas con biomasa más eficientes tienen una eficiencia global de la planta de hasta 20%, es decir, la producción neta de energía de estas plantas es hasta del 20% del LHV (Poder Calorífico Inferior) del combustible quemado o consumido. Para lograr este nivel de eficiencia, las plantas de energía de biomasa actuales requieren un sistema de combustión muy complicado el cual se compone de un gasificador y un cámara de combustión de carbón, y un tren de energía que utiliza tanto una turbina y un sistema con energía o potencia de vapor, consecuentemente, tales sistemas son muy costosos. Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica en cuanto a un sistema más eficiente y simple para realizar la combustión de combustibles tales como la biomasa y convertir una porción mayor de su Poder Calorífico Inferior del combustible quemado a energía útil, tal como electricidad. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de energía en cascada que incluye dos ciclos interrelacionados. Un ciclo utiliza un fluido de trabajo rico que tiene una concentración mayor de un componente de bajo punto de ebullición, y otro ciclo utiliza un fluido de trabajo pobre que tiene una concentración menor del componente de bajo punto de ebullición, donde el sistema se diseña sobre un principio modular, y puede ser incorporado en varias variantes las cuales pueden incluir o no ciertas unidades o componentes modulares . La presente invención proporciona un sistema de energía en cascada que incluye un subsistema de extracción de energía, un subsistema de separación, un subsistema de intercambio de calor. Un subsistema de transferencia de calor y un subsistema de condensación. El sistema produce un ciclo de corriente pobre y un ciclo de corriente rica. En el ciclo de corriente pobre, una corriente pobre se produce a partir de una corriente de entrada, en el subsistema de separación, se vaporiza en el subsistema de intercambio de calor, y una porción de la energía térmica se extrae en una porción de la corriente pobre del subsistema de extracción de energía, desde la corriente pobre vaporizada. En el ciclo de corriente rica, una corriente rica se produce a partir de una corriente de entrada, se vaporiza en el subsistema de intercambio de calor y una porción de la energía termina se extrae en una porción de corriente rica del subsistema de extracción de energía de la corriente rica vaporizada. La corriente rica gastada de la porción de corriente rica del sistema de extracción de energía se condensa entonces en la unidad de condensación y se regresa como la corriente de entrada. El sistema forma un ciclo termodinámico continuo de conversión de energía que incluye dos subciclos interrelacionados. La presente invención proporciona también un sistema de energía en cascada que incluye un subsistema de extracción de energía que tiene un subsistema de extracción de la corriente rica y un subsistema de extracción de la corriente pobre, un subsistema de separación, y un subsistema de intercambio de calor, un subsistema de transferencia de calor y un subsistema de condensación. El sistema forma una corriente pobre y una corriente rica a partir de una corriente de entrada de fluido de trabajo completamente condensada, vaporiza las corrientes pobre y rica a partir del calor derivado directamente o indirectamente de una corriente de fuente de calor externa, preferiblemente una corriente externa de gas de combustión caliente, convierte una porción de la energía térmica en las corrientes pobre y rica a una forma útil de energía, para formar una corriente de fluido de trabajo saliente, y condensar la corriente de fluido de trabajo saliente para formar la corriente de fluido de trabajo entrante, donde el sistema soporta un ciclo termodinámico de extracción de energía que incluye dos subciclos interrelacionados. La presente invención proporciona un sistema de energía en cascada que incluye un subsistema de extracción de energía, un subsistema de separación, un subsistema de intercambio de calor, un subsistema de transferencia de calor y un subsistema de condensación, donde el sistema soporta un ciclo de ciclo termodinámico de extracción de energía. El subsistema de extracción de energía incluye una turbina de la corriente pobre, al menos una turbina de la corriente rica y al menos dos válvulas de control de estrangulación, donde la turbina de la corriente pobre se adapta para extraer energía de una corriente pobre, donde la turbina de la corriente rica se adapta para extraerla de una corriente rica y donde la primera válvula de control de estrangulación ajusta la presión de una corriente rica a una presión de la turbina de la corriente rica, donde una segunda válvula de control de estrangulación ajusta la presión de la corriente pobre a la presión de la turbina de la corriente pobre y opcionalmente una tercera válvula de control de estrangulación ajusta la presión de una subcorriente rica opcional a la presión de una corriente más pobre. El subsistema de separación incluye una torre de lavado, un separador y tres bombas, donde el subsistema de separación se adapta para formar una corriente pobre y una corriente de compensación que tiene una composición idéntica o substancialmente idéntica que una corriente de fluido de trabajo entrante. El subsistema de intercambio de calor incluye al menos cuatro intercambiadores de calor adaptados para vaporizar la corriente rica y calentar o vaporizar parcialmente la corriente pobre. El subsistema de transferencia de calor incluye un fluido de transferencia de calor, una bomba de fluido de transferencia de calor y dos intercambiadores de calor, donde el subsistema de transferencia de calor se adapta para transferir el calor de una corriente de gas de combustión caliente al subsistema de transferencia de calor y después para transferir el calor absorbido del subsistema de transferencia de calor a la corriente pobre, para vaporizar la corriente pobre. El subsistema de condensación se adapta para condensar completamente la corriente gastada de fluido de trabajo y puede ser cualquier subsistema de condensación. La presente invención proporciona un método que incluye mezclar una corriente entrante condensada completamente de fluido de trabajo con una corriente mezclada, enfriada, a presión, donde la corriente entrante y la corriente mezclada tienen la misma o substancialmente la misma composición, para formar una corriente enfriada de fluido de trabajo. La corriente enfriada de fluido de trabajo se pone entonces en una relación de intercambio de calor con una corriente mezclada, para formar la corriente mezclada, enfriada, y una corriente calentada de fluido de trabajo. La corriente calentada de fluido de trabajo se pone entonces en relación de intercambio de calor con una primera porción de una corriente pobre, gastada, enfriada, para formar una corriente más caliente de fluido de trabajo y una corriente pobre, gastada, más fría. La corriente más caliente de fluido de trabajo se pone entonces en relación de intercambio de calor con una corriente pobre, gastada, para formar una corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada. Entonces se ajusta la presión de una primera porción de la corriente de fluido de trabajo vaporizada y se envía a la turbina de corriente rica, donde la corriente de fluido de trabajo es una corriente rica con relación a la corriente pobre . La corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada se envía entonces a la turbina de corriente rica que convierte una porción de la energía térmica en la corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada en una primera cantidad de una forma útil de energía. Entonces se ajusta la presión de una segunda porción de la corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada y se mezcla con una corriente más pobre parcialmente vaporizada, para formar la corriente pobre. La corriente pobre se pone entonces en relación de intercambio de calor con un fluido de transferencia de calor en circulación, para formar una corriente pobre completamente vaporizada, donde el fluido de transferencia de calor se calienta poniendo el fluido de transferencia de calor circulante en una relación de transferencia de calor con una corriente caliente de gas de combustión. Entonces se ajusta la presión de la corriente pobre completamente vaporizada a una presión de la turbina de corriente pobre y se envía a la turbina de la corriente pobre que convierte en una segunda cantidad de energía útil una porción de la energía térmica en la corriente pobre completamente vaporizada. La presente invención proporciona un método para la extracción eficiente de energía de una corriente caliente de gas de combustión el cual incluye los pasos de : establecer dos ciclos interrelacionados de vaporización y extracción de energía, donde un ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente de bajo punto de ebullición del fluido multicomponente (una corriente rica) y el otro ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente de alto punto de ebullición del fluido multicomponente (una corriente pobre) , cada corriente que se deriva de un fluido de trabajo multicomponente, entrante, completamente condensado. Las corrientes pobre y rica utilizadas en los dos ciclos interrelacionados se vaporizan directa y/o indirectamente por una corriente caliente, externa de gas de combustión, donde una porción del calentamiento indirecto ocurre vía un ciclo de transferencia de calor que utiliza un fluido de transferencia de calor que circula por separado, para calentar la corriente pobre. Una vez vaporizada, una porción de la energía térmica en la corriente pobre se extrae en una turbina pobre y una porción de la energía térmica en la corriente rica se extrae en al menos una turbina rica. La corriente pobre gastada se usa para calentar y vaporizar la corriente rica y se envía a una torre de lavado y separador diseñado para formar la corriente pobre y para complementar la corriente rica. La corriente rica gastada se envía a una unidad de condensación, donde esta se condensa completamente para formar la corriente entrante . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención puede ser mejor entendida con referencia a la siguiente descripción detallada junto con los dibujos ilustrativos adjuntos en los cuales, los elementos similares se enumeran de manera idéntica: La Figura 1 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida, Variante la, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 2 representa un diagrama de bloques de un condensador simple; la Figura 3 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante lal, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 4 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 2a, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 5 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 2al, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 6 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante lb, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 7 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 2b, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 8 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante lc, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 9 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 2c, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 10 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante la del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 11 representa un diagrama de bloques de otra modalidad de la Variante lb del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 12 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 2a del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 13 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 2b del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 14 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 3a del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 15 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 3b del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 16 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 4a del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica la Figura 17 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 4b del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 18 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 5a del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 19 representa un diagrama de bloques de una modalidad preferida de la Variante 5b del CTCSS de los subsistemas de condensación y compresión térmica; la Figura 20 representa un diagrama de bloques de una nueva modalidad, Variante 3a, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 21 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 4a, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 22 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 3b, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 23 representa un diagranma de bloques de otra modalidad preferida, Variante 4b, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 24 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 3c, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 25 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida, Variante 4c, de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 26 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida de un sistema de energía en cascada de esta invención; la Figura 27 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida de un sistema de energía en cascada de esta invención; y la Figura 28 representa un diagrama de bloques de otra modalidad preferida de un sistema de energía en cascada de esta invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El inventor ha descubierto que un nuevo sistema para extraer energía útil de una fuente de gases de combustión con mayor eficiencia que los sistemas conocidos. El sistema preferido de esta invención tiene al menos una mejora del 30% sobre un sistema de la técnica previa. El inventor también ha descubierto que el nuevo sistema es idóneo para extraer el calor producido en la combustión de combustibles, preferiblemente combustibles con poder calorífico bajo tales como la biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales y otros combustibles con poder calorífico bajo. Preferiblemente la combustión se lleva a cabo en cámaras de combustión o zonas de combustión de lecho fluidizado. El término biomasa se usa aquí para referirse a todos los combustibles con poder calorífico bajo, pero, por supuesto, los sistemas de esta invención también se pueden usar con otros combustibles que incluyen: combustibles con poder calorífico alto tales como carbón, petróleo o gas natural. La presente invención se refiere en general a un sistema de energía que incluye dos ciclos termodinámicos diferentes, interrelacionados, de fluido de trabajo y un ciclo de transferencia de calor. Un ciclo de fluido de trabajo utiliza una corriente de fluido de trabajo rica, una corriente que tiene una concentración mayor de un componente con bajo punto de ebullición de un fluido multicomponente, en tanto que el otro ciclo de fluido de trabajo utiliza una corriente de fluido de trabajo pobre, una corriente de fluido que tiene una concentración menor del componente de bajo punto de ebullición. Los ciclos se adaptan para ser completamente vaporizados al absorber energía térmica directamente y/o indirectamente de una corriente caliente de gas de combustión y convertir una porción de su energía térmica en una forma útil de energía en subsistemas de conversión de energía por separación. El sistema también incluye un ciclo de transferencia de calor adaptado para transferir energía térmica indirectamente desde la corriente caliente de gas de combustión para vaporizar la corriente pobre antes de la extracción de energía. La corriente rica se vaporiza por la energía térmica derivada de la corriente pobre y las corrientes derivadas de la misma. La presente invención se refiere en general a un sistema de energía en cascada que incluye un subsistema de extracción de energía, un subsistema de separación, un subsistema de intercambio de calor, un subsistema de transferencia de calor y un subsistema de condensación. El sistema produce un ciclo de la corriente pobre y un ciclo de la corriente rica. En el ciclo de la corriente pobre se produce una corriente pobre a partir de una corriente entrante en el subsistema de separación, se vaporiza en el subsistema de intercambio de calor, y se extrae una porción de la energía térmica en una porción de la corriente pobre del subsistema de extracción de energía de la corriente pobre vaporizada. En el ciclo de la corriente rica se produce una corriente rica a partir de una corriente entrante, se vaporiza en el sistema de intercambio de calor y se extrae una porción de la energía termina en una porción de la corriente rica del subsistema de extracción de energía de la corriente rica vaporizada. La corriente rica gastada de la porción de la corriente rica del sistema de extracción de energía se condensa después en la unidad de condensación y se regresa como la corriente entrante . El sistema forma un ciclo termodinámico continuo de conversión de energía que incluye dos subciclos interrelacionados. La presente invención se refiere de manera general a un método que incluye mezclar una corriente entrante de fluido de trabajo completamente condensada con una corriente mezclada, enfriada a presión, donde la corriente entrante y la corriente mezclada tienen la misma o substancialmente la misma composición, para formar una corriente enfriada de fluido de trabajo. La corriente enfriada de fluido de trabajo se pone entonces en una relación de intercambio de calor con una corriente mezclada para formar la corriente mezclada enfriada y una corriente calentada de fluido de trabajo. La corriente calentada de fluido de trabajo se pone entonces en una relación de intercambio de calor con una primera porción de una corriente pobre gastada, enfriada, para formar una corriente de fluido de trabajo más caliente y una corriente pobre gastada, más fría. La corriente de fluido de trabajo más caliente se pone entonces en una relación de intercambio de calor con una corriente pobre gastada para formar una corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada. Entonces se ajusta la presión de una primera porción de la corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada y se envía a la turbina de la corriente rica, donde la corriente de fluido de trabajo es una corriente rica con relación a la corriente pobre. La corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada se envía entonces a la turbina de la corriente rica que convierte una porción de la energía térmica en la corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada, en una primera cantidad de una forma útil de energía. Entonces se ajusta la presión de una segunda porción de la corriente de fluido de trabajo completamente vaporizada y se mezcla con una corriente más pobre parcialmente vaporizada para formar la corriente pobre . La corriente pobre se pone entonces en una relación de intercambio de calor con un fluido de transferencia de calor circulante, para formar una corriente pobre completamente vaporizada, donde el fluido de transferencia de calor se calienta llevando el fluido de transferencia de calor circulante a una relación de intercambio de calor con una corriente caliente de gas de combustión. Entonces se ajusta la presión de la corriente pobre completamente vaporizada a la presión de la turbina de la corriente pobre y se envía a la turbina de la corriente pobre que convierte una porción de la energía térmica de la corriente pobre completamente vaporizada en una segunda cantidad de una forma útil de energía.
La presente invención se refiere en general a un método para la extracción eficiente de energía de una corriente caliente de gas de combustión, el cual incluye los pasos de: establecer dos ciclos interrelacionados de vaporización y extracción de energía, donde un ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente de bajo punto de ebullición del fluido multicomponente (una corriente rica) y el otro ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente con alto punto de ebullición del fluido multicomponente (una corriente pobre) , cada corriente que se deriva de un fluido de trabajo multicomponente, entrante, completamente condensado. Las corrientes pobre y rica utilizadas en los dos ciclos interrelacionados se vaporizan directamente y/o indirectamente por medio de una corriente externa de gas de combustión caliente, donde una porción del calentamiento indirecto ocurre vía un ciclo de transferencia de calor que utiliza un fluido de transferencia de calor que circula por separado, para calentar y vaporizar la corriente pobre. Una vez vaporizada, una porción de la energía térmica en la corriente pobre se extrae en una turbina pobre, y una porción de la energía térmica en la corriente rica se extrae en al menos una turbina rica. La corriente pobre gastada se usa para calentar y vaporizar la corriente rica y se envía a una torre de lavado y separador diseñado para formar la corriente pobre y para complementar la corriente rica. La corriente rica gastada se envía a una unidad de condensación, donde esta se condensa completamente para formar la corriente entrante. Las modalidades preferidas del sistema de esta invención son sistemas de eficiencia alta y métodos de eficiencia alta que preferiblemente utilizan el calor producido en una cámara de combustión o zona de combustión de lecho fluidizado monofásica, pero se puede usar el calor producido por cualquier método que genere una corriente efluente de gas de combustión caliente. El sistema de esta invención utiliza como su fluido de trabajo incluyendo una mezcla de al menos dos componentes, donde los componentes tienen diferentes temperaturas normales de ebullición. Es decir, el fluido de trabajo es un fluido multicomponente que incluye al menos un componente con punto de ebullición mayor y al menos un componente con punto de ebullición menor. En un fluido de trabajo de dos componentes, el componente con punto de ebullición mayor se conoce frecuentemente simplemente como el componente con punto de ebullición alto, en tanto que el componente con punto de ebullición menor se designa con frecuencia simplemente como el componente con punto de ebullición bajo. La composición del fluido de trabajo multicomponente varía a través del sistema con la energía siendo extraída de un fluido de trabajo rico y un fluido de trabajo pobre, donde "rico" significa que el fluido tiene una concentración mayor del componente con punto de ebullición bajo que el fluido de trabajo entrante y "pobre" significa que el fluido tiene una concentración menor del componente con punto de ebullición bajo que el fluido de trabaj o entrante . El fluido de trabajo usado en los sistema de esta invención es un fluido multicomponente que comprende un material con punto de ebullición menor - el componente con punto de ebullición bajo - y un material con punto de ebullición mayor - el componente con punto de ebullición alto. Los fluidos de trabajo preferidos incluyen sin limitación: una mezcla de amoniaco-agua, una mezcla de dos o más hidrocarburos, una mezcla de dos o más freones, una mezcla de hidrocarburos y freones. En general, el fluido puede comprender mezclas de cualquier número de compuestos con características termodinámicas y solubilidades favorables. En una modalidad particularmente preferida, el fluido comprende una mezcla de agua y amoniaco. Los fluidos de transferencia de calor adecuados incluyen sin limitación: fluidos metálicos tales como litio, sodio, u otro metal usado como fluido de transferencia de calor a temperaturas altas, fluidos de transferencia de calor hidrocarbúricos a temperaturas altas, fluidos siliconados de transferencia de calor a temperaturas altas o cualquier otro fluido de transferencia de calor adecuado para usarse con la corriente efluente de gas de combustión caliente de los hornos de combustión, donde el combustible incluye biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales, combustibles nucleares, carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles . El sistema de esta invención comprende dos ciclos interrelacionados, un ciclo utiliza una fluido de trabajo rico que tiene una concentración mayor del componente con punto de ebullición bajo, y el otro ciclo utiliza un fluido de trabajo pobre que tiene una concentración menor del componente con punto de ebullición bajo. El sistema de esta invención se diseña sobre un principio modular, y puede ser incorporado en varias variantes las cuales pueden o no incluir ciertas unidades o componentes modulares . MODALIDADES PREFERIDAS Una modalidad preferida del sistema de energía de la presente invención se presenta en la Figura 1. El sistema mostrado en la Figura 1 puede operar con un condensador simple, como se muestra en la Figura 2 o puede operar con Subsistemas de Condensación y Compresión Térmica (CTCSS) que incluyen CTCSS descrito en una solicitud, en tramite junto a la presente, presentada simultáneamente vía corre expreso con número de etiqueta EV 510916550, presentada con esta solicitud, incorporada aquí como referencia y explicada en la Figuras 10-19. Una modalidad preferida del sistema de esta invención es la modalidad mostrada en la Figura 1, la cual se denomina Variante la, y opera como sigue. Una corriente rica de líquido de trabajo, una corriente que tiene una concentración alta del componente S100 con punto de ebullición bajo, la cual tiene los parámetros como en el punto 29, entra al sistema ya sea desde un condensador simple de la Figura 2 o de un subsistema de Condensación y Compresión térmica (CTCSS) de las Figuras 10-19. La corriente S100 sale del condensador o el CTCSS a una presión alta y teniendo una temperatura cercana a la ambiente . Después, la corriente S100 que tiene los parámetros como en el punto 29, se mezcla con una corriente S102 de fluido de trabajo que tienen los parámetros como en un punto 92. Usualmente la presión de la corriente S102 en el punto 92 es igual a la presión de la corriente S100 en el punto 29, y la composición de la corriente S102 en el punto 92 es la misma o similar a la composición de la corriente S102 en el punto 29. Como resultado de este mezclado se forma una corriente S104 que tiene los parámetros como en un punto 91. Después, la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 pasa a través de un primer intercambiador HE11 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un primer proceso de intercambio de calor por medio de una corriente SIO6 de condensación de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 95, formándose una corriente S108 que tiene parámetros como en un punto 101, donde la temperatura de la corriente S108 es suficiente para llevar el fluido cerca de un estado de líquido saturado. La corriente S106 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 95 pasa a través del primer intercambiador HE11 de calor, donde esta se enfría y se condensa completamente, liberando calor para el primer proceso de intercambio de calor, formándose una corriente SllO que tiene los parámetros como en un punto 98. Después, la corriente SllO completamente condensada, la cual tiene los parámetros como en el punto 98 entra a una primera bomba PÍO de circulación donde esta se bombea a una presión alta igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92. La corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 se mezcla con la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91, como se describe arriba. Entretanto, la corriente SIO8 que tiene los parámetros como en el punto 101 se divide en dos sub-corrientes S112 y S114 que tienen los parámetros como en los puntos 104 y 106 respectivamente. La corriente S114 que tiene los parámetros como en el punto 106 pasa a través de un noveno intercambiador HE20 de calor donde esta se calienta y se vaporiza en contraflujo en un noveno proceso de intercambio de calor por medio de una corriente S116 de gas de combustión que tiene los parámetros iniciales como en el punto 602 y los parámetros finales como en un punto 603 como se describe abajo, formándose una corriente S118 que tiene los parámetros como en un punto 302, correspondientes, o cercanos a, un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. La corriente S112 que tiene los parámetros como en el punto 104 pasa a través de un segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se calienta y se vaporiza en contraflujo en un segundo proceso de intercambio de calor por medio de una corriente S120 de fluido de trabajo de condensación que tiene los parámetros como en el punto 206, formándose una corriente S122 que tiene los parámetros como en el punto 304, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado . Después, las corrientes S118 y S122 que tienen los parámetros como en los puntos 302 y 304 respectivamente, se combinan para formar una corriente S124 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S124 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 300 se divide entonces en dos sub-corrientes S126 y S128 que tienen los parámetros como en los puntos 321 y 322 respectivamente. La corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 300 se divide entonces en dos sub-corrientes S126 y S128 que tienen los parámetros como en los puntos 321 y 322 respectivamente. La corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 321 pasa entonces a través de un tercer intercambiador HE13 de calor donde esta se calienta en contraflujo en un tercer intercambio de calor por medio de una corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316, formándose una corriente S132 que tiene los parámetros como en el punto 320. La corriente S1 8 que tiene los parámetros como en el punto 322 pasa a través de un enfriador intermedio HE16, donde esta se calienta en contraflujo en un sexto proceso de intercambio de calor por medio de una corriente S134 de fluido de trabajo rica que tiene los parámetros como en un punto 412, formándose una corriente S136 que tiene los parámetros como en un punto 323. LA corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 323 se mezcla entonces con la corriente S132 que tiene los parámetros como en el punto 320, formándose una corriente S138 de fluido de trabajo rica que tiene los parámetros como en un punto 301. La corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316, sale a una turbina LCT de concentración baja como se describe abajo, pasa a través del tercer intereambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando el calor en el tercer proceso de intercambio de calor, como se describe arriba, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en un punto 205, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos a" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. La presión de la corriente S140 de fluido de trabajo pobre en un punto 205 es substancialmente menor que una presión de la corriente S14 de fluido de trabajo rico en el punto 300, pero ya que la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 tiene una concentración substancialmente menor del componente con punto de ebullición bajo, esta comienza a condensarse a una temperatura de la corriente S140 en el punto 205, la cual es mayor que una temperatura de la corriente S124 de fluido de trabajo rico, completamente vaporizada que tiene los parámetros como en el punto 300, la cual tiene una presión substancialmente mayor. La corriente S140 de fluido de trabajo pobre que regresa, la cual tiene los parámetros como en el punto 205 se divide entonces en dos sub-corrientes S120 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 206 y 207 respectivamente. La corriente S120 que tiene los parámetros como en el punto 206 pasa a través del segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se condensa parcialmente en el segundo proceso de intercambio de calor para formar una corriente S144 que tiene los parámetros como en un punto 108, liberándose calor a la corriente S144 que tiene los parámetros como en el punto 104, como se describe arriba. Después, la corriente S144 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 108 se combina con una corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en un punto 109, formándose una corriente S148 mezclada de vapor-líquido que tiene los parámetros como en un punto 110. LA. composición de la corriente S146 tiene una concentración aun mayor del componente con punto de ebullición bajo que la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 entra entonces a un separador SIO, donde esta se separa en la corriente S150 de vapor saturado que tiene los parámetros como en un punto 111, y la corriente S152 de líquido saturado que tiene los parámetros como en un punto 112. La corriente S152 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 112 se divide entonces en dos sub-corrientes S154 y S156 que tienen los parámetros como en los puntos 113 y 114 respectivamente. Después, la corriente S156 que tiene los parámetros como en el punto 114 se combina con la corriente S150 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 111, formándose la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95, la cual tiene una composición igual o cercana a la composición de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 05 se envía entonces al primer intercambiador HE11 de calor, donde esta se condensa completamente, formándose la corriente SllO que tiene los parámetros como en el punto 98, y proporciona calor para el prime proceso de intercambio de calor, como se describe arriba . La corriente S154 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 113 entra a una segunda bomba Pll de circulación, donde esta se bombea a una presión suficiente para elevarla a la parte superior de una torre SC2 de lavado, la cual es un intercambiador de calor/masa de contacto directo, formándose una corriente S158 que tiene los parámetros como en un punto 105. Tras alcanzar la parte superior de la torre SC2 de lavado, la corriente S158 que tiene los parámetros como en el punto 105 obtiene los parámetros como en un punto 102, y después entra a la parte superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S142 de vapor pobre que tiene los parámetros como en el punto 207 como se describe arriba, entra a una parte inferior de la torre SC2 de lavado . Como resultado de la transferencia de masa y calor entre las corrientes S158 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 102 y 207 respectivamente, una corriente S167 caliente y de líquido pobre que tienen los parámetros como en el punto 103 se recolectan en el fondo de una torre SC2 de lavado. Entretanto, la corriente enfriada y de vapor rico que tiene los parámetros como en el punto 109 se forma en una parte superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 está en un estado de líquido saturado el cual está cercano al equilibrio con la corriente S142 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 207, mientras que la corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 está en un estado de vapor saturado cercano al equilibrio con la corriente S158 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 102. la corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 se combina con la corriente S144 que tiene los parámetros como en el punto 108, formándose la corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110, como se describe arriba. La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 entra a una segunda bomba P12 de circulación, donde esta se bombea a una presión alta necesario, formando se una corriente S162 que tiene los parámetros como en un punto 203. Las composiciones de las corrientes, S160 y S162, líquidas en los puntos 103 y 203 son substancialmente más pobres que las corrientes S140, S120, S144 y S142 , de fluido de trabajo pobre. La corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 301, como se describe arriba, se separa entonces en dos sub-corrientes S164 y S1666 que tienen los parámetros como en los puntos 307 y 308 respectivamente. El caudal másico de la corriente S166 en el punto 309 es igual al caudal másico de la corriente SlOO de fluido de trabajo rico que entra al sistema en el punto 29 desde el CTCSS, en tanto que el caudal de la corriente S164 en el punto 307 es igual al caudal másico de la corriente S106 en el punto 95. Alternativamente, como se muestra en la Figura 3 que ilustra la Variante lal, la corriente S138 que tiene los parámetros como en el punto 301 no se divide en dos sub-corrientes y en lugar de ello toda la corriente S138 se vaporiza y se envía a la válvula TV11 de control de estrangulación. Para corregir la composición de la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316, la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412 se divide en dos sub-corrientes S192 y S194 que tienen los parámetros como en los puntos 331 y 338 respectivamente. La corriente S192 se envía al intercambiador HE16 de calor emergiendo como la corriente S180 que tiene los parámetros como en el punto 413. La corriente S194 que tiene los parámetros como en el punto 338 se mezcla entonces con la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 formándose una corriente S196 que tiene los parámetros como en el punto 339, la cual se envía entonces al intercambiador HE13 de calor emergiendo como la corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 321. La corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 pasa a través de una tercera válvula TV12 de estrangulación, formándose una corriente S168 que tiene los parámetros como en un punto 306. la corriente S162 de líquido sub-enfriado que tiene los parámetros como en el punto 203, como se describe arriba, pasa a través de un séptimo intercambiador HE17 de calor, donde esta se calienta y se vaporiza completamente en contraflujo en un séptimo proceso de intercambio de calor por medio de la corriente S116 de gas de combustión que tiene los parámetros iniciales como en el punto 601 y los parámetros finales como en el punto 602 como se describe abajo, formándose una corriente S170 que tiene los parámetros como en un punto 303, correspondientes, o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. Después, la corriente S170 que tiene los parámetros como en el punto 303 se combina con la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306, formándose una corriente S172 que tiene los parámetros como en el punto 308. La composición y el caudal másico de la corriente S172 en el punto 308 son los mismos que la composición y el caudal másico de la corriente S140 en el punto 205, como se describe arriba, donde la composición comprende el fluido de trabajo pobre. La corriente S166 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 309 pasa a través de un quinto intercambiador HE15 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un quinto paso de intercambio de calor, por medio de una corriente S174a de un agente de transferencia de calor a alta temperatura que tiene los parámetros iniciales como en un punto 501, como se describe abajo, formándose una corriente S176 que tiene los parámetros como en un punto 409. Después, la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409 pasa a través de una válvula TVll de admisión, formándose una corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 410, y entra a una turbina HPT de presión alta, donde esta se expande, produciendo energía, y se convierte en la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412. Después, la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412 pasa a través del sexto intercambiador HE16 de calor, donde esta se enfría, liberando calor en el sexto proceso de intercambio de calor, formándose una corriente S180 que tiene los parámetros como en un punto 413. La corriente S180 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 413 ingresa a la turbina LPT de presión baja, donde esta se expande, produciendo energía, y se vuelve una corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138. La corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, la cual, en la modalidad preferida estaría en, o cercana a un estado de vapor saturado y se envía al CTCSS . La corriente S172 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 308 pasa a través de un cuarto intercambiador HE14 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un cuarto proceso de intercambio de calor por medio de una corriente S174b del agente de transferencia de calor a alta temperatura que tiene parámetros iniciales como en un punto 503 y parámetros finales como en un punto 504, como se describe abajo, formándose una corriente S184 que tiene los parámetros como en un punto 408. La corriente S184 que tiene los parámetros como en el punto 408 pasa a través de una segunda válvula TV10 de admisión, formándose una corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 411, y entra a la turbina LCT de solución de trabajo de concentración baja, como se describe arriba, donde esta se expande, produciendo energía, y se vuelve la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316. La corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 pasa a través del tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando calor para el tercer proceso de intercambio de calor, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205, como se describe arriba. Si la presión de la corriente S186 de fluido de trabajo de concentración baja que tiene los parámetros como en el punto 411 en la admisión de la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración baja como se describe arriba, es igual a la presión de la corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 410 en la admisión a la turbina HPT de presión alta, entonces la presión de la corriente 307 no cambia cuando esta pasa a través de la tercera válvula TV12 de estrangulación, y por lo tanto los parámetros de la corriente S168 en el punto 306 son los mismos que los parámetros de la corriente S164 en el punto 307. La adquisición de calor por el sistema de esta invención ocurre en su mayor parte en los intercambiadores de calor HE14 y HE15 de sobrecalentamiento, donde se sobrecaliente el fluido de trabajo. En el proceso de sobrecalentamiento, el coeficiente de película de la transferencia de calor dentro de los tubos del intercambiador de calor es relativamente bajo, y como resultado, si estos tubos debieran ser expuestos directamente al gas de combustión caliente, entonces estos serían sobrecalentados y sufrirían un daño severo . Por lo tanto, se implementa un proceso de transferencia de calor de la corriente S116 del gas de combustión a la corriente S174 del agente de transferencia de calor a alta temperatura. Por lo tanto, la corriente S174 del gas de combustión caliente de la zona de combustión o el reactor de combustión, que tiene parámetros iniciales como en un punto 600 pasa a través de un intercambiador de calor del horno o el octavo intercambiador F/HE19 de calor, donde esta se enfría, y obtiene parámetros finales como en el punto 601, transfiriendo calor a la corriente S174 del agente de transferencia de calor a alta temperatura que tiene parámetros iniciales como en un punto 509 y parámetros finales como en un punto 500 como se describe abajo. Después, la corriente S174 que tiene los parámetros como en el punto 500 se divide en las dos sub-corrientes S174a y S174b que tienen los parámetros como en los puntos 501 y 503 respectivamente . Los agentes de transferencia de calor de alta temperatura pueden ser metales líquidos, sales fundidas, u otras substancias bien conocidas. En las tablas que siguen, el agente de transferencia de calor de alta temperatura se denomina THERM. Después que las corrientes S174b y S174a transfieren calor en el cuarto y el quinto intercambiadores HE14 y HE15 de calor a las corrientes S166 y S172, las corrientes S174a y S174b que tienen los parámetros como en los puntos 502 y 504 se combinan, reformándose la corriente S174 que tiene los parámetros como en un punto 505. la corriente S174 que tiene los parámetros como en el punto 505 entra a una bomba PT de circulación del therm, donde esta se bombea a una presión aumentada suficiente para proporcionar una velocidad de circulación deseada del agente de transferencia de calor de alta temperatura, cambiando los parámetros de la corriente S174 a los parámetros en el punto 509.
La corriente S116 de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 601 y que sale de intercambiador F/HE19 de calor del horno como se describe arriba, ha sido enfriada a una temperatura moderada, y se usa adicionalmente para transferir calor a las corrientes S162 y S114 en el séptimo y el cuarto procesos de intercambio de calor en los intercambiadores HE17 y HE20 de calor como se describe arriba. La corriente S116 del gas de combustión se puede enfriar adicionalmente en un CTCSS que es más complejo que un condensador simple, proporcionando una utilización más completa del calor disponible de la corriente S116 de gas de combustión. Un diagrama de flujo de un condenador simple para usarse en el sistema de esta invención se muestra en la Figura 2, y opera como sigue. La corriente S182 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 138 pasa a través de un Condensador, donde esta se enfría y se condensa completamente en contraflujo con una corriente S188 de agua o aire de enfriamiento que tienen parámetros iniciales como en un punto 51 en una admisión del Condensador y parámetros finales como en un punto 52 en una descarga del Condensador, formándose una corriente S190 que tiene parámetros como en un punto 27, correspondientes a un estado de líquido saturado. Después, la corriente S190 de fluido de trabajo rico, completamente condensada que tiene los parámetros como en el punto 27 se bombea por medio de una bomba PF de alimentación, a una presión alta requerida, formándose la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, la cual se envía de regreso al sistema. El inventor ha llevado a cabo los cálculos para la Variante la, donde se usó aire caliente como la fuente de calor, en lugar del gas de combustión. Esta se hizo para propósitos de generalización puesto que el gas de combustión puede tener diferentes composiciones en diferentes sistemas. Una persona experimentada en la técnica puede sustituir fácilmente el gas de combustión por aire en los cálculos. Para los propósitos de estos cálculos, el calor específico del agente de transferencia de calor de alta temperatura, THERM, se ha establecido igual a 1. Substituyendo el calor específico actual de cualquier agente de transferencia de calor, de alta temperatura específico, cambiaría sólo un caudal másico del agente en el subsistema de fluido de temperatura alta. Una persona experimentada en la técnica puede hacer y calculas fácilmente tal substitución. Los parámetros de todos los puntos clave de la Variante la del sistema de esta invención, con un condensador simple, se presentan en la Tabla 1.
En el sistema de esta invención, como se describe arriba, el gas de combustión, el cual es la fuente de calor usada para generar la energía útil se enfría a una temperatura relativamente baja. Este enfriamiento es posible solamente en el caso donde tal gas de combustión no es corrosivo, como en el caso de la combustión de biomasa o la combustión de carbón limpio. Pero en el caso donde el gas de combustión es corrosivo, como en el caso de la incineración de desechos municipales, etc., este puede ser enfriado solamente a una temperatura relativamente alta. En el caso donde el gas de combustión sólo puede ser enfriado a una temperatura relativamente alta, el noveno intercambiador HE20 de calor se excluye del sistema, y la corriente S116 de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 602 se envía a un conducto. La variante del sistema de esta invención en la cual se excluye el noveno intercambiador de calor se denomina como la Variante 2a y se muestra en la Figura 4. Es evidente que en este caso, la corriente S108 completa que tiene los parámetros como en el punto 101, se envía al segundo intercambiador HE12 de calor, formándose directamente la corriente S124 que tiene los parámetros como en el punto 300. Alternativamente, como se muestra en la Figura 5 que ilustra la Variante lal, la corriente S138 gue tiene los parámetros como en el punto 301 no se divide en dos sub-corrientes y en lugar de ello toda la corriente S138 se vaporiza y se envía a la válvula TVll de control de estrangulación. Para corregir la composición de la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316, la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412 se divide en dos sub-corrientes S192 y S194 que tienen los parámetros como en los puntos 337 y 228. La corriente S102 se envía al intercambiador HE16 de calor emergiendo como la corriente S180 que tiene los parámetros como en el punto 413. La corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 338 se mezcla entonces con la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 formándose una corriente S196 que tiene los parámetros como en el punto 339, la cual se envía entonces al intercambiador HE13 de calor emergiendo cono la corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 321. Tanto la Variante la como la Variante 2a se pueden simplificar al excluir el enfriador intermedio o el sexto intercambiador HE16 de calor. Tal simplificación resulta en una reducción de la eficiencia del sistema de esta invención en una extensión que ser demostrará abajo. Esta variante simplificada del sistema (con el enfriador HE16 intermedio excluido) cuando se aplica a la Variante la se denominará como la Variante Ib, y se muestra en la Figura 6. La simplificación análoga de la Variante 2a se muestra en la Figura 7 y se denomina como la Variante 2b. Para la Variante Ib y la Variante 2b, el subsistema de turbina bifásica para la corriente S178 de concentración alta o de fluido de trabajo rico se reemplaza con una turbina HTC simple de fluido de trabajo de concentración alta, y la corriente de la corriente S182 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 138 que sale de la turbina HCT de fluido de trabajo de concentración alta estará en un estado de vapor sobrecalentado . Tanto la Variante lb como la Variante 2b se pueden simplificar adicionalmente al excluir el sobrecalentador o el quinto intercambiador HE15 de calor. En estos casos, la corriente S166 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 309 se sobrecalienta sólo de manera recuperativa, y después se envía directamente a la turbina HPT de presión alta. Esta simplificación también resulta en una eficiencia reducida en el sistema de esta invención. Tales variantes simplificadas del sistema que excluyen el sobrecalentador HE15, se designaran como la Variante lc cuando se aplican a la Variante lb, como se muestra en la Figura 8. La simplificación análoga de la Variante 2b está referida como la Variante 2c como se muestra en la Figura 9. Debería estar claro que la Variante 2a, la Variante 2b y la Variante 2c pueden ser usadas no sólo en los casos donde el gas no debe ser enfriado a una temperatura demasiado baja, sino también como simplificaciones de la Variante la, la Variante Ib y la Variante le, respectivamente. Usualmente, en la Variante la, la Variante 2a, la Variante lb y la Variante 2b, las temperaturas de admisión a la turbina HPT de presión alta o a la turbina HCT de fluido de trabajo de concentración alta y la turbina LCT de la corriente de , trabajo de concentración baja son las mismas, o muy cercanas, donde "muy cercanas" significa que las temperaturas están en un rango de aproximadamente 2% una de la otra. Si estas temperaturas son suficientemente altas, entonces la presión en la admisión de la turbina de la LCT de la corriente de fluido de trabajo de concentración baja para la corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 411 es la misma que la presión en la admisión de la turbina para la HPT o la HCT para la corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 410, y después de la expansión, la corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316 está en un estado de vapor sobrecalentado y puede ser enfriada en el tercer intercambiador H313 de calor. Pero si la temperatura de admisión es relativamente baja, entonces el estado de la corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316 podría estar en un estado de vapor saturado o aun húmedo. Sin embargo, para la operación de segundo intercambiador HE12 de calor y la torre SC2 de lavado, es necesario que la temperatura de la corriente S130 en el punto 316 no sea menor que una temperatura requerida de la corriente S140 en el punto 205. Por lo tanto, en el caso de que la temperatura de admisión sea demasiado baja. La presión de admisión para la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración baja debe ser bajada, de modo tal que la temperatura de la corriente S130 en el punto 316 no sería menor que una temperatura requerida de la corriente S140 en el punto 205. En tal caso, las presiones de las corrientes S162, S172, S140 y S184 en los puntos 203, 308, 205 y 408 se reducen correspondientemente y la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307, mientras pasa a través de la tercera válvula TV12 de estrangulación, tiene su presión reducida, de modo tal que la presión de la corriente S168 en el punto 306 es igual a la presión de la corriente S170 en el punto 303. Es evidente que en este caso, el tercer intercambiador HE13 de calor no se usa y no existe. Es claro de lo citado más arriba que la corriente S140 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 205, después de la condensación parcial en el segundo intercambiador Hel2 de calor y el proceso de transferencia de calor y masa en la torre SC2 de lavado, ha sido separada en dos corrientes; una corriente S106 de fluido de trabajo rico con una composición como en el punto 95 y las corrientes S160 y S162 de líquido pobre con una composición como en los puntos 103 y 203. La corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95 se combinó entonces con una corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29 de fluido rico, que entra en el sistema desde el CTCSS, y después se vaporizó completamente junto con la corriente S114 de fluido de trabajo rico en el noveno intercambiador HE20 de calor y la corriente S112 de fluido de trabajo rico en el segundo intercambiador HE12. Como resultado, una porción substancial de la corriente S140 inicial que tiene los parámetros como en el punto 205 ha sido re-vaporizada a una temperatura alta por medio del calor liberado por la condensación parcial de la misma corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 a presión baja. Este es un aspecto importante del sistema de esta invención. El sistema de esta invención, como se describe arriba, incluye dos corrientes de admisión, es decir, la corriente S116 de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 600, y la corriente SlOO de líquido sub-enfriado, presurizado que tiene los parámetros como en el punto 29. El sistema también incluye dos corrientes de descarga, es decir, la corriente Sil6 enfriada de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 603 en el caso de las Variantes la y lb, y la corriente S116 que tiene los parámetros como en el punto 602 en el caso de la Variante Sl y la Variante 2b. El sistema de esta invención también incluye una corriente sl82 de vapor de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 138, la cual ha sido expandida en la porción de turbina LPT de presión baja del montaje de turbina de trabajo rico, es decir, la turbina de presión alta y la turbina de presión baja en las Variantes la y 2a y la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración alta de las Variantes lb&c y 2b&c . La corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 debe ser condensada y después bombeada a una presión igual que la de la corriente SlOO en el punto 29. La manera más simple de hacerlo es pasar la corriente S182 gue tiene los parámetros 138 a través de un condensador enfriado por agua o aire externa como se describe arriba. Las eficiencias relativas de las seis variantes del sistema de esta invención como se describen arriba, operando con un condensador simple como se muestra en la Figura 2, a condiciones ISO ambientes (la temperatura del aire es de 59°F; la humedad relativa del aire es del 60% a nivel del mar) se muestran en la Tabla 2. En la Tabla 2, se muestra gue la Variante Ib de esta invención tiene una eficiencia neta de 10,000 kW. Para todas las otras variantes, se asume la misma fuente de calor. El desempeño y la eficiencia del sistema de esta invención se pueden aumentar significativamente si esta se combina con un CTCSS en lugar del condensador simple como se describe arriba. El uso de un CTCSS permite que la presión de condensación, y respectivamente la presión de la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, sean substancialmente menores de lo que es posible usando un condensador simple. Esto aumentará la producción de energía de la turbina LPT de presión baja y la eficiencia del sistema como un todo. Por lo tanto en las modalidades alternativas del sistema de esta invención, la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 se envía a una de las varias variantes de un subsistema de condensación y compresión térmica (CTCSS) donde esta puede ser condensada a una presión significativamente menor que la presión de condensación requerida del fluido de trabajo de composición rica a la temperatura ambiente, resultando en un aumento de la eficiencia. En una solicitud previa dedicada específicamente a las diferentes variantes del CTCSS, se describieron 5 variantes básicas del CTCSS . Cada variante del CTCSS se podría incorporar en dos sub-variantes a y b; con (a) , y sin (b) , precalentando el fluido de trabajo condensado. Para el sistema propuesto, se prefieren las variantes del CTCSS sin precalentamiento del fluido de trabajo. Para la Variante la-c del sistema de esta invención, se pueden usar todas las cinco variantes del CTCSS. Puesto que la Variante 2a-c del sistema de la presente invención no permite el enfriamiento del gas de combustión a una temperatura baja, sólo las Variantes 3-5 del CTCSS se pueden usar con la Variante 2a-c del sistema de esta invención. En la tabla 2 se tabulan las eficiencia relativas, a condiciones ISO, de la Variante la, la Variante Ib, la Variante 2a y la Variante 2b del sistema de esta invención, asumiendo la misma fuente de calor y usando un condensador simple para condensar la corriente S182 para formar la corriente SlOO. La eficiencia relativa, a condiciones ISO, de la Variante la, la Variante Ib, la Variante 2a y la Variante 2b con las diferentes variantes del CTCSS sin precalentamiento, como se describe arriba, se tabulan en la Tabla 3.
Tabla 2 Datos de Eficiencia de Energía para las Variantes la-c y 2a-c Usando un Condensador Simple Tabla 3 Datos de Eficiencia de Energía para las Variantes la-b y 2a-b Usando Diferentes Variantes de CTCSS En suma, el sistema de esta invención consiste de 6 variantes . En combinación con un condensador simple y varías variantes del CTCSS, hay 30 posibles modalidades y combinaciones del sistema de energía de esta invención. Una persona experimentada en la técnica será capaz de seleccionar la variante y la combinación del sistema de esta invención y un condensador simple o un CTCSS tal como el que sea será conveniente para cualquier condición económica o técnica dada.
Las plantas de energía de biomasa del estado actual de la técnica tienen una eficiencia de LHV que no excede el 20%. En contraste, la variante más simple y menos eficiente del sistema de esta invención, la Variante 2a, que utiliza un condensador simple, tiene una eficiencia de LHV de 26.537%, es decir, 1.327 veces mayor que las plantas de energía del estado del arte operadas a la fecha. La variante más eficiente del sistema de esta invención, la Variante la con la Variante Ib del CTCSS tiene una eficiencia de LHV de 33.433%; es decir, 1.672 veces mayor que el estado del arte actual. Variante la del CTCSS Refiriéndonos ahora a la Figura 2 , se muestra de manera general una modalidad preferida de un CTCSS de esta invención, y se designa aquí como la Variante la del CTCSS . La Variante la del CTCSS representa una variante muy completa de los CTCSSs de esta invención. Ahora se describe la operación de la Variante la del CTCSS del CTCSS de esta invención. Una corriente S182 que tiene los parámetros como en un punto 138, la cual puede estar en un estado de vapor sobrecalentado o en un estado de vapor saturado o ligeramente húmedo, entra al CTCSS 200. la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 se mezcla con una primera corriente S202 mezclada que tiene los parámetros como en un punto 71, la cual está en un estado de mezcla líquido-vapor (como se describe más completamente aquí) , formándose una primera corriente S204 combinada que tiene los parámetros como en un punto 38. Si la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 está en un estado de vapor saturado, entonces la temperatura de la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71 se debe elegir de manera tal que corresponda a un estado de vapor saturado. Como resultado, la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38 estará en un estado de vapor ligeramente húmedo. Alternativamente, si la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 está en un estado de vapor sobrecalentado, la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71 se debe elegir en una manera tal que la corriente S204 que tiene los parámetros como en un punto 38 debería estar en, o cercana a, un estado de vapor saturado, donde "cercana" significa que el estado del vapor está en un rango de 5% del estado de vapor saturado del vapor. En todos los casos, los parámetros de la corriente S202 en el punto 71 se eligen de manera tal que se maximice una temperatura de la corriente S204 en el punto 38. Después, la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38 pasa a través de un primer intercambiador Hel de calor, donde esta se enfría y se condensa parcialmente y libera calor en un primer proceso de intercambio de calor, produciéndose una segunda corriente S206 mezclada que tiene los parámetros como en un punto 15. La corriente S206 que tiene los parámetros como en el punto 15 se mezcla entonces con una corriente S208 que tiene los parámetros como en un punto 8, formándose una corriente S210 que tiene los parámetros como en un punto 16. En la modalidad preferida de esta invención, las temperaturas de las corrientes S208, S206 y S210 gue tienen los parámetros como en los puntos 8, 15 y 16 respectivamente, son iguales o muy cercanas, en un rango de aproximadamente 5%. La concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S208 gue tiene los parámetros como en el punto 8 es substancialmente menor gue la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S206 que tiene los parámetros como en el punto 15. Como resultado, la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S210 gue tiene los parámetros como en el punto 16 es menor gue la concentración del componente con punto de ebullición bajo de la corriente S206 gue tiene los parámetros como en el punto 15, es decir, la corriente S219 gue tiene los parámetros como en el punto 16 es más pobre que la corriente S206 que tiene los parámetros como en el punto 15. La corriente S210 que tiene los parámetros como en el punto 16 pasa a través de un segundo intercambiador HE2 de calor, donde esta se condensa más y se libera calor en un segundo proceso de intercambio de calor, formándose una corriente S212 que tiene los parámetros como en un punto 17. La corriente S212 que tiene los parámetros como en el punto 17 pasa entonces a través de un tercer intercambiador HE3 de calor, donde esta se condensa más en un tercer proceso de intercambio de calor para formar una corriente S214 gue tiene los parámetros como en un punto 18. En el punto 18, la corriente S214 se condensa parcialmente, pero su composición, aungue substancialmente más pobre gue las composiciones de la corriente S182 y S204 gue tienen los parámetros como en los puntos 138 y 38, es tal gue esta no puede ser condensada completamente a la temperatura ambiente. La corriente S214 gue tiene los parámetros como en el punto 189 se mezcla entonces con una corriente S216 gue tiene los parámetros como en un punto 14, formándose una corriente S218 gue tiene los parámetros como en un punto 19. La composición de la corriente S218 gue tiene los parámetros como en el punto 19 es tal gue esta puede ser condensada completamente a la temperatura ambiente . La corriente S218 gue tiene los parámetros como en el punto 19 pasa entonces a través de un condensador HE4 de presión baja, donde esta se enfría en un cuarto proceso de intercambio de calor en contraflujo con una corriente S220 de agua de enfriamiento o aire de enfriamiento gue tiene los parámetros iniciales como en un punto 51 y parámetros finales como en un punto 52, condensándose completamente para formar una corriente S222 gue tiene los parámetros como en un punto 1. La composición de la corriente S222 gue tiene los parámetros como en el punto 1, designada aguí como la "solución básica", es substancialmente más pobre gue la composición de la corriente S182 gue tiene los parámetros como en el punto 138, la cual entra al CTCSS 100. Por lo tanto, la corriente S222 gue tiene los parámetros como en el punto 1 debe ser destilada a una presión elevada con el fin de producir una corriente S182 gue tiene los parámetros como en el punto 138, pero a una presión elevada gue permita a la corriente condensarse completamente . La corriente S222 gue tiene los parámetros como en el punto 1 se divide entonces en dos sub-corrientes S224 y S226 gue tienen los parámetros como en los puntos 2 y 4 respectivamente. La corriente S224 gue tiene los parámetros como en el punto 2 entra a una cuarta bomba P4 de circulación, donde esta se bombea a una presión elevada formándose una corriente S228 gue tiene los parámetros como en un punto 44, loa cuales corresponden a un estado es líguido sub-enfriado . Después, la corriente S228 gue tiene los parámetros como en el punto 44 pasa a través de un tercer intercambiador HE3 de calor en contraflujo con la corriente S212 que tiene los parámetros como en el punto 17 en un tercer proceso de intercambio de calor como se describe arriba, se calienta formándose una corriente S230 que tiene los parámetros como en un punto 14. La corriente S230 que tiene los parámetros como en el punto 14 esta en, o cercana a un estado de líquido saturado. Otra vez, el término "cercana" significa que el estado de la corriente S230 está en un rango de 5% de ser un líquido saturado. Después, la corriente S230 que tiene los parámetros como en el punto 14 se divide en dos sub-corrientes S232 y S234 que tienen los parámetros como en los puntos 13 y 22 respectivamente. La corriente S234 que tiene los parámetros como en el punto 22 se divide entonces en dos sub-corrientes S236 y S238 que tienen los parámetros como en los puntos 12 y 21 respectivamente. La corriente S236 que tiene los parámetros como en el punto 12 pasa a través del segundo intercambiador HE2 de calor, donde esta se calienta y se vaporiza parcialmente en contraflujo con la corriente S200 que tiene los parámetros como en el punto 16, como se describe arriba, en un segundo proceso de intercambio de calor, formándose una corriente S240 que tiene los parámetros como en un punto 11. La corriente S240 que tiene los parámetros como en el punto 11 pasa entonces a través del primer intercambiador HE1 de calor, donde esta se calienta más y se vaporiza en contraflujo con la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38 como se describe arriba, en un primer proceso de intercambio de calor, formándose una corriente S242 que tiene los parámetros como en un punto 5. La corriente S242 que tiene los parámetros como en el punto 5, la cual está en un estado de una mezcla vapor-líquido, entra a un primer separador Sl, donde esta se separa en una corriente S244 de vapor saturado que tiene los parámetros como en un punto 6 y una corriente S246 de líquido saturado que tiene los parámetros como en un punto 7. La corriente S246 líquida que tiene los parámetros como en el punto 7 se divide en dos sub-corrientes S248 y S250 que tienen los parámetros como en los puntos 71 y 72 respectivamente. La corriente S248 gue tiene los parámetros como en el punto 70 pasa entonces a través de un octavo intercambiador HE8 de calor, donde esta se calienta y se vaporiza parcialmente en un octavo proceso de intercambio de calor, en contraflujo con una corriente S252 portadora de calor externa gue tiene los parámetros iniciales como en un punto 638 y parámetros finales como en un punto 639, formando se una corriente S254 gue tiene los parámetros como en un punto 74. Después, la corriente S254 gue tiene los parámetros como en el punto 74 pasa a través de una quinta válvula TV5 de estrangulación, donde se reduce su presión a una presión igual a la presión de la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, formándose la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71. Después, la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71 se mezcla con la corriente S182 que tiene los parámetros comp en el punto 138, formando se la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38 como se describe previamente. La corriente S250 que tiene los parámetros como en el punto 72 pasa entonces a través de una primera válvula TV1 de estrangulación, donde su presión se reduce, formándose una corriente S256 que tiene los parámetros como en un punto 73. La presión de la corriente S256 que tiene los parámetros como en el punto 73 es igual a la presión de las corrientes S206, S208, y S210 que tienen los parámetros como en los puntos 15, 8 y 16. Después, la corriente S256 que tiene los parámetros como en el punto 73 se mezcla con una corriente S258 que tiene los parámetros como en un punto 45, formándose la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8. La corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8 se mezcla entonces con la corriente S206 que tiene los parámetros como en el punto 15, formándose la corriente S210 que tiene los parámetros como en el punto 16, como se describe arriba. Entretanto, la corriente S244 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 6 se envía a una parte inferior de una primera torre de lavado SCI, la cual es en esencia un intercambiador de calor y masa de contacto directo. Al mismo tiempo, la corriente S238 que tiene los parámetros como en el punto 21, como se describe arriba, se envía a la porción superior de la primera torre de lavado SCI . Como resultadote la transferencia de calor y masa en la primera torre SCI de lavado, se produce una corriente S260 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 35, la cual está en un estado cercano al equilibrio ("cercano" significa en un rango de aproximadamente 5% de los parámetros de la corriente S244) con la corriente S244 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 6, y se remueve desde la parte inferior de la primera torre de lavado SCI. Al mismo tiempo, una corriente S262 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 30, la cual está en un estado cercano al equilibrio con la corriente S238 que tiene los parámetros como en el punto 21, sale desde la parte superior de la torre de lavado SCI . La corriente S262 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 30 se envía entonces a un quinto intercambiador HE5 de calor, donde esta se enfría y se condensa parcialmente en contraflujo con una corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 28 en un guinto proceso de intercambio de calor, formándose una corriente S266 que tiene los parámetros como en un punto 25. La corriente S260 liquida que tiene los parámetros como en el punto 35 se remueve desde la parte inferior de la torre de lavado SCI y se envía a través de una cuarta válvula TV4 de estrangulación, donde su presión se reduce a una presión igual a la presión de la corriente S256 que tiene los parámetros como en el punto 73, formándose la corriente S258 que tiene los parámetros como en el punto 45. La corriente S258 que tiene los parámetros como en el punto 45 se mezcla entonces con la corriente S256 que tiene los parámetros como en el punto 73, formándose la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8 como se describe arriba. La corriente S232 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 13, la cual ha sido precalentada en el tercer intercambiador HE3 de calor como se describe arriba, pasa a través de una segunda válvula TV2 de estrangulación, donde su presión se reduce a una presión intermedia (es decir, una presión la cual es menor que la presión de la corriente S230 que tiene los parámetros como en el punto 14 , pero mayor que la presión de la corriente S222 que tiene los parámetros como en el punto 1) , formándose una corriente S268 con parámetros como en el punto 43, correspondientes a un estado de mezcla vapor-líquido. Después, la corriente S268 que tiene los parámetros como en el punto 43 se envía a un tercer separador S3, donde esta se separa en una corriente S270 de vapor como en un punto 34, y una corriente S272 de líquido que tiene los parámetros como en un punto 32. Una concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S270 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 34, es substancialmente mayor que la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, cuando esta entra al CTCSS 200 como se describe arriba. La corriente S272 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 32 tiene una concentración del componente con punto de ebullición bajo la cual es menor que la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S222 que tiene los parámetros como en el punto 1, como se describe arriba . La corriente S226 líquida de solución básica que tiene los parámetros como en el punto 4 como se describe arriba, entra a una primera bomba Pl de circulación, donde esta se bombea a una presión igual a la presión de la corriente S270 que tiene los parámetros como en el punto 34, formándose una corriente S274 que tiene los parámetros como en un punto 31 correspondientes a un estado de líquido sub-enfriado. Después, la corriente S274 de líquido sub-enfriado que tiene los parámetros como en el punto 31 y la corriente S270 de vapor saturado que tiene los parámetros como en el punto 34, se combinan formándose una corriente S276 que tiene los parámetros como en un punto 3. La corriente S276 que tiene los parámetros como en el punto 3 se envía entonces a un condensador de presión intermedia o un séptimo intercambiador HE7 de calor, donde esta se enfría y se condensa completamente en un séptimo proceso de intercambio de calor, en contraflujo con una corriente S278 de agua o aire de enfriamiento que tiene los parámetros iniciales como en un punto 55 y que tiene parámetros finales como en un punto 56, formándose una corriente S280 que tiene los parámetros como en un punto 23. La corriente S280 que tiene los parámetros como en el punto 23 entra entonces a una segunda bomba P2 de circulación donde su presión se aumenta a una presión igual a la de la corriente S266 que tiene los parámetros como en el punto 25 como se describe arriba, formándose una corriente S282 con parámetros como en un punto 40. La corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 se mezcla entonces con la corriente S266 que tiene los parámetros como en el punto 25 como se describe arriba, formándose una corriente S284 que tiene los parámetros como en un punto 26. La composición y el caudal de la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 son tales que la corriente S284 que tiene los parámetros como en el punto 26 tiene la misma composición y caudal que la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, la cual entra al CTCSS 100, pero tiene una presión substancialmente mayor. Después, la corriente S284 que tiene los parámetros como en el punto 26 entra a un condensador a presión alta o sexto intereambiador HE6 de calor, donde esta se enfría y se condensa completamente en un sexto proceso de intercambio de calor, en contraflujo con una corriente S286 de agua o aire de enfriamiento que tiene los parámetros iniciales como en un punto 53 y parámetros finales como en un punto 54, formándose una corriente S288 que tiene los parámetros como en un punto 27, correspondientes a un estado de líquido saturado. La corriente S288 que tiene los parámetros como en el punto 27 entra entonces a una tercera bomba P3 de alimentación, donde esta se bombea a una presión alta deseada, formándose la corriente S264 que tiene los parámetros como en el punto 28. Después, la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28 se envía a través del quinto intercambiador HE5 de calor, donde esta se calienta, en contraflujo con la corriente S262 que tiene los parámetros como en el punto 30 en el quinto proceso de intercambio de calor, formándose una corriente SlOO que tiene los parámetros como en un punto 29 como se describe arriba. La corriente S290 que tiene los parámetros como en un punto 29 sale entonces del CTCSS 100, y regresa al sistema de energía. Este CTCSS de esta invención esta cerrado porque no se agrega materia a ningún sistema en el CTCSS . En algunos casos, no es necesario el precalentamiento del fluido de trabajo que se produce en el CTCSS. En tales casos, el quinto intercambiador HE5 de calor se excluye de la variante la del CTCSS descrita arriba. Como resultado, la corriente S262 gue tiene los parámetros como en el punto 30 y la corriente S266 que tiene los parámetros como en el punto 25 son la misma, y la corriente S264 gue tiene los parámetros como en el punto 28 y la corriente SlOO gue tiene los parámetros como en el punto 29 son la misma como se muestra en la Figura 3. El sistema CTCSS en el cual se excluye el HE5 se denomina la Variante Ib del CTCSS . Los CTCSSs de esta invención proporciona una utilización altamente efectiva del calor disponible de la corriente S182 de condensación de la solución de trabajo gue tiene los parámetros como en el punto 138 y del calor de las fuentes externas tales como de la corriente S252. A diferencia de un sistema análogo descrito en la técnica previa, la corriente S246 de líguido pobre gue tiene los parámetros como en el punto 7, gue viene del primer separador Sl, no se enfría en un intercambiador de calor separado, sino más bien una porción de la corriente S246 se inyecta a la corriente S200 de fluido de trabajo que regresa del sistema de energía. Cuando la corriente S236 de solución básica que tiene los parámetros como en el punto 12 comienza a hervir, esta requiere inicialmente una cantidad substancial de calor, en tanto que al mismo tiempo su elevación de temperatura es relativamente lenta. Esta porción del proceso de recalentamiento ocurre en el segundo intercambiador HE2 de calor. En el proceso de recalentamiento adicional, la velocidad de aumento en las temperaturas se vuelve mucho más rápida. Esta porción adicional del proceso de recalentamiento ocurre en el primer intercambiador HE1 de calor. Al mismo tiempo, en el proceso de condensación de la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38, se libera inicialmente una cantidad de calor relativamente grande, con una reducción de temperatura relativamente lenta. Pero en una condensación posterior, la velocidad de reducción de la temperatura es mucho mayor. Como resultado de este fenómeno, en la técnica previa, las diferencias de temperatura entre la corriente de condensación de solución de trabajo y la corriente de recalentamiento de solución básica son mínimas al inicio y al final del proceso, pero muy grandes a la mitad del proceso . En contraste con la técnica previa, en el CTCSS de esta invención, la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8 es relativamente baja y por lo tanto en el segundo intercambiador HE2 de calor, la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8 no sólo se condensa por si misma, sino que tiene la habilidad de absorber vapor adicional. Como resultado, la cantidad de calor liberado en el segundo intercambiador HE2 de calor en el segundo proceso de intercambio de calor es substancialmente mayor de lo que sería si las corrientes S208 y S206 que tienen los parámetros como en los puntos 8 y 15 respectivamente, se enfriarán por separado y no se recolectaran colectivamente después de combinar las dos corrientes S208 y S206 para formar la corriente S210. Como resultado, la cantidad de calor disponible para el proceso de recalentamiento que comprende el primero y el segundo procesos de intercambio de calor se aumenta substancialmente, lo cual a su vez aumenta la eficiencia del sistema de CTCSS. Mientras más pobre sea la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8, mayor es su habilidad para absorber vapor, y mayor es la eficiencia de los procesos de intercambio de calor que ocurren en el primer y el segundo intercambiadores HE1 y HE2 de calor. Pero la composición de la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8 se define por la temperatura de la corriente S242 que tiene los parámetros como en el punto 5 ; mientras mayor sea la temperatura de la corriente S242 que tiene los parámetros como en el punto 5, más pobre puede ser la composición de la corriente S208 que tiene los parámetros como en el punto 8.
Es por esta razón que el calor externo derivado de la corriente S252 se usa para calentar la corriente S248 que tiene los parámetros como en el punto como en el punto 70, elevándose por lo tanto la temperatura de la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38, y como resultado se eleva también la temperatura de la corriente S242 que tiene los parámetros como en el punto 5. Sin embargo, el incremento de la temperatura de la corriente S242 que tiene los parámetros como en el punto 5 , y correspondientemente la temperatura de la corriente S244 que tiene los parámetros como en un punto 6, lleva a la reducción en la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S244 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 6. El uso de la torre SCI de lavado, en lugar de un intercambiador de calor, para la utilización del calor de la corriente S244 que tiene los parámetros como en el punto 6 permite tanto la utilización del calor de la corriente S244 que tiene los parámetros como en el punto 6 y un aumento de la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S262 de vapor producida que tiene los parámetros como en el punto 30. La corriente S262 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 30 tiene una concentración del componente con punto de ebullición bajo la cual es mayor que la concentración del componente con punto de ebullición bajo en la corriente S244 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 6, y el caudal de la corriente S263 que tiene los parámetros como en el punto 30 es mayor que el caudal de la corriente S244 que tiene los parámetros como en el punto 6. La concentración del componente con punto de ebullición bajo en el fluido de trabajo se restablece en la corriente S284 que tiene los parámetros como en el punto 26, al mezclar la corriente S266, una solución muy rica, que tiene los parámetros como en el punto 25 (o la corriente S262 que tiene los parámetros como en el punto 30, en el caso de la Variante lb del CTCSS) , con la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40. La corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 tiene una concentración mayor del componente con punto de ebullición bajo que la solución básica (es decir, esta enriquecida) . Tal enriquecimiento se ha usado en la técnica previa, pero en la técnica previa, con el fin de obtener este enriquecimiento es necesario un proceso de recalentamiento especial a presión intermedia, requiriéndose varios intereambiadores de calor adicionales . En el CTCSS de esta invención, todo el calor que esta disponible a una temperatura inferior al punto de ebullición de la solución básica (es decir, por debajo de la temperatura de la corriente S230 que tiene los parámetros como en el punto 14) se utiliza en un sólo intercambiador de calor, el tercer intercambiador HE3 de calor. Después, el vapor necesario para producir la corriente S282 enriquecida que tiene los parámetros como en el punto 40 se obtiene simplemente estrangulando la corriente S232 que tiene los parámetros como en el punto 13. Los CTCSSs de esta invención sen pueden simplificar eliminando algunos componentes "modulares". Por ejemplo, es posible enriquecer la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 sin usar el condensador a presión intermedia, el séptimo intercambiador HE7 de calor. Tal sistema con precalentamiento de la corriente S264 de fluido de trabajo gue tiene los parámetros como en el punto 28 se muestra en la Figura 3, y se denomina la Variante 2a del CTCSS. Un sistema similar, pero sin precalentar la corriente S264 de fluido de trabajo gue tiene los parámetros como en el punto 28, se muestra en la Figura 4, y se denomina Variante 2b del CTCSS. En la Variante 2a del CTCSS y la Variante 2b del CTCSS, a diferencia de la Variante del CTCSS y la Variante lb del CTCSS, la presión de la corriente S268 que tiene los parámetros como en el punto 43 se elige de manera tal que cuando se mezcla la corriente S279 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 34 y la corriente S274 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 31, la corriente S274 de líquido sub-enfriado que tiene los parámetros como en el punto 31 absorbe completamente la corriente S270 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 34, y la corriente S276 resultante que tiene los parámetros como en el punto 3 está en un estado de líquido saturado, o ligeramente sub-enfriado. Después, el líquido s276 que tiene los parámetros como en el punto 3 se envía a la segunda bomba P2 , para formar la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40, y se mezcla con la corriente 25 La simplificación del CTCSS de la Variante 2a del CTCSS y la Variante 2b del CTCSS reduce la eficiencia global de los CTCSS de esta invención, pero al mismo tiempo se reduce también el costo. Otra posible simplificación modular de la Variante la del CTCSS y la Variante Ib del CTCSS se puede usar en un caso donde no se encuentra disponible el calor externo, o se hace la elección de no usar calor externo. Tal variante del CTCSS de esta invención, con precalentamiento de la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28, se muestra en a Figura 5, y se denomina la Variante 3a del CTCSS. Un CTCSS similar de esta invención, pero sin precalentamiento de la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28 se muestra en la Figura 6, y se denomina la Variante 3b del CTCSS. En la Variante 3a del CTCSS y la Variante 3b del CTCSS, la corriente S248 que tiene los parámetros como en el punto 70 no se calienta, sino más bien pasa simplemente a través de la quinta válvula TV5 de estrangulación para formar la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71, y después se mezcla con la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, formándose la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38. Este proceso de mezclado se usa solamente en un caso en que la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 esté en un estado de vapor sobrecalentado. El caudal de las corrientes S248 y S202 que tienen los parámetros como en los puntos 70 y 71 se elige de manera tal que la corriente S204 que tiene los parámetros como en el punto 38 formada como resultado de mezclar la corriente S202 que tiene los parámetros como en el punto 71 y la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 está en un estado de vapor saturado o ligeramente húmedo. También es posible simplificar la Variante 2a del CTCSS y la variante 2b del CTCSS en la misma manera en que la Variante la del CTCSS y la Variante lb del CTCSS se simplifican para obtener la Variante 3a del CTCSS y la Variante 3b del CTCSS. Esta simplificación modular de la Variante 2a del CTCSS y la Variante 2b del CTCSS, con precalentamiento de la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28, se muestra en la Figura 7, y se denomina la Variante 4a del CTCSS; en tanto que una simplificación similar de la Variante 2b del CTCSS sin precalentar la corriente S264 del fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28 se muestra en la Figura 8, y se denomina la Variante 4b del CTCSS . Una simplificación modular final se logra eliminando la torre SCI de lavado, y el uso de la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 sin ningún enriquecimiento, es decir, la composición de la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40 es la misma que la composición de la solución básica. Esta simplificación modular de la Variante 4a del CTCSS, con precalentamiento de la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28 se muestra en la Figura 9 y se denomina como la Variante 5a del CTCSS. Una simplificación similar de la Variante 4b del CTCSS, sin precalentar la corriente S264 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 28, se muestra en la Figura 10, y se denomina la Variante 5b del CTCSS. Se debe notar que la simplificación modular de la Variante 5b del CTCSS y la Variante 5b el CTCSS resulta en una reducción substancial de la eficiencia del CTCSS. También en las Variantes 5a y 5b, la corriente S222 que tiene los parámetros como en el punto 1 no se divide en dos sub-corrientes S222 y S224 las . cuales se presurizan entonces por separado, pero se presurizan como una sola corriente en una bomba P5, formándose una corriente S292 que tiene los parámetros como en un punto 46. La corriente S292 se divide entonces para formar la corriente S228 que tiene los parámetros como en el punto 44 y la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40. Las CTCSS de esta invención se describen en las cinco variantes básicas dadas arriba; (dos de las cuales utilizan calor externo, y tres de las cuales utilizan sólo el calor disponible de la corriente S200 de fluido de trabajo que entra a las CTCSSs de esta invención) . Una persona experimentada en la técnica será capaz de generar combinaciones y variantes adicionales de los sistemas propuestos. Por ejemplo, es posible simplificar la Variante 4a del CTCSS al eliminar la torre EC1 de lavado, en tanto que se retiene el enriquecimiento de la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40. (De igual modo es posible retener la torre SCI de lavado, y eliminar sólo el proceso de enriquecimiento para la corriente S282 que tiene los parámetros como en el punto 40) . Sin embargo, todas las simplificaciones modulares se basan aun en la Variante la del CTCSS inicial de los CTCSSs de esta invención. La eficacia del CTCSS de esta invención, per se, puede ser evaluada por su relación de compresión; es decir, una relación de la presión de la corriente S284 que tiene los parámetros como en el punto 26 (a la entrada del condensador de presión alta, el intercambiador HE6 de calor) a la presión de la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138 (en el punto de entrada de la corriente de solución de trabajo al CTCSS) . El impacto de la eficacia del CTCSS sobre la eficiencia del sistema completo depende de la estructura y los parámetros de trabajo del sistema completo. Para evaluar los CTCSSs de esta invención, se han llevado a cabo varios cálculos. Una corriente que comprende una mezcla de agua-amoniaco que tiene una composición de 0.83 fracción de peso de amoniaco (es decir, 83% en peso de amoniaco) , con una temperatura inicial de 565.56°C (1050 °F) y una presión inicial de 126.54 kg/cm2 (1800 psia), ha sido expandida en una turbina con una eficiencia isentrópica de 0.875 (87.5%). Los parámetros del vapor al salir de la turbina corresponden a la corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138. Tales cálculos se han llevado a cabo para todas las variantes "b" propuestas del CTCSS de esta invención descritas arriba, y para un sistema de condensador simple también.
NUEVA VARIANTE DE LA INVENCIÓN En la solicitud original se presentaron ocho variantes diferentes del sistema en cascada propuesto. Todos estos sistemas usan, como una fuente de calor, una corriente de gas de combustión caliente de una cámara de combustión. Debido al hecho que la temperatura inicial de este gas de combustión puede ser muy alta, este gas de combustión podría no ser usado directamente en los intercambiadores de calor, donde ocurre el sobrecalentamiento del fluido de trabajo. En la aplicación inicial el gas de combustión caliente se enfrió inicialmente en un intercambiador de calor especial, donde si calor se transfirió a un fluido de transferencia de calor de alta temperatura, conocido como "THERM". Después, este therm se usó para transferir calor al fluido de trabajo y para sobrecalentar el fluido de trabajo. Tal arreglo, aunque factible, trae consigo complicaciones adicionales para el sistema. Abajo se describe un nuevo sistema y sus variantes, métodos para implementarlas para usar el calor de un gas de combustión a temperatura alta. Los nuevos sistemas y métodos se describen con referencia a las seis variantes más completas descritas arriba. El nuevo sistema y sus variantes se describen en las Figuras 20-25 y se conocen como las Variantes 3a-c y las variantes 4a-c. La Variante 3a corresponde a la Variante la; la Variante 3b corresponde a la Variante Ib; la Variante 3c corresponde a la Variante le; la Variante 4a corresponde a la Variante 2a; la Variante 4b corresponde a la Variante 4b; y la Variante 4c corresponde a la Variante 2c. Se debería reconocer fácilmente por un artesano ordinario gue las Variantes lal y las Variantes 2al también se pueden construir con un generador de recuperación de calor (HRVG) como se describe abajo. Refiriéndonos ahora a la Figura 20, se muestra un diagrama de flujo de la Variante 3a. el nuevo sistema opera, en esencia, de la misma manera gue la Variante la, como se describe arriba, pero sus diferencias se explican abajo. Una corriente S302 de gas de combustión caliente gue tiene los parámetros como en un punto 600 se mezcla con una corriente S304 de gas de combustión pre-enfriado gue tiene los parámetros como en un punto 510 (como se describe abajo) para formar una corriente S306 de gas de combustión enfriado gue tiene los parámetros como en un punto 500. El caudal y la temperatura de la corriente S304 que tiene los parámetros como en el punto 510 se eligen de manera tal para alcanzar una temperatura deseada de la corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en el punto 500 de modo tal que el generador de recuperación de calor (HRVG) funciona dentro de las especificaciones de temperatura de diseño.
Después, la corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en el punto 500 pasa a través del HRVG, el cual es un aparato idéntico a un generador de vapor de recuperación de calor del tipo usado ampliamente en la industria, pero usado aquí para moderar la temperatura de la corriente de fuente de calor de gas de combustión caliente.
La corriente S306 de gas de combustión caliente que tiene los parámetros como en el punto 500 que pasa a través del HRVG se enfría, liberando calor el cual se transfiere a un fluido de trabajo de un sistema de energía, el cual comprende todo el equipo y las corrientes distintas del HRVG. Cuando en el proceso de enfriamiento, el gas de combustión que comprende la corriente S306 alcanza una temperatura de operación menor correspondiente a una temperatura de la corriente S306 en un punto 506, la corriente S306 de gas de combustión se divide en dos sub-corrientes S308 y S310 que tiene los parámetros como en el punto como en los puntos 509 y 601 respectivamente. La sub-corriente S310 que tiene los parámetros como en el punto 601 tiene un caudal igual a un caudal de la corriente S302 inicial que tiene los parámetros como en el punto 600. La sub-corriente S310 que tiene los parámetros como en el punto 601 se enfría entonces adicionalmente en el HRVG, hasta que esta alcanza una temperatura baja final como en un punto 603, y después se remueve del sistema de energía en cascada.
La sub-corriente S308 de gas de combustión de temperatura menor que tiene los parámetros como en el punto 509 (como se describe arriba) se envía a un ventilador F de recirculación, donde su presión se aumenta ligeramente para formar la corriente S304 de gas de combustión preenfriado que tiene los parámetros como en el punto 510. Después, la corriente S304 de gas de combustión preenfriado que tiene los parámetros como en el punto 510 se mezcla con la corriente S302 de gas de combustión caliente inicial que tiene los parámetros como en el punto 600 para formar la corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en el punto 500 (como se describe arriba) . Tal cambio en el proceso de adquisición de calor lleva a algunos cambios en el proceso global de sistema de energía en cascada de esta invención. La corriente S114 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 106 se envía a una porción A de temperatura baja del HRVG donde esta se calienta para formar una corriente S312 de fluido de trabajo caliente que tiene los parámetros como en un punto 202. (Este proceso es análogo al proceso 106-302 o 602-603, el cual ocurre en el intercambiador HE20 de calor en la Variante la) . Entretanto, la corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203 se envía del mismo modo al HRVG, donde esta se calienta inicialmente, en contraflujo con la corriente S310 de gas de combustión en un proceso de intercambio de calor 601-602 para formar una corriente S314 que tiene los parámetros como en un punto 302, correspondientes a un estado de líquido saturado. Después, la corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 se calienta adicionalmente en el HRVG, en contraflujo con la corriente S306 de gas de combustión en un proceso de intercambio de calor 505-506 para formar una corriente S136 gue tiene los parámetros como en un punto 303. Después, la corriente S316 gue tiene los parámetros como en el punto 303 se mezcla con la corriente S168 de solución de trabajo rica gue tiene los parámetros como en el punto 306 para formar una corriente S318 gue tiene los parámetros como en un punto 308. El calentamiento de la corriente S162 que tiene los parámetros iniciales como en el punto 203 para formar la corriente S316 que tiene los parámetros finales como en el punto 303 es análogo, pero no idéntico al proceso 203-303 de intercambio de calor en el intercambiador HE17 de calor en la Variante la. Las diferencias especificas en este proceso entre el proceso de la variante la y el proceso de la Variante 3a son como sigue: (1) en la Variante 3a, el proceso se divide en dos partes: (a) el precalentamiento de la corriente S162 en el proceso 203-302 de intercambio de calor y después la vaporización de la corriente S314 en el proceso 302-303 de intercambio de calor; y (b) en el proceso 203-302 o 61-602 de intercambio de calor, el caudal de la corriente S310 de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 601 inicialmente y después que tiene los parámetros como en un punto 602 es substancialmente menor que el caudal de la corriente S306 de gas de combustión usada en el proceso 302-303 o 505-506 de intercambio de calor. En la Variante la, el estado de la corriente S170 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 303 corresponde a un estado de vapor saturado, en tanto que en la Variante 3a, el estado de la corriente S316 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 303 es un estado de una mezcla vapor-líquido. Los parámetros de la corriente S316 que tiene los parámetros como en el punto 303 en la Variante 3a se eligen de manera tal que después de ser mezcladas con la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306, la corriente S318 resultante que tiene los parámetros como en el punto 308 está en un estado de vapor saturado, en tanto que en la Variante la, los parámetros de la corriente S172 que tiene los parámetros como en el punto 308 corresponden a un estado de vapor sobrecalentado. Después, la corriente S138 que tiene los parámetros como en el punto 308 continua a través del HRVG en contraflujo con la corriente S306 de gas de combustión en un proceso 503-504 y 504-505 o 501-502 y 502-505 de intercambio de calor, para formar una corriente S320 intermedia que tiene los parámetros como en un punto 304 y por ultimo la corriente S184 sobrecalentada que tiene los parámetros como en el punto 408.
En un modo análogo, las Figuras 21-25 describen los análogos del HRVG de la Variante 2a, la variante Ib, la Variante 2b, la Variante lc y la Variante 2c, respectivamente. En la Variante 3a-c y la Variante 4a-c los sistemas de energía en cascada de esta parte de la aplicación, reemplazan el proceso de calentar la corriente S172 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 308 respectivamente por la corriente S174 de fluido de transferencia de calor que tiene los parámetros como en los puntos 503 a 504 en el intercambiador HE14 de calor de las Variantes la-c, Las Variantes 2a-c, Las Variantes lal y las Variantes 2al. Entretanto, la corriente S166 de solución de trabajo rica en vapor que tiene los parámetros como en el punto 309 también pasa a través del HRVG, donde esta se calienta en contraflujo con la corriente S306 de gas de combustión enfriada en el proceso 501-502 de intercambio de calor, para formar la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409. Este proceso de calentamiento de las Variante 3a-b y las Variantes 4a-b reemplaza el proceso de calentar la corriente S166 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 309, para formar la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409 por medio de la corriente S174 de fluido de transferencia de calor en el proceso 501-502 de intercambio de calor en el intercambiador HE15 de calor en las Variantes la-b y Las Variantes 2a-b. En todos los otros aspectos, las Variantes la-c, y Las variantes 2a-corriente son idénticas a las Variantes 3a-c y las Variantes 4a-c. La eficiencia del sistema en cascada de las Variantes 3a-c, y las Variantes 4a-c, es aproximadamente la misma que la eficiencia de las Variantes la-c y las variantes 2a-c. El trabajo adicional requerido para el uso del ventilador F de recirculación en las Variantes 3a-c y las Variantes 4a-c es aproximadamente el mismo que el trabajo requerido para la recirculación del fluido de transferencia de calor en las Variantes la-c y las variantes 2a-c. De lo anterior, es posible aplicar este nuevo método de calentamiento del fluido de trabajo para las otras variantes del sistema en cascada descritas en la aplicación inicial . La utilización de los métodos de calentamiento descritos arriba para las Variantes 3a-corriente y las Variantes 3a-c y las Variantes 4a-c tiene una ventaja substancial porque esto hace posible el reemplazo de los varios intercambiadores de calor de alta presión con una sola unidad HRVG, a un ahorro substancial del costo . Además , el subsistema HRVG/F elimina la necesidad de abordar el costo de mantener por separado el fluido de transferencia de calor y su subsistema de recirculación. Los cálculos para la Variante 3a se han llevado a cabo y el resumen de la eficiencia y los parámetros de los puntos clave se tabulan en la Tabla 4 .
Nuevas Modalidades Preferidas En las Variantes explicadas en las Figuras 20-25 de la invención, los sistemas incluyen una caldera de HRVG compuesta de dos porciones, una porción de temperatura alta y una porción de temperatura baja. El gas de combustión caliente que pasa a través de la porción e temperatura alta del HRVG se divide en dos sub-corrientes S308 y S310 que tienen los parámetros como en los puntos 509 y 601 respectivamente. La corriente S308 que tiene los parámetros como en el punto 509 se elimina del HRVG y después se recircula por medio de un ventilador F y se combina con la corriente S302 de gas de combustión inicial que tiene los parámetros como en el punto 600 para formar la corriente S306 que tiene los parámetros como en el punto 500, la cual después entra al HRVG. Simultáneamente, la corriente S310 que tiene los parámetros como en el punto 601 se enfría adicionalmente en el HRVG en el proceso 61-601 o 203-302 de intercambio de calor, proporcionando calor para el proceso de precalentamiento de la corriente S162 de solución pobre que tiene los parámetros como en el punto 203. Como resultado, en el HRVG, el caudal del gas de combustión es diferente entre las porciones de temperaturas alta y baja del HRVG. Esto a su vez requiere que la sección transversal de la porción de temperatura alta del HRVG sea substancialmente mayor gue la sección transversal de la sección de temperatura baja del HRVG. Esto complica el diseño del HRVG. En la modalidad mostrada en la Figura 26, el HRVG puede ser simplificado de modo tal gue el caudal de gas de combustión a través del HRVG es constante en todo el HRVG. Sin embargo, en tal caso, debido al hecho de que el caudal del gas de combustión se controla por una diferencia de temperaturas de punto crítico de separación en el punto de ebullición de la corriente S314 de solución pobre gue tiene los parámetros como en el punto 302, la temperatura final del gas de combustión gue sale del HRVG es mayor gue en las modalidades previas. Esto aumenta ligeramente el caudal del gas de combustión el cual debe ser recirculado a la entrada del HRVG, y como resultado, se requiere trabajo del ventilador de recirculación y por lo tanto se reduce ligeramente la eficiencia global del sistema. Refiriéndonos ahora a la Figura 26, una corriente SlOO de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 29 y que tiene una concentración alta del componente con punto de ebullición bajo entra al sistema desde un Subsistema de Condensación y Compresión Térmica (CTCSS) de cualquiera de las modalidades CTCSS mostradas en las Figuras 10-19 y descrito en las descripción asociada con estas. La corriente SlOO sale del CTCSS a una presión alta y teniendo una temperatura cercana a la ambiente. Después, la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29 se mezcla con una corriente S102 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 92. Usualmente, la presión de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, y la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es la misma o similar a la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 20. Como resultado de este mezclado se forma una corriente S104 que tiene los parámetros como en un punto 91. Después, la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 pasa a través de un primer intercambiador HE11 de calor, donde esta se calienta en contraflujo con un primer proceso 91-101 o 95-98 de intercambio de calor por medio de una corriente SIO6 de condensación de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 85, formándose una corriente S108 que tiene los parámetros como en un punto 101, donde la temperatura de la corriente S108 es suficiente para llevar el fluido cerca de un estado de líquido saturado. La corriente S106 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en el punto 95 pasa a través del primer intereambiador HE11 de calor, donde esta se enfría y se condensa completamente, liberando calor para el primer proceso de intercambio de calor, formándose una corriente SllO que tiene los parámetros como en un punto 98. Después, la corriente SllO completamente condensada que tiene los parámetros como en el punto 98 entra a una primera bomba PÍO de circulación donde esta se bombea a una presión alta igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92. La corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto los parámetros como en el punto 92 se mezcla con la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 como se describe arriba . Entretanto, la corriente S108 que tiene los parámetros como en el punto 191 pasa a través de un segundo intercambiador HE12 de calor, donde esta se calienta y se vaporiza en contraflujo en un segundo proceso 101-300 o 206-108 de intercambio de calor, por una corriente S120 de fluido de trabajo de condensación que tiene los parámetros como en un punto 206, formándose una corriente S124 que tiene los parámetros como en un punto 300, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado.
La corriente S124 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 300 se divide entonces en dos sub-corrientes S126 y S128 que tiene los parámetros como en el punto 321 y 322 respectivamente. La sub-c que tiene los parámetros como en el punto 321 pasa entonces a través de un tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor por medio de una corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 316, formándose una corriente S132 que tiene los parámetros como en un punto 320. La corriente S128 que tiene los parámetros como en el punto 322 pasa a través de un enfriador intermedio HE16, donde esta se calienta en contraflujo en un cuarto proceso 322-323 o 412-413 de intercambio de calor por medio de una corriente S134 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 412, formándose una corriente S136 que tiene los parámetros como en un punto 323. La corriente S136 que tiene los parámetros como en el punto 323 se mezcla entonces con la corriente S132 que tiene los parámetros como en el punto 320, formándose una corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 301. La corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316 que sale de una turbina LCT de concentración baja como se describe abajo,, pasa a través del tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando calor en el tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor como se describe arriba, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en un punto 205, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. La presión de la corriente S140 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 205 es substancialmente menor que una presión de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300, pero puesto que la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 tiene una concentración substancialmente menor del componente con punto de ebullición bajo, está comienza a condensarse a una temperatura de la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205, la cual tiene una temperatura mayor que la temperatura de la corriente S124 de trabajo rica, completamente vaporizada que tiene los parámetros como en el punto 300, la cual tiene una presión substancialmente mayor. La corriente S140 de fluido de trabajo pobre de retorno que tiene los parámetros como en el punto 205 se divide entonces en dos sub-corrientes S120 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 206 y 207 respectivamente. La corriente S129 que tiene los parámetros como en el punto 206 pasa a través del segundo intercambiador HE12 de calor, donde esta se condensa parcialmente en el segundo proceso 206-108 o 101-300 de intercambio de calor, para formar una corriente S144 que tiene los parámetros como en un punto 108, liberándose calor a la corriente S108 que tiene los parámetros como en el punto 101, como se describe arriba. Después, la corriente S144 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 108 se combina con una corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en un punto 109, formándose una corriente S148 de mezcla vapor-líquido que tiene los parámetros como en un punto 110. La composición de la corriente S146 que tiene los parámetros como en el punto 109 tiene una concentración aun mayor del componente con punto de ebullición bajo que la corriente S124 de trabajo rica que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 entra entonces a un separador S10, donde esta se separa en la corriente S150 de vapor saturado que tiene los parámetros como en un punto 111, y la corriente S152 de líquido saturado que tiene los parámetros como en un punto 112. la corriente S152 que tiene los parámetros como en el punto 112 se divide entonces en dos sub-corrientes S154 y S156 que tienen los parámetros como en los puntos 113 y 114, respectivamente..
Después, la corriente S156 que tiene los parámetros como en el punto 114 se combina con la corriente S150 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 111, formándose la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95, la cual tiene una composición igual o cercana a la composición de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95 se envía entonces al primer intercambiador HE11 de calor, donde esta se condensa completamente, formándose la corriente SllO que tiene los parámetros como en el punto 98, y proporciona calor para el primer proceso 91-101 y 95-98 de intercambio de calor como se describe arriba. La corriente S154 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 113 entra a una segunda bomba Pll de circulación, donde esta se bombea a una presión suficiente para elevarla a la parte superior de una torre SC2 de lavado, la cual es un intercambiador de calor/masa de contacto directo, formándose una corriente S158 que tiene los parámetros como en un punto 105. Tras alcanzar la parte superior de la torre SC2 de lavado, la corriente S158 que tiene los parámetros como en el punto 105 obtiene los parámetros como en un punto 102, y después entra a la parte superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S142 de vapor pobre que tiene los parámetros como en el punto 207 como se describe arriba, entra a una porción inferior de la torre SC2 de lavado. Como resultado de la transferencia de masa y calor entre las corrientes S158 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 102 y 207 respectivamente, una corriente S160 de líquido pobre que tiene los parámetros como en un punto 103 se recolecta en una parte inferior de la torre SC2 de lavado. Entretanto, la corriente S146 enfriada y de vapor rico que tiene los parámetros como en el punto 109 se forma en la porción superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 está en un estado de líquido saturado, el cual es un estado cercano al equilibrio con la corriente S142 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 207, en tanto que la corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 está en un estado de vapor saturado cercana o en equilibrio con la corriente S158 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 102. La corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 se combina con la corriente S144 que tiene los parámetros como en el punto 108, formándose la corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 como se describe arriba. La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 entra a una tercera bomba P12 de circulación, donde esta se bombea a la presión necesaria, formándose una corriente S162 que tiene los parámetros como en un punto 203. Las composiciones de las corrientes líquidas S160 y S162 en los puntos 103 y 203 son substancialmente más pobres que las corrientes S140, S120, S144 y S142 de fluido de trabajo pobre que tienen los parámetros como en los puntos 205, 206, 108 y 207 respectivamente. La corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 301 como se describe arriba, se separa entonces en dos sub-corrientes S164 y S166 que tiene los parámetros como en el punto 307 y 309 respectivamente. El caudal másico de la corriente S166 que tiene los parámetros como en el punto 309 es igual al caudal másico de la corriente SlOO de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 29, la cual entra al sistema desde el CTCSS, en tanto que el caudal de la corriente S164 en el punto 307 es igual al caudal másico de la corriente S106 en el punto 95. La corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 pasa a través de una tercera válvula TV12 de estrangulación, formándose una corriente S168 que tiene los parámetros como en un punto 306. Las corrientes S162 que tiene los parámetros como en el punto 203, entra a la parte inferior del HRVG. La corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306 entra a la parte media del HRVG. La corriente S166 que tiene los parámetros como en el punto 309 entra y atraviesa la porción superior HE15 del HRVG. La corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203 se calienta en un primer proceso 203-302 o 601-506 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307c de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 601 para formar una corriente S314 que tiene los parámetros como en un punto 302 y una corriente S307d de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 506. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 se calienta adicionalmente en una porción HE19 de intercambio de calor del HRVG en un segundo proceso 302-303 o 505-601 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307b de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 505 para formar una corriente S316 gue tiene los parámetros como en un punto 303 y la corriente S307c gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 601. La corriente S316 se mezcla entonces con la S168 que tiene los parámetros como en el punto 306, formándose una corriente S318 combinada que tiene parámetros como en 308 en la parte media del HRVG. La corriente S318 combinada se vaporiza entonces parcialmente en un tercer proceso 308-304 o 502/504-505 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307 de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 502/504 para formar una corriente S320 vaporizada parcialmente que tiene los parámetros como en el punto 304 y la corriente S307b de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 505. Finalmente en una porción HE14 del intercambiado de calor del HRVG, la corriente S320 que tiene los parámetros como en el punto 304 se vaporiza completamente y preferiblemente se sobrecalienta en un cuarto proceso 304-408 o 501/503-502/504 de intercambio de calor con una corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en un punto 500 501/503 para formar una corriente S184 de fluido de trabajo completamente vaporizada y preferiblemente sobrecalentada que tiene los parámetros como en un punto 408 y la corriente S307a de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 502/504. Simultáneamente, la corriente S166 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 309 pasa y atraviesa la porción HE15 superior del HRVG en un cuarto proceso paralelo 309-409 o 501/503-502/504 de intercambio de calor con la corriente S306 de gas de combustión para formar una corriente S176 de fluido de trabajo rico vaporizado que tiene los parámetros como en un punto 409. Después, la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409 pasa a través de una válvula TVll de admisión, formándose una corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 410. La corriente S178 que tiene los parámetros como en el punto 410 entra entonces a una turbina HPT de presión alta, donde esta se expande y la turbina HPT convierte una porción del calor en la corriente S178 a una forma útil de energía, tal como energía eléctrica, y se transforma en la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412. Después, la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412 pasa al enfriador intermedio o el cuarto intercambiador HE16 de calor, donde esta se enfría, liberando calor en el proceso 412-413 o 322-323 de intercambio de calor, formándose una corriente S189 de fluido de trabajo rico con presión inferior que tiene los parámetros como en un punto 413. La corriente S180 de fluido de trabajo rico de menor presión que tiene los parámetros como en el punto 413 entra entonces a una turbina LPT de presión baja, donde esta se expande y la turbina LPT convierte una porción del calor en la corriente S180 a una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se convierte en la corriente S182 que tiene los parámetros como en un punto 138. La corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, la cual en la modalidad preferida estará en, o cercana a un estado de vapor saturado y después se envía a la CTCSS .
Simultáneamente, la corriente S184 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 408 pasa a través de una segunda válvula TV10 de admisión, formándose una corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 411. La corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 411 entra entonces a la turbina LCT de solución de trabajo de concentración baja como se describe arriba, donde esta se expande y la turbina LCT convierte una porción del calor en la corriente S186 a una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se vuelve la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316. La corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 pasa entonces al tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando calor para el tercer proceso 316-205 o 321-320 de intercambio de calor, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 como se describe arriba. Si la presión de la corriente S186 de fluido de trabajo de concentración baja que tiene los parámetros como en el punto 411 en la admisión a la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración baja como se describe arriba, es igual a la presión de la corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 410 en la admisión a la turbina HPT de presión alta, entonces la presión de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 no cambia cuando pasa a través de la tercera válvula TV12 de estrangulación, y por lo tanto los parámetros de la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306 son los mismos que los parámetros de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307. Después de dejar la HRVG, la corriente S307d de gas de combustión gastada que tiene los parámetros como en el punto 506 se divide en dos sub-corrientes S307e y S308 que tienen los parámetros como en los puntos 602 y 509 respectivamente. La corriente S308 que tiene los parámetros como en el punto 509 se pasa entonces al ventilador F de recirculación, donde su presión se incremente ligeramente para formar una corriente S304 de gas de combustión preenfriado que tiene los parámetros como en un punto 510. Después, la corriente S304 de gas de combustión preenfriado que tiene los parámetros como en el punto 510 se mezcla con una corriente S302 de gas de combustión caliente inicial que tiene los parámetros como en un punto 600 para formar la corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en el punto 500 o 531/503 como se describe arriba. Tal cambio en el proceso de adquisición de calor lleva a algunos cambios en el proceso global del sistema de energía en cascada de esta invención.
En otra modalidad preferida y la Variante alterna del sistema de esta invención mostrada en la Figura 27, se puede eliminar el punto crítico de separación en el proceso de calentamiento de la solución pobre. En esta modalidad, una corriente de solución rica sobrecalentada se divide en dos sub-corrientes como es el caso en la variante de la Figura 26. Sin embargo, después que una de las sub-corrientes, la cual comprende todo el vapor rico que debe ser mezclado con la corriente pobre que entra al HRVG, se divide a su vez una vez más en dos sub-corrientes. Una de las sub-corrientes de vapor rico se mezcla entonces con la corriente pobre antes de entrar al HRVG, donde la corriente está en un estado de líguido sub-enfriado y la corriente de vapor pobre está en un estado de vapor sobrecalentado. El mezclado de estas dos corrientes se lleva a cabo de manera tal gue la corriente de líguido pobre sub-enfriado absorbe completamente toda la corriente de vapor rico. Como resultado, se forma una nueva corriente en un estado de líguido saturado o ligeramente sub-enfriado. Esta corriente entra entonces al HRVG donde comienza a hervir inmediatamente. Como resultado, el punto crítico de separación en el punto de ebullición de la solución pobre se localiza ahora a la entrada del extremo frío del HRVG, y está fuera del •HRVG. Esto permite un mejor enfriamiento del gas de combustión frío en el HRVG.
Refiriéndonos ahora a la Figura 27, una corriente SlOO de líguido de trabajo rico gue tiene los parámetros como en un punto 29 y gue tiene una concentración alta del componente con punto de ebullición bajo entra al sistema desde un Subsistema de Condensación y Compresión Térmica (CTCSS) de las Figuras 10-19. La corriente SlOO sale del CTCSS a una presión alta y teniendo una temperatura cercana a la ambiente. Después, la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29 se mezcla con una corriente S102 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 92. Usualmente, la presión de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, y la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es la misma o similar (en un rango de 55) a la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 29. Como resultado de este mezclado, se forma una corriente S104 que tiene los parámetros como en un punto 91. Después, la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 pasa a través de un primer intercambiador HEll de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un primer proceso 91-101 o 95-98 de intercambio de calor por medio de una corriente S106 de condensación de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 95, formándose una corriente S108 que tiene los parámetros como en un punto 101, donde la temperatura de la corriente S108 es suficiente para llevar el fluido cerca de un estado de líquido saturado. La corriente SIO6 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 95 pasa a través del primer intercambiador HEll de calor, donde este se enfría y se condensa completamente, liberando calor para el primer proceso de intercambio de calor, formándose una corriente SllO que tiene los parámetros como en un punto 98. Después, la corriente SllO completamente condensada gue tiene los parámetros como en el punto 98 entra a una primera bomba PÍO de circulación, donde esta se bombea a una presión alta igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92. La corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 se mezcla con la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 como se describe arriba. Entretanto, la corriente SIO8 que tiene los parámetros como en el punto 101 pasa a través de un segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se calienta y se vaporiza en contraflujo en un segundo proceso 101-300 o 206-108 de intercambio de calor por medio de una corriente S120 de fluido de trabajo de condensación que tiene los parámetros como en un punto 206, formándose una corriente S124 que tiene los parámetros como en un punto 300, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado.
La corriente S124 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 300 se divide entonces en dos sub-corrientes S126 y S128 que tienen los parámetros como en los puntos 321 y 322, respectivamente. La sub-corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 321 pasa entonces a través de un tercer íntercambiador HE13 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor por medio de una corriente S130 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 316, formándose una corriente S132 que tiene los parámetros como en un punto 320. La corriente S128 que tiene los parámetros como en el punto 322 pasa a través de un enfriador HE16 intermedio donde esta se calienta en contraflujo en un cuarto proceso 322-323 o 412-413 de intercambio de calor por medio de una corriente S134 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 412, formándose una corriente S136 que tiene los parámetros como en un punto 323. La corriente S136 que tiene los parámetros como en el punto 323 se mezcla entonces con la corriente S132 que tiene los parámetros como en el punto 320, formándose una corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene parámetros como en un punto 301. La corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316 que sale de una turbina LCT de concentración baja como se describe abajo, pasa a través del tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría liberando calor en el tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor como se describe arriba, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en un punto 205, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. La presión de la corriente S140 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 205 es substancialmente menor que la presión de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300, pero ya que la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 tiene una concentración substancialmente menor del componente con punto de ebullición bajo, esta comienza a condensarse a la temperatura de la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205, la cual es mucho mayor que la temperatura de la corriente S124 de fluido de trabajo rico, completamente vaporizada, que tiene los parámetros como en el punto 300, la cual tiene una presión substancialmente mayor. La corriente S140 de fluido de trabajo de retorno gue tiene los parámetros como en el punto 205 se divide entonces en dos sub-corrientes S120 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 206 y 207 respectivamente. La corriente S120 que tiene los parámetros como en el punto 206 pasa a través del segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se condensa parcialmente en el segundo proceso 206-108 o 101-300 de intercambio de calor para formar una corriente S144 gue tiene los parámetros como en un punto 108, liberándose calor a la corriente S108 gue tiene los parámetros como en el punto 101 como se describe arriba. Después, la corriente S144 de fluido de trabajo pobre gue tiene los parámetros como en el punto 108 se combina con una corriente S146 de vapor gue tiene los parámetros como en un punto 109, formándose una corriente S148 de mezcla vapor-líguido combinada gue tiene los parámetros como en un punto 110. La composición de la corriente S146 gue tiene los parámetros como en el punto 109 tiene una concentración aun mayor del componente con punto de ebullición bajo que la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 entra entonces a un separador SIO, donde esta se separa en la corriente S150 de vapor saturado que tiene los parámetros como en un punto 111, y la corriente S152 de líquido saturado que tiene los parámetros como en un punto 112. La corriente S152 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 112 se divide entonces en dos sub-corrientes S154 y S156 que tienen los parámetros como en los puntos 113 y 114 respectivamente. Después, la corriente S156 que tiene los parámetros como en el punto 114 se combina con la corriente S150 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 111, formándose la corriente SIO6 que tiene los parámetros como en el punto 95, la cual tiene una composición igual o cercana (en un rango de 5%) a la composición de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95 se envía entonces al primer intercambiador HEll de calor donde esta se condensa completamente, formándose la corriente SllO que tiene los parámetros como en el punto 98, y proporciona calor para el prime proceso 91-101 y 95-98 de intercambio de calor como se describe arriba. La corriente S154 líquida que tiene los parámetros como en el punto 113 entra a una segunda bomba Pll de circulación, donde esta se bombea a una presión suficiente para elevarla a la parte superior de una torre SC2 de lavado, la cual es un intercambiador de calor/masa de contacto directo, formándose una corriente S158 que tiene los parámetros como en un punto 105. Tras alcanzar la parte superior de la torre SC2 de lavado, la corriente S158 que tiene los parámetros como en el punto 105 obtiene los parámetros como en un punto 102, y después entra a la parte superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S142 de vapor pobre que tiene los parámetros como en el punto 207 como se describe arriba, entra a la porción inferior de la torre SC2 de lavado. Como resultado de la transferencia de masa y calor entre las corrientes S158 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 102 y 207 respectivamente, una corriente S160 de líquido caliente y pobre que tiene los parámetros como en un punto 103 se colecta en la parte inferior de la torre SC2 de lavado. Entretanto, la corriente S146 de vapor enfriada y rica que tiene los parámetros como en el punto 109, se forma en la porción superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 está en un estado de líquido saturado, el cual está cercano al equilibrio (en un rango de 5%) con la corriente sl42 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 207, en tanto que la corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 está en un estado de vapor saturado cercano al equilibrio (en un rango de 5%) con la corriente S158 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 102. La corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 se combina con la corriente S144 que tiene los parámetros como en el punto 108, formándose la corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 como se describe arriba . La corriente S160 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 103 entra a una tercera bomba P12 de circulación, donde esta se bombea a una presión alta necesaria, formándose una corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203. Las composiciones de las corrientes S160 y S162 líquidas en los puntos 103 y 203 respectivamente, son substancialmente más pobres que las corrientes S140, S120, S144 y S142 de fluido de trabajo pobre que tienen los parámetros como en los puntos 205, 206, 108 y 207 respectivamente. La corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 301 como se describe arriba, se separa entonces en dos sub-corrientes S164 y S166 que tienen los parámetros como en los puntos 307 y 309 respectivamente. El caudal másico de la corriente S166 que tiene los parámetros como en el punto 309 es igual a caudal másico de la corriente SlOO de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 29 que entra al sistema desde el CTCSS, en tanto que el caudal de la corriente S164 en el punto 307 es igual al caudal másico de la corriente S106 en el punto 95. La corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 se divide entonces en dos sub-corrientes S168a y S168b que tienen los parámetros como en un punto 306 y 305 respectivamente. La corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203 se combina entonces con la sub-corriente S168b para formar una corriente S134 que tiene los parámetros como en un punto 302. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el ' punto 302 entra entonces a la parte inferior del HRVG. La corriente S168a que tiene los parámetros como en el punto 304 entra a la parte medio del HRVG. La corriente S166 que tiene los parámetros como en el punto 309 entra y pasa a través de la porción superior HE15 del HRVG. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 se calienta en una porción inferior del HE19 del HRVG en un segundo proceso 302-303 o 505-506 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307b de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 505, para formar una corriente S316 calentada que tiene los parámetros como en un punto 303 y una corriente S307d de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 506.
La corriente S316 calentada que tiene los parámetros como en el punto 303 se mezcla entonces con la corriente S168a que tiene los parámetros como en el punto 306 para formar una corriente S318 combinada que tiene los parámetros como en el punto 308 en un punto medio inferior del HRVG. La corriente S318 combinada que tiene los parámetros como en el punto 308 se vaporiza entonces parcialmente en un tercer proceso 308-304 o 502/504-505 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307a de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 502/504, para formar la corriente S320 parcialmente vaporizada que tiene los parámetros como en el punto 304 y la corriente S307b de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 505. Finalmente, en una porción HE14 de intercambio de calor del HRVG, la corriente S320 que tiene los parámetros como en el punto 304 se vaporiza completamente y preferiblemente se sobrecalienta en un cuarto proceso 304-408 o 501/503-502/504 de intercambio de calor con una corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en un punto 500 o 501/503, para formar una corriente S184 de fluido de trabajo completamente vaporizada y preferiblemente sobrecalentada que tiene los parámetros como en un punto 408 y la corriente S370a de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 502/504.
Simultáneamente, la corriente S166 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 309 entra y atraviesa una porción HE15 superior del HRVG en un cuarto proceso 309-409 o 591/503-502/504 paralelo de intercambio de calor con la corriente S396, para formar una corriente S176 de fluido de trabajo rico completamente vaporizado que tiene los parámetros como en un punto 409. Después, la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409 pasa a través de una válvula TVll de admisión, formándose una corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 410, y entra a una turbina HPT de alta presión donde esta se expande y la turbina HPT convierte una porción del calor en la corriente S178 a una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se vuelve la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412. Después, la corriente S134 que tiene los parámetros como en el punto 412 pasa a través del cuarto intercambiador HE16 de calor, donde esta se enfría, liberando calor en el cuarto proceso 412-413 o 322-323 de intercambio de calor, formándose una corriente S180 de fluido de trabajo rico, de presión baja que tiene los parámetros como en un punto 413. La corriente S180 de fluido de trabajo rico, de presión baja, que tiene los parámetros como en el punto 413 entra entonces a una turbina LPT de presión baja donde esta se expande y la turbina LPT convierte una porción del calor en la corriente S180 en una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se convierte en una corriente S182 que tiene los parámetros como en un punto 138. La corriente S182 que tiene los parámetros como en el punto 138, la cual en la modalidad preferida estará en, o cercana a un estado de vapor saturado y se envía entonces al CTCSS . Simultáneamente, la corriente S184 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 408 pasa a través de una segunda válvula TV10 de admisión, formándose una corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 411. La corriente S186 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 411 entra entonces a la turbina LCT de solución de trabajo de concentración baja como se describe arriba, donde esta se expande y la turbina LCT convierte una porción del calor en la corriente S186 en una forma útil de energía, tal como energía eléctrica, y se convierte en la corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316. La corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 pasa entonces a través del tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando calor para el tercer proceso 316-205 o 321-320 de intercambio de calor, formándose la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 como se describe arriba.
Si una presión de la corriente S186 de fluido de trabajo de concentración baja que tiene los parámetros como en el punto 411 en la admisión a la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración baja, como se describe arriba, es igual a la presión de la corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 410 en la admisión a la turbina HPT de presión alta, entonces la presión de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 no cambia cuando esta pasa a través de la tercera válvula TV12 de estrangularon, y por lo tanto los parámetros de la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306 son los mismos gue los parámetros de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307. Después de abandonar el HRVG, la corriente S307d de gas de combustión gastado se divide en dos sub-corrientes S307e y S308 que tienen los parámetros como en los puntos 602 y 509 respectivamente. La corriente S308 que tiene los parámetros como en el punto 509 se pasa entonces a un ventilador F de recirculación donde su presión se incrementa ligeramente, para formar una corriente S304 de gas de combustión pre-enfriado que tiene los parámetros como en un punto 510. Después, la corriente S304 de gas de combustión pre-enfriado que tiene los parámetros como en el punto 510 se mezcla con una corriente S302 de gas de combustión caliente inicial que tiene los parámetros como en un punto 600, para formar la corriente S306 de gas de combustión enfriada que tiene los parámetros como en el punto 500 o 531/503 como se describe arriba. Tal cambio en el proceso de adquisición de calor lleva a algunos cambios en el proceso global del sistema de energía en cascada de esta invención. En esta modalidad, la corriente S138 de solución rica sobrecalentada, con parámetros como en el punto 301 se divide en dos sub-corrientes S166 y S164 que tiene los parámetros como en el punto 309 y 307 respectivamente, como en el caso de la Variante previa. Sin embargo, después la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307, la cual es toda del vapor rico el cual debe ser mezclado con la corriente S162 pobre que tiene los parámetros como en el punto 203 se divide a su vez una vez más en dos sub-corrientes S168a y S168b que tienen los parámetros como en los puntos 306 y 305 respectivamente. La corriente S168b de vapor rico que tiene los parámetros como en el punto 305 se mezcla entonces con una corriente S162 de líquido pobre que tiene los parámetros como en el punto 203. La corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203 está en un estado de líquido sub-enfriado, en tanto que la corriente S168b con parámetros como en el punto 305 está en un estado de vapor sobrecalentado. El mezclado de estas dos corrientes se lleva a cabo en una manera tal que la corriente S162 de líquido sub-enfriado de parámetros como en el punto 203 absorbe completamente toda la corriente S168b de parámetros como en el punto 305. Como resultado, se forma una nueva corriente S314 con parámetros como en el punto 302, la cual está en un estado de líquido saturado o ligeramente sub-enfriado. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 entra al HRVG donde esta comienza a hervir inmediatamente. Como resultado, el punto crítico de separación en el punto de ebullición de la solución pobre se localiza ahora a la entrada del extremo frío del HRVG, y está fuera del HRVG. Esto permite un mejor enfriamiento del gas de combustión en el HRVG. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 hierve parcialmente en le HRVG para formar la corriente S316 que tiene los parámetros como en el punto 303, correspondientes a un estado de mezcla vapor-líquido, Después la corriente S316 que tiene los parámetros como en el punto 303 se mezcla con la sub-corriente S168a de vapor rico sobrecalentado con los parámetros como en el punto 306 como se describen arriba y forma una corriente S318 de solución de trabajo pobre con los parámetros como en el punto 308. Los parámetros de la corriente S316 en el punto 393 se eligen de manera tal que después del mezclado con la corriente S168a con los parámetros como en el punto 306, la corriente S318 resultante con los parámetros como en el punto 308 está en un estado de vapor saturado o ligeramente sobrecalentado. Después, la corriente S318 de solución de trabajo pobre con los parámetros como en el punto 308 se sobrecalienta en el HRVG, como en las Variantes previas. Refiriéndonos ahora a la Figura 28, una corriente SlOO de líquido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 29 y que tiene una concentración alta del componente con punto de ebullición bajo, entra al sistema desde un Subsistema de Condensación y Compresión Térmica (CTCSS) de las Figuras 10-19. La corriente SlOO sale del CTCSS a una presión alta y teniendo una temperatura cercana a la ambiente. Después, la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29 se mezcla con una corriente S102 de fluido de trabajo que tiene los parámetros como en un punto 92. Usualmente la presión de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, y la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 es la misma o similar (en un rango de 5%) a la composición de la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 29. Como resultado de este mezclado, se forma una corriente S104 que tiene los parámetros como en un punto 91. Después, la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 pasa a través de un primer intercambiador HEll de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un prime proceso 91-101 o 95-98 de intercambio de calor, por medio de una corriente S106 de condensación de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 95, formándose una corriente S108 que tiene los parámetros como en un punto 101, donde la temperatura de la corriente S108 es suficiente para llevar el fluido cerca de un estado de líquido saturado. La corriente S106 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 95 pasa a través del primer intercambiador HEll de calor, donde esta se enfría y se condensa completamente, liberando calor para el primer proceso de intercambio de calor, formándose una corriente SllO que tiene los parámetros como en un punto 98. Después, la corriente SllO completamente condensada que tiene los parámetros como en el punto 98 entra a una primera bomba PÍO de circulación donde esta se bombea a una presión alta igual a la presión de la corriente SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92. La corriente S102 que tiene los parámetros como en el punto 92 se mezcla con la SlOO que tiene los parámetros como en el punto 29, formándose la corriente S104 que tiene los parámetros como en el punto 91 como se describe arriba. Entretanto, la corriente S108 que tiene los parámetros como en el punto 101 pasa a través de un segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se calienta y se vaporiza en contraflujo en un segundo proceso 101-300 o 206-108 de intercambio de calor, por medio de una corriente S120 de fluido de trabajo de condensación que tiene los parámetros como en un punto 206, formándose una corriente S124 que tiene los parámetros como en un punto 300, correspondientes o cercanos a un estado de vapor saturado, donde "cercano" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de 5% de estar en un estado de vapor saturado. La corriente S124 que tiene los parámetros como en el punto 300 se divide entonces en dos sub-corrientes S126 y S128 que tienen los parámetros como en los puntos 321 y 322 respectivamente. La sub-corriente S126 que tiene los parámetros como en el punto 321 pasa a través de un tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se calienta en contraflujo en un tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor, por medio de una corriente S139 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en un punto 316, formándose una corriente S132 que tiene los parámetros como en un punto 320. La corriente S128 que tiene los parámetros como en el punto 322 pasa a través de un enfriador HE16 intermedio donde esta se calienta en contraflujo en un cuarto proceso 322-323 o 412-413 de intercambio de calor por medio de una corriente S134 que tiene los parámetros como en un punto 412, formándose una corriente S136 que tiene los parámetros como en un punto 323. La corriente S136 que tiene los parámetros como en el punto 323 se mezcla entonces con la corriente S132 que tiene los parámetros como en el punto 320, formándose una corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 301. La corriente S130 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 316 que sale de una turbina LCT de concentración bada como se describe abajo, pasa a través del tercer intercambiador HE13 de calor donde esta se enfría, liberando calor en el tercer proceso 321-320 o 316-205 de intercambio de calor como se describe arriba, formándose una corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205, correspondientes o cercanos a un estadio de vapor saturado, donde "cercanos" significa que los parámetros de la corriente están en un rango de aproximadamente 5% de estar en un estado de vapor saturado. La presión de la corriente S140 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 205 es substancialmente menor que la presión de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300, pero puesto que la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205 tiene una concentración del componente con punto de ebullición bajo substancialmente menor, esta comienza a condensarse a la temperatura de la corriente S140 que tiene los parámetros como en el punto 205, la cual es mayor que la temperatura de la corriente S124 de fluido de trabajo rico, completamente vaporizada, que tiene los parámetros como en el punto 300, la cual tiene una presión mayor. La corriente S140 de fluido de trabajo pobre de retorno que tiene los parámetros como en el punto 205 se divide entonces en dos sub-corrientes S120 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 206 y 207 respectivamente. La corriente S129 que tiene los parámetros como en el punto 206 pasa a través del segundo intercambiador HE12 de calor donde esta se condensa parcialmente en el segundo proceso 206-108 o 101-300 de intercambio de calor, para formar una corriente S144 que tiene los parámetros como en un punto 108, liberando calor a la corriente S108 que tiene los parámetros como en el punto 101 como se describe arriba. Después, la corriente S144 de fluido de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 108 se combina con una corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en un punto 109, formándose una corriente S148 de mezcla vapor-líquido, combinada que tiene los parámetros como en un punto 110. La composición de la corriente S146 que tiene los parámetros como en el punto 109 tiene una concentración aun mayor del componente con punto de ebullición bajo que la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. La corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 entra entonces a un separador S10 donde esta se separa en la corriente S150 de vapor saturado que tiene los parámetros como en un punto 111, y la corriente S152 de líquido saturado que tiene los parámetros como en un punto 112. La corriente S152 que tiene los parámetros como en el punto 112 se divide entonces en las dos sub-corrientes S154 y S156 que tienen los parámetros como en los puntos 113 y 114 respectivamente. Después, la corriente S156 que tiene los parámetros como en el punto 114 se combina con la corriente S150 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 111, formándose la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95, la cual tiene una composición igual o cercana (en un rango de 5%) a la composición de la corriente S124 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 300. la corriente S106 que tiene los parámetros como en el punto 95 se envía entonces al primer intercambiador HEll de calor, donde esta se condensa completamente, formándose la corriente SllO que tiene los parámetros como en el punto 98, y proporciona el calor para el primer proceso 91-101 y 95-98 de intercambio de calor como se describe arriba. La corriente S154 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 113 entra a una segunda bomba Pll de circulación donde esta se bombea a una presión suficiente para elevarla a la parte superior de una torre SC2 de lavado, la cual es un intercambiador de calor/masa de contacto directo, formándose una corriente S158 que tiene los parámetros como en un punto 105. Tras alcanzar la parte superior de la torre SC2 de lavado, la corriente S158 gue tiene los parámetros como en el punto 105 obtiene los parámetros como en un punto 102, y después entra a la parte superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S142 de vapor pobre que tiene los parámetros como en el punto 207 como se describe arriba, entra a una porción inferior de la torre SC2 de lavado. Como resultado de la transferencia de masa y calor entre las corrientes S158 y S142 que tienen los parámetros como en los puntos 102 y 207 respectivamente, se colecta una corriente S169 líquida caliente y pobre que tiene los parámetros como en un punto 103 en la parte inferior de la torre SC2 de lavado. Entretanto, la corriente S146 de vapor enfriada y rica que tiene los parámetros como en el punto 109 se forma en la porción superior de la torre SC2 de lavado. La corriente S160 líquida que tiene los parámetros como en el punto 103 está en un estado de líquido saturado, el cual está cercano al equilibrio (en un rango de 5%) con la corriente S142 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 207, en tanto que la corriente S146 de vapor que tiene los parámetros como en el punto 109 está en un estado de vapor saturado cercano al equilibrio (en un rango del 5%) con la corriente S158 de líquido que tiene los parámetros como en el punto 102. La corriente S146 gue tiene los parámetros como en el punto 109 se combina con la corriente S144 que tiene los parámetros como en el punto 108, formándose la corriente S148 que tiene los parámetros como en el punto 110 como se describe arriba. La corriente S160 de líquido gue tiene los parámetros como en el punto 103 entra a una tercera bomba P12 de circulación, donde esta se bombea a una presión alta necesaria, formándose una corriente S162 que tiene los parámetros como en un punto 203. La composiciones de las corrientes S160 y S162 en los puntos 103 y 203 respectivamente, son substancialmente más pobres que las corrientes S140, S120, S144 y S142 de fluido de trabajo que tienen los parámetros como en los puntos 205, 206, 108 y 207 respectivamente .
La corriente S138 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 301 como se describe arriba se separa entonces en dos sub-corrientes S164 y S166 que tienen parámetros como en los puntos 307 y 309 respectivamente. El caudal másico de la corriente S166 que tiene los parámetros como en el punto 309 es igual al caudal másico de la corriente SlOO de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 29 que entra al sistema desde el CTCSS, en tanto que el caudal de la corriente S164 en el punto 307 es igual al caudal másico de la corriente S106 en el punto 95. La corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 se pasa entonces a través de una cuarta válvula TV13 de estrangulación para formar una corriente S168 que tiene los parámetros como en un punto 305. La corriente S162 que tiene los parámetros como en el punto 203 se combina entonces con la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 305, para formar una corriente S314 que tiene los parámetros como en un punto 302. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 entra entonces en la parte inferior del HRVG. La corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302 se calienta en una porción inferior HE19 del HRVG en un segundo proceso 302-302 o 505-506 de intercambio de calor del HRVG con una corriente S307a de gas de combustión que tiene los parámetros como en un punto 502/504 para formar una corriente S320 parcialmente vaporizada que tiene parámetros como en el punto 304 y la corriente S307a de gas de combustión gue tiene los parámetros como en el punto 502/504. Finalmente, en una porción HE14 de intercambio de calor del HRVG, la corriente S320 gue tiene los parámetros como en el punto 304 se vaporiza completamente y preferiblemente se sobrecalienta en un cuarto proceso 304-408 o 501/503-502/504 de intercambio de calor con una corriente S306 de gas de combustión enfriada gue tiene los parámetros como en un punto 500 o 501/503, para formar una corriente S184 de fluido de trabajo completamente vaporizada y preferiblemente sobrecalentada que tiene los parámetros como en un punto 408 y la corriente S307a de gas de combustión que tiene los parámetros como en el punto 502/504. Simultáneamente, la corriente S166 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 309 entra y atraviesa una porción HE15 superior del HRVG en un cuarto proceso 309-409 o 501/503-502/504 paralelo de intercambio de calor con la corriente S306 de gas de combustión, para formar una corriente S176 de fluido de trabajo rico completamente vaporizada que tiene los parámetros como en el punto 409. Después, la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409 se divide en dos sub-corrientes S177a y S177b que tienen los parámetros como en los puntos 422 y 420 respectivamente. La corriente S177a que tiene los parámetros como en el punto 422 pasa a través de una válvula TVll de admisión, formándose una corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en un punto 410. La corriente S178 de fluido de trabajo rico gue tiene los parámetros como en el punto 410 entra entonces a una turbina HPT de presión alta, donde esta se expande y la turbina HPT convierte una porción del calor en la corriente S178 a una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se vuelve la corriente S13 gue tiene los parámetros como en el punto 412. Después, la corriente S134 gue tiene los parámetros como en el punto 412 pasa a través del enfriador intermedio o el cuarto intercambiador HE16 de calor donde esta se enfría, liberando calor en el cuarto proceso 412-413 o 322-323 de intercambio de calor, formándose una corriente S180 de fluido de trabajo rico, de presión baja, gue tiene los parámetros como en un punto 413. La corriente S180 de fluido de trabajo rico, de presión baja gue tiene los parámetros como en el punto 413 entra entonces a una turbina LPT de presión baja, donde esta se expande y la turbina LPT convierta una porción del calor en la corriente S180 a una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se vuelve una corriente S182 gue tiene los parámetros como en un punto 138. La corriente S182 gue tiene los parámetros como en el punto 138, la cual, en la modalidad preferida, estará en, o cercana a un estado de vapor saturado y se envía entonces al CTCSS . Simultáneamente, la corriente S184 de fluido de trabajo pobre gue tiene los parámetros como en un punto 408 pasa a través de una segunda válvula TV10 de admisión, formándose una corriente S185 de fluido de trabajo pobre gue tiene los parámetros como en un punto 423. La corriente S185 se combina entonces o se mezcla con una corriente S177c gue tiene los parámetros como en un punto 421 para formar una corriente S186 gue tiene los parámetros como en un punto 411. La corriente S177c gue tiene los parámetros como en el punto 421 se deriva de la corriente S177b gue tiene los parámetros como en el punto 420 después gue esta ha pasado a través de una tercera válvula TV12 de estrangulación. La corriente S186 de fluido de trabajo pobre gue tiene los parámetros como en el punto 411 entra entonces a la turbina LCT de solución de trabajo de concentración baja como se describe arriba, donde esta se expande y la turbina LCT convierte una porción del calor en la corriente S186 en una forma útil de energía tal como energía eléctrica, y se vuelva la corriente S130 gue tiene los parámetros como en el punto 316. La corriente S130 que tiene los parámetros como en el punto 316 pasa entonces a través del tercer intercambiador HE13 de calor, donde esta se enfría, liberando calor para el tercer proceso 316-205 o 321-320 de intercambio de calor, formándose la corriente S140 gue tiene los parámetros como en el punto 204 como se describe arriba. Si la presión de la corriente S186 de fluido de trabajo de concentración baja que tiene los parámetros como en el punto 411 en la admisión de la turbina LCT de fluido de trabajo de concentración baja como se describe arriba, es igual a la presión de la corriente S178 de fluido de trabajo rico que tiene los parámetros como en el punto 410 en la admisión de la turbina HPT de presión alta, entonces la presión de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307 no cambia cuando esta pasa a través de la tercera válvula TV12 de estrangulación, y por lo tanto los parámetros de la corriente S168 que tiene los parámetros como en el punto 306 son los mismos que los parámetros de la corriente S164 que tiene los parámetros como en el punto 307. Después de abandonar la HRVG, la corriente S307d de gas de combustión gastado se divide en dos sub-corrientes S307e y S308 que tienen los parámetros como en los puntos 602 y 509 respectivamente. La corriente S308 que tiene los parámetros como en el punto 509 se pasa entonces a un ventilador F de recirculación donde su presión se incrementa ligeramente para formar la corriente S304 de gas de combustión pre-enfriado que tiene los parámetros como en un punto 510. Después, la corriente S304 de gas de combustión pre-enfriado que tiene los parámetros como en el punto 510 se mezcla con la corriente S302 de gas de combustión caliente inicial que tiene los parámetros como en el punto 600, para formar la corriente S306 de gas de combustión enfriado que tiene los parámetros como en el punto 500 o 531/503 como se describe arriba. Tal cambio en el proceso de adquisición de calor lleva a algunos cambios en el proceso global del sistema de energía en cascada de esta invención. Es posible una Variante alterna adicional en la cual el arreglo del HRVG es aun más simplificado. La corriente S162 de solución pobre que tiene los parámetros como en el punto 203 se mezcla con la corriente S168 de vapor sobrecalentado rico que tiene los parámetros como en el punto 305, y forma una corriente S314 que tiene los parámetros como en el punto 302, la cual está en un estado de líquido saturado o ligeramente sub-enfriado. Este arreglo es el mismo arreglo que se describió en la Variante previa; sin embargo, después que la corriente S314 de concentración intermedia, que tiene los parámetros como en el punto 302 pasa a través del HRVG donde esta se vaporiza completamente y se sobrecalienta, obteniéndose la corriente S814 que tiene los parámetros como en el punto 408. Al mismo tiempo, la corriente S166 de vapor sobrecalentado rico que tiene los parámetros como en el punto 309 pasa a través de la porción de temperatura alta del HRVG, donde esta se sobrecalienta, formándose la corriente S176 que tiene los parámetros como en el punto 409. Entonces la corriente S176 de vapor sobrecalentado que tiene los parámetros como en el punto 409 se divide en dos sub-corrientes S177b y S177a que tienen los parámetros como en los puntos 420 y 422 respectivamente. La corriente S177a que tiene los parámetros como en el punto 422 se envía entonces a través de una válvula TVll de admisión donde su presión se reduce, y entra a la turbina HPT como en todas las variantes previas . La corriente S184 de solución intermedio que tiene los parámetros como en el punto 408 pasa a través de una válvula TV10 de admisión, donde su presión se reduce, para formar la corriente S185 que tiene los parámetros como en el punto 423. Entretanto, la corriente S177b de vapor sobrecalentado rico que tiene los parámetros como en el punto 420 como se describe arriba pasa a través de una válvula TV12 de estrangulación, donde su presión se reduce a una presión igual a la presión de la corriente S185 que tiene los parámetros como en el punto 423, para formar la corriente S177c que tiene los parámetros como en el punto 421. Después, las corrientes S185 y S177c que tienen los parámetros como en los puntos 423 y 421 respectivamente, se mezclan, formándose la corriente S186 de solución de trabajo pobre que tiene los parámetros como en el punto 411. Entonces, la corriente S186 que tiene los parámetros como en el punto 411 en la LCT. Todas las variantes descritas arriba logran el mismo resultado y difieren solamente en su grado de complejidad. La eficiencia de todas estas variantes no difiere en algún grado significativo. Una persona experimentada en la técnica puede elegir por lo tanto de las variantes de arriba, o de la variante original, tal configuración que se adapte mejor a las circunstancias de un proyecto o aplicación dados del sistema. Todas las referencias citadas aquí se incorporan como referencia. Aunque la invención ha sido descrita con referencia a sus modalidades preferidas, a partir de la lectura de esta descripción, aquellas personas experimentadas en la técnica pueden apreciar los cambios y modificaciones que se pueden hacer, las cuales no se apartan del ámbito y el espíritu de la invención como se describe arriba y se reivindica a continuación.

Claims (29)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de energía en cascada, caracterizado porgue comprende un subsistema de extracción de energía, un subsistema de separación, un subsistema de intercambio de calor, subsistema de generador de vapor por recuperación de calor (HRVG) y un subsistema de condensación térmica y compresión (CTCSS) , donde el sistema se diseña para establecer dos ciclos de fluido de trabajo interrelacionados, un ciclo gue utiliza una corriente rica de fluido de trabajo multicomponente gue tiene los parámetros como en el punto una concentración mayor de un componente con punto de ebullición bajo y el otro ciclo utiliza una corriente pobre de fluido de trabajo multicomponente gue tiene una concentración menor del componente con punto de ebullición bajo, donde cada corriente se deriva de una corriente multicomponente de entrada, completamente condensada, donde el subsistema de separación se diseña para producir las corrientes de fluido de trabajo pobre y rica, donde el subsistema de intercambio de calor y el subsistema de generador de vapor por recuperación de calor se diseñan para vaporizar la corriente de fluido de trabajo pobre y la corriente de fluido de trabajo rico a partir del calor derivado directamente y/o indirectamente de una corriente de gas de combustión externa, donde el subsistema de extracción de energía se diseña para extraer energía de la corriente de fluido de trabajo pobre y la corriente de fluido de trabajo rico en una turbina o etapas de turbinas separadas, y donde el subsistema CTCSS se diseña para condensa una corriente rica gastada para formar la corriente de entrada multicomponente, completamente condensada y donde el caudal del gas de combustión es el mismo en todo el HRVG y donde una corriente inicial de gas de combustión caliente se enfría por medio de una porción recirculada de una corriente de gas de combustión gastada gue sale del HRVG.
  2. 2. EL sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de extracción de energía comprende una turbina de corriente pobre, al menos una turbina de la corriente rica y al menos dos válvulas de control de estrangulación, donde la turbina de la corriente pobre se adapta para extraer energía de una corriente pobre, donde la turbina de la corriente rica se adapta para extraer de una corriente rica y donde la primera válvula de control de estrangulación ajusta una presión de una corriente rica a la de una presión de la turbina de la corriente rica, donde una segunda válvula de control de estrangulación ajusta una presión de la corriente pobre a la presión de la turbina de la corriente pobre y opcionalmente una tercera válvula de control de estrangulación ajusta una presión de una sub-corriente rica opcional a la presión de una corriente más pobre.
  3. 3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de separación comprende una torre de lavado, un separador y tres bombas, donde el subsistema de separación se adapta para formar una corriente pobre y una corriente de compensación que tiene una composición similar o substancialmente similar como una corriente de fluido de trabaj o de entrada .
  4. 4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de intercambio de calor comprende al menos cuatro intercambiadores de calor adaptados para vaporizar la corriente rica y calentar o vaporizar parcialmente la corriente pobre.
  5. 5. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de generador de vapor por recuperación calor comprende un generador de vapor por recuperación de calor y un ventilador de recirculación, donde el subsistema del generador de vapor por recuperación de calor se adapta para enfriar una corriente de gas de combustión caliente con una porción de una corriente de gas de combustión fría, para formar una corriente de gas de combustión enfriada y transferir el calor desde la corriente de gas de combustión enfriada a las corriente de fluido de trabajo pobre y rica y donde la corriente de gas de combustión enfriada tiene un caudal mayor que la corriente de gas de combustión y donde la corriente de gas de combustión enfriada tiene una temperatura deseada menor que la temperatura de la corriente de gas de combustión.
  6. 6. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de condensación comprende un condensador.
  7. 7. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de condensación comprende: un subsistema separación por condensación que comprende un separador adaptado para producir una corriente de vapor rico y una corriente de líquido pobre; un subsistema de intercambio de calor de condensación que comprende tres intercambiadores de calor y dos válvulas de control de estrangulación adaptadas para mezclar una primera porción con presión ajustada de la corriente de líquido pobre con una corriente entrante para formar una corriente de solución pre-básica, mezclar una segunda porción con presión ajustada de la corriente de líquido pobre con la corriente de solución pre-básica para formar una corriente de solución básica, llevar una primera po4cion de una solución básica completamente condensada, presurizada, a una relación de intercambio de calor con la corriente de solución pre-básica para formar una corriente de solución básica condensada parcialmente ; un primer subsistema de condensación y presurización que comprende un primer condensador y una primera bomba adaptados para condensar completamente la corriente de solución básica condensada parcialmente, para formar una corriente de solución básica condensada completamente y presurizar la corriente de solución básica condensada completamente, para formar una corriente de fluido de trabajo condensada completamente; y un segundo subsistema de condensación y presurización que comprende un segundo condensador y una segunda bomba adaptadas para mezclar una segunda porción de la corriente de solución básica condensada completamente y la corriente de vapor pobre, para formar una corriente saliente, condensar completamente la corriente saliente y presurizar la corriente saliente a una presión alta deseada, donde la primera porción de la corriente de líquido pobre tiene presión ajustada para tener la misma o substancialmente la misma presión que la corriente de entrada y donde la segunda porción de la corriente pobre tiene presión ajustada para tener la misma o substancialmente la misma presión que la corriente de solución pre-básica y donde las corrientes comprenden al menos un componente con punto de ebullición bajo y al menos un componente con punto de ebullición alto y las composición de las corrientes son similares o diferentes con la composición de la corriente de entrada y la corriente saliente que son las mismas.
  8. 8. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente se selecciona del grupo que consiste de una mezcla de amoniaco-agua, una mezcla de dos o más hidrocarburos, una mezcla de dos o más freones, y una mezcla de hidrocarburos y freones.
  9. 9. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada comprende una mezcla de agua y amoniaco .
  10. 10. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de gas de combustión caliente comprende una corriente de efluente de combustión formada a partir de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales, carbón, petróleo, gas natural u otros combustibles .
  11. 11. Un sistema de energía en cascada, caracterizado porque comprende : un subsistema de separación adaptado para producir una corriente de fluido de trabajo pobre y una corriente de fluido de trabajo rica forman una corriente de fluido multicomponente de entrada que comprende un componente con punto de ebullición bajo y un componente con punto de ebullición alto, donde la corriente de fluido de trabajo pobre comprende una concentración menor de un componente con punto de ebullición bajo y la corriente rica tiene una concentración mayor del componente con punto de ebullición bajo, un subsistema de intercambio de calor se adapta para calentar y vaporizar la corriente de fluido de trabajo rico y calentar la corriente de fluido de trabajo pobre indirectamente, a partir del calor derivado de una corriente de gas de combustión caliente, un subsistema de generador de vapor por recuperación de calor (HRVG) se adapta para vaporizar las corrientes de fluido de trabajo rica y pobre directamente a partir del calor derivado de una corriente de gas de combustión enfriada que comprende la corriente de gas de combustión caliente y una porción recirculada de una corriente de gas de combustión gastado que sale del subsistema HRVG, un subsistema de extracción de energía se adapta para convertir una porción de la energía térmica en la corriente de fluido de trabajo rico y la corriente de fluido de trabajo pobre a una forma útil de energía, y un subsistema de condensación y compresión térmica (CTCSS) adaptado para condensar completamente la corriente rica gastada, para formar la corriente de fluido de trabajo de entrada, completamente condensada, donde el sistema establece dos ciclos de fluido de trabajo interrelacionados, un ciclo de corriente pobre y un ciclo de corriente rica, designado para mejorar la eficiencia de la conversión de energía de la energía térmica de la corriente de gas de combustión externa.
  12. 12. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque el subsistema de extracción de energía comprende una turbina de la corriente pobre, al menos una turbina de la corriente pobre y al menos dos válvulas de control de estrangulación, donde la turbina de la corriente pobre se adapta para extraer energía de una corriente pobre, donde la turbina de la corriente rica se adapta para extraer energía de una corriente rica u donde la primera válvula de control de estrangulación ajusta la presión de una corriente rica a la presión de la turbina de la corriente rica, donde una segunda válvula de control de estrangulación ajusta una presión de la corriente pobre a una presión de la turbina de la corriente pobre y opcionalmente una tercera válvula de control de estrangulación ajusta una presión de una sub-corriente rica opcional a la presión de una corriente más pobre .
  13. 13. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque el subsistema de separación comprende una torre de lavado, un separador y tres bombas, donde el subsistema de separación se adapta para formar una corriente pobre y una corriente de compensación que tiene una composición similar o substancialmente similar como una corriente de fluido de trabaj o de entrada .
  14. 14. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque el subsistema de intercambio de calor comprende al menos cuatro intercambiadores de calor adaptados para vaporizar la corriente rica y calentar o vaporizar parcialmente la corriente pobre .
  15. 15. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porgue el subsistema de generador de vapor por recuperación de calor comprende al menos un generador de vapor por recuperación de calor y un ventilador de recirculación, donde el subsistema de generador de vapor por recuperación de calor se adapta para enfriar una corriente de gas de combustión caliente con una porción de una corriente de gas de combustión frío, para formar una corriente de gas de combustión enfriada y transferir calor de la corriente de gas de combustión enfriada a las corrientes de fluido de trabajo pobre y rica y donde la corriente de gas de combustión enfriada tiene un caudal mayor gue la corriente de gas de combustión de caliente y donde la corriente de gas de combustión enfriada tiene una temperatura deseada menor gue la temperatura de la corriente de gas de combustión caliente.
  16. 16. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porgue el subsistema de condensación comprende un condensador.
  17. 17. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porgue el subsistema de condensación comprende: un subsistema de separación por condensación gue comprende un separador adaptado para producir una corriente de vapor rico y una corriente de vapor pobre; un subsistema de intercambio de calor por condensación gue comprende tres intercambiadores de calor y dos válvulas de control de estrangulación adaptadas para mezclar una primera porción con presión ajustada de la corriente líguida pobre con una corriente de entrada para formar una corriente de solución pre-básica, mezclar una segunda porción con presión ajustada de la corriente de líguido pobre con la corriente de solución pre-básica para formar una corriente de solución básica, llevar una primera porción de una corriente de solución básica, condensada completamente, presurizada, a una relación de intercambio de calor con la corriente de solución pre-básica, para formar una corriente de solución básica condensada parcialmente; un primer subsistema de condensación y presurización que comprende un primer condensador y una primera bomba adaptada para condensar completamente la corriente de solución básica condensada parcialmente, para formar una corriente de solución básica condensada completamente y para presurizar la corriente de solución básica condensada completamente, para formar una corriente de fluido de trabajo, condensada completamente, presurizada; y un segundo subsistema de condensación y presurización que comprende un segundo condensador y una segunda bomba adaptada para mezclar una segunda porción de la corriente de solución básica condensada completamente y la corriente de vapor rica, para formar una corriente de salida, condensar completamente la corriente de salida y presurizar la corriente de salida a una presión alta deseada, donde la primera porción de la corriente líquida pobre tiene presión ajustada para tener la misma o substancialmente la misma presión que la corriente de entrada y donde la segunda porción de la corriente pobre tiene presión ajustada para tener la misma o substancialmente la misma presión que la corriente de solución pre-básica y donde las corrientes comprende la menos un componente con punto de ebullición menor y al menos un componente con punto de ebullición mayor y las composiciones de las corrientes son las mismas o diferentes con la composición de la corriente de entrada y la corriente de entrada que son las mismas.
  18. 18. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque la corriente de gas de combustión externa comprende una corriente de efluente de combustión formada a partir de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales, carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles .
  19. 19. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada se selecciona del grupo que consiste de una mezcla de amoniaco-agua, una mezcla de dos o más hidrocarburos, una mezcla de dos o más freones, y una mezcla de hidrocarburos y freones .
  20. 20. El sistema de la reivindicación 11, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada comprende una mezcla de agua y amoniaco.
  21. 21. Un método, caracterizado porque comprende: mezclar una corriente de fluido de trabajo de entrada, condensada completamente, que comprende un componente con punto de ebullición bajo y un componente con punto de ebullición alto con una corriente mezclada, enfriada, presurizada, para formar una corriente de fluido de trabajo rica, donde la corriente de entrada y la corriente de fluido de trabajo rica tienen la misma o substancialmente la misma composición; poner la corriente de fluido de trabajo rica en una relación de intercambio de calor con una corriente mezclada, para formar una corriente mezclada, enfriada y una corriente de fluido de trabajo rico calentada; poner la corriente de fluido de trabajo rica, calentada en una relación de intercambio de calor con una primera porción de una corriente de fluido de trabajo pobre, enfriada, para formar una corriente de fluido de trabajo rica, más caliente, y una corriente de fluido de trabajo pobre, gastada, enfriada; poner la corriente de fluido de trabajo rica, más caliente en una relación de intercambio de calor con una corriente de fluido de trabajo pobre gastada, para formar una corriente de fluido de trabajo rica, vaporizada completamente; ajustar una presión de la corriente de fluido de trabajo rica, vaporizada completamente a una presión de una turbina de la corriente de fluido de trabajo rica; convertir una porción de la energía térmica en la corriente de fluido de trabajo rico, completamente vaporizada en una primera cantidad de forma de energía útil; poner la corriente de fluido de trabajo pobre en una relación de intercambio de calor con una corriente de gas de combustión externa, enfriada para formar una corriente de fluido de trabajo pobre, calentada; poner la corriente de fluido de trabajo pobre, calentada, en una relación de intercambio de calor en un subsistema de generador de vapor por recuperación de calor que comprende un generador de vapor por recuperación de calor y un ventilador de recirculación con una corriente de gas de combustión enfriada, para formar una corriente de fluido de trabajo pobre, vaporizada completamente, donde el fluido de transferencia de calor enfriado comprende una corriente de gas de combustión caliente y una porción de una corriente de gas de combustión fría tomada de un punto intermedio del generador de vapor por recuperación de calor; ajustar una presión de la corriente pobre vaporizada completamente, a la presión ajustada de la turbina de la corriente de fluido de trabajo pobre; convertir una porción de la energía termina en la corriente de fluido de trabajo pobre, vaporizada completamente, en una segunda cantidad de la forma útil de energía; lavar una segunda porción de la corriente de fluido de trabajo pobre enfriada, y una primera porción con presión ajustada de una corriente de líquido pobre del separador, para formar una corriente de fluido de trabajo pobre, líquida, y una corriente rica de la torre de lavado; presurizar la corriente de fluido de trabajo pobre, líquida, a una presión mayor deseada, para formar la corriente de fluido de trabajo pobre; mezclar la corriente de la torre de lavado rica y la segunda porción enfriada de la corriente de fluido de trabajo pobre, gastada, enfriada, para formar una corriente de alimentación del pre-separador; separar la corriente de alimentación del pre-separador para formar una corriente líquida pobre del separador y una corriente líquida rica del separador; mezclar una segunda porción de la corriente líquida pobre del separador con la corriente líquida rica del separador, para formar la corriente mezclada; y condensar una corriente de fluido de trabajo rica, gastada, para formar la corriente de fluido de trabajo de entrada, condensada completamente.
  22. 22. El método de la reivindicación 21, caracterizado porque la corriente de gas de combustión externa comprende una corriente de efluente de combustión formada a partir de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tales como bagazo) , desechos municipales, carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles .
  23. 23. El método de la reivindicación 21, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada se selecciona del grupo que consiste de una mezcla de amoniaco-agua, una mezcla de dos o más hidrocarburos, una mezcla de dos o más freones, y una mezcla de hidrocarburos y freones .
  24. 24. El método de la reivindicación 21, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada comprende una mezcla de agua y amoniaco .
  25. 25. El método de la reivindicación 21, caracterizado porque comprende además : dividir la corriente de fluido de trabajo rico, vaporizada completamente, en dos sub-corrientes, una que se envía a la turbina de la corriente de fluido de trabajo rica y la otra que se le ajusta la presión y se mezcla con la corriente de fluido de trabajo pobre, calentada, antes de la vaporización completa.
  26. 26. Un método para la extracción eficiente de energía a partir de una corriente de gas de combustión caliente, caracterizado porque comprende los pasos de: establecer dos ciclos de vaporización y extracción de energía interrelacionados, donde un ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente con punto de ebullición majo del fluido multicomponente, una corriente de fluido de trabajo rica, y el otro ciclo utiliza una corriente de fluido multicomponente que tiene una concentración mayor de un componente con punto de ebullición alto del fluido multicomponente, una corriente de fluido de trabajo pobre, cada corriente que se deriva de una corriente de fluido de trabajo multicomponente de entrada, completamente condensada; vaporizar las corrientes de fluido trabajo pobre y rica utilizada en los dos ciclos interrelacionados a partir del calor derivado directamente y/o indirectamente de una corriente de gas de combustión caliente, donde la transferencia de calor directa ocurre entre una corriente de gas de combustión enfriada una corriente de gas de combustión caliente y una porción de una corriente de gas de combustión fría y las corriente de fluido de trabajo pobre y rica; convertir una porción de la energía térmica asociada con la corriente de fluido de trabajo pobre y la corriente de fluido de trabajo rica a una forma útil de energía para formar una corriente de fluido de trabajo rica, gastada, y una corriente de fluido de trabajo pobre gastada, separar una porción de la corriente de fluido de trabajo pobre, gastada, para formar la corriente de fluido de trabajo pobre y una corriente de compensación, donde la corriente de compensación tiene una composición similar o substancialmente similar que la corriente de fluido de trabajo multicomponente de entrada; y condensar la corriente de fluido de trabajo rica, gastada, para formar la corriente de fluido de trabajo multicomponente, de entrada, condensada completamente, la corriente rica, gastada se envía a una unidad de condensación, donde esta se condensa completamente para formar la corriente de entrada .
  27. 27. El método de la reivindicación 26, caracterizado porque la corriente de gas de combustión externa comprende una corriente de efluente de combustión formada a partir de la combustión de biomasa, desechos agrícolas (tal como bagazo) , desechos municipales, carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles.
  28. 28. El método de la reivindicación 26, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada se selecciona del grupo que consiste de una mezcla de amoniaco-agua, una mezcla de dos o hidrocarburos, una mezcla de dos o más freones, y una mezcla de hidrocarburos y freones.
  29. 29. El método de la reivindicación 26, caracterizado porque la composición de la corriente multicomponente de entrada comprende una mezcla de agua y amoniaco.
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