NO314925B1 - Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process - Google Patents
Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process Download PDFInfo
- Publication number
- NO314925B1 NO314925B1 NO20010403A NO20010403A NO314925B1 NO 314925 B1 NO314925 B1 NO 314925B1 NO 20010403 A NO20010403 A NO 20010403A NO 20010403 A NO20010403 A NO 20010403A NO 314925 B1 NO314925 B1 NO 314925B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- working medium
- oxygen
- power
- steam
- led
- Prior art date
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 97
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 97
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 claims description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
- F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kjøling og oksygenanrikelse av et arbeidsmedium i en kraftproduserende prosess som muliggjør meget lave utslipp av karbondioksyd til atmosfæren. The present invention relates to a method for cooling and oxygen enrichment of a working medium in a power-producing process which enables very low emissions of carbon dioxide into the atmosphere.
Et økende behov for elektrisk kraft kombinert med økende miljøbevissthet har ført til vidstrakt forskning for utvikling av en kostnadseffektiv og miljøvennlig kraftproduksjon. Flere fornybare energikilder er tilgjengelig, men enn så lenge kan bare atom- og hydrokarbonkraftverk til-føre kraftmengdene som kreves. Atomkraftverk er belemret med en rekke sikkerhetshensyn samt problematisk håndtering av radioaktivt avfall. Den fremtidige utviklingen av atomkraftverk virker meget begrenset på grunn av manglende po-litisk aksept. Derfor må kraftanlegg basert på fossile brennstoffer fylle det meste av energigapet. Den kontinu-erlige frembringelsen av forskningsdata med hensyn til veksthusvirkningen samt politiske avtaler så som Kyoto-protokollen fra 1997 har ført til økende innsats med sikte på en begrensning og reduksjon av veksthusgassutslipp. Som et resultat av denne trenden har flere land forsøkt å be-grense C02-utslippene og etablere årlige maksimalutslipp-nivåer. I disse bestrebelsene er karbondioksydutslippene fra termiske kraftanlegg en hovedbekymring. Flere steder opplever fossilfyrte kraftanlegg også strenge begrensning-er på andre atmosfæriske utslipp så som oksider av nitrogen . An increasing need for electric power combined with increasing environmental awareness has led to extensive research for the development of cost-effective and environmentally friendly power production. More renewable energy sources are available, but so far only nuclear and hydrocarbon power plants can supply the required amounts of power. Nuclear power plants are burdened with a number of safety concerns as well as problematic handling of radioactive waste. The future development of nuclear power plants seems very limited due to a lack of political acceptance. Therefore, power plants based on fossil fuels must fill most of the energy gap. The continuous production of research data with regard to the greenhouse effect as well as political agreements such as the Kyoto Protocol from 1997 have led to increasing efforts aimed at limiting and reducing greenhouse gas emissions. As a result of this trend, several countries have attempted to limit C02 emissions and establish annual maximum emission levels. In these endeavors, carbon dioxide emissions from thermal power plants are a major concern. In several places, fossil-fired power plants also experience strict restrictions on other atmospheric emissions such as oxides of nitrogen.
Flere prosesser for kraftgenerering fra fossile brennstoffer med kraftig reduserte COs-utslipp er kjent i teknikken. Disse prosessene produserer konsentrert og trykksatt C02 som er egnet for lagring eller industriell bruk. Lagring av C02 som er produsert i et stort kraftanlegg vil mest sannsynlig oppnås ved injisering av gass, væske eller hydrater i underjordiske formasjoner eller ved høye dyp i sjøen. Man kan oppnå en kommersiell verdi av den produser-te C02-en ved å anvende den til å øke utnyttelsesgraden i produserende oljefelt. En spesielt lovende type prosess som er kjent i den tidligere teknikken baserer seg på forbrenning av et karbonholdig brennstoff med oksygen i en nærmest nitrogenløs gassblanding som for det meste omfatter vanndamp og C02. Porbrenningsproduktene vil omfatte hovedsakelig vanndamp og C02. Temperaturen i forbrenningsprosessen kan styres ved resirkulering av forbrenningsproduk-tet for derved å danne en syklus der arbeidsmediet hovedsakelig består av forbrenningsproduktene. Energien i forbrenningsproduktene kan overføres til elektrisk kraft via gassturbiner, dampturbiner eller stempelmaskiner. Energien kan også overføres til et energibærende medium, for eksempel varmt vann til fjernvarmeanlegg. Mengden arbeidsmedium i kraftsyklusen holdes konstant ved at det hele tiden fjernes en passende mengde arbeidsmedium fra kraftsyklusen. Vann kan enkelt skilles ut fra arbeidsmediet og resten, hovedsakelig C02, kan behandles som beskrevet ovenfor. Andre forurensninger som normalt finnes i forbrenningsproduktene, så som nitrogenoksider, kan behandles på tilsva-rende måte. Kraftsykluser av denne typen kalles "Oxyfuel-sykluser" og er spesielt godt egnet for kraftproduksjon uten atmosfæriske utslipp. Several processes for power generation from fossil fuels with greatly reduced CO emissions are known in the art. These processes produce concentrated and pressurized C02 suitable for storage or industrial use. Storage of C02 produced in a large power plant will most likely be achieved by injecting gas, liquid or hydrates into underground formations or at great depths in the sea. A commercial value can be obtained from the produced C02 by using it to increase the degree of utilization in producing oil fields. A particularly promising type of process known in the prior art is based on the combustion of a carbonaceous fuel with oxygen in an almost nitrogen-free gas mixture which mostly comprises water vapor and CO 2 . The pore combustion products will comprise mainly water vapor and C02. The temperature in the combustion process can be controlled by recycling the combustion product to thereby form a cycle where the working medium mainly consists of the combustion products. The energy in the combustion products can be transferred to electrical power via gas turbines, steam turbines or piston engines. The energy can also be transferred to an energy-carrying medium, for example hot water for district heating systems. The amount of working medium in the power cycle is kept constant by constantly removing a suitable amount of working medium from the power cycle. Water can be easily separated from the working medium and the remainder, mainly C02, can be treated as described above. Other pollutants that are normally found in the combustion products, such as nitrogen oxides, can be treated in a similar way. Power cycles of this type are called "Oxyfuel cycles" and are particularly well suited for power generation without atmospheric emissions.
Både investeringskostnaden og energiforbruket er meget høye ved generering av oksygen med den renhetsgraden og mengden som kreves i Oxyfuel-sykluser. Nye teknologier for oksygengenerering er under utvikling. Disse baserer seg på ikke-porøse materialer som tillater migrasjon av oksygen-ioner. Disse materialene krever typisk temperaturer over 500°C og opererer ved hjelp av en mekanisme hvor par-tial trykket til oksygen eller en spenningsforskjell over materialet er den drivende kraften til migrasjonen av ok-sygenioner. Kjente materialer tillater oksygenselektive prosesser av denne typen, idet andre gasser, for eksempel nitrogen, ikke passerer gjennom materialet. Grundige pre-sentasjoner og referanser til slik teknologi er gitt i US patent nr. 5 753 007 og i US patent nr. 5 976 223. Denne gruppen materialer blir ofte kalt oksygenselektive ionetransportmembraner. Andre materialer, så som noen typer karbon og glass, tillater en selektiv passasje av oksygen-molekyler. Selektiviteten for disse materialene er for tiden typisk for lav til å forhindre uønsket fortynning av arbeidsmediet. Disse materialene er her kalt oksygenmole-kylselektive membraner. Both the investment cost and the energy consumption are very high when generating oxygen with the degree of purity and quantity required in Oxyfuel cycles. New technologies for oxygen generation are under development. These are based on non-porous materials that allow the migration of oxygen ions. These materials typically require temperatures above 500°C and operate using a mechanism where the partial pressure of oxygen or a voltage difference across the material is the driving force for the migration of oxygen ions. Known materials allow oxygen-selective processes of this type, as other gases, for example nitrogen, do not pass through the material. Thorough presentations and references to such technology are given in US Patent No. 5,753,007 and in US Patent No. 5,976,223. This group of materials is often called oxygen-selective ion transport membranes. Other materials, such as some types of carbon and glass, allow a selective passage of oxygen molecules. The selectivity for these materials is currently typically too low to prevent unwanted dilution of the working medium. These materials are here called oxygen molecule-selective membranes.
De fleste løsningene i den tidligere kjente teknikken har belaget seg på bruken av en høyt konsentrert oksygenkilde, jfr. US patent nr. 5 724 805, US patent nr. 5 956 937, US patent nr. 5 247 791 og SE patent nr. 9 601 898. For å redusere oksygenkostnaden er det et formål å innbefatte bruken av oksygenselektive ionetransportmembraner i Oxyfuel-sykluser. Dette innebærer at man må finne en måte å oppnå et positivt partialtrykkdifferensial for oksygenen og den nødvendige temperaturen. En Oxyfuel-prosess som anvender oksygenselektive ionetransportmembraner i en Oxyfuel-syklus er beskrevet i PCT/NO97/00172. Et konvensjonelt varmegjenvinningssystem er foreslått for å anvende varmen som slippes ut av syklusen. Disse systemene er kostbare og det finnes et behov for mer økonomiske måter å anvende denne varmeenergien på. Most of the solutions in the previously known technique have relied on the use of a highly concentrated oxygen source, cf. US Patent No. 5,724,805, US Patent No. 5,956,937, US Patent No. 5,247,791 and SE Patent No. 9,601,898. In order to reduce the cost of oxygen, it is an object to include the use of oxygen-selective ion transport membranes in Oxyfuel cycles . This means that one must find a way to achieve a positive partial pressure differential for the oxygen and the required temperature. An Oxyfuel process using oxygen-selective ion transport membranes in an Oxyfuel cycle is described in PCT/NO97/00172. A conventional heat recovery system is proposed to utilize the heat released from the cycle. These systems are expensive and there is a need for more economical ways of using this heat energy.
I den tidligere kjente teknikken er det ikke blitt angitt måter å lette bruken av dette oksygenanrikede arbeidsmediet som en oksydant i en forbrenningsprosess. Det er et formål å anvende så lite overskytende oksygen som mulig sammenlignet med den stokiometriske mengden som kreves, men like fullt oppnå en fullstendig forbrenning av brennstoffet. Dette er spesielt vanskelig dersom oksygenet til-føres f or brennings sonen mens det er oppblandet med ar.-], beidsmediet, dvs. befinner seg i en ikke-konsentrert form. In the prior art, no means have been indicated to facilitate the use of this oxygen-enriched working medium as an oxidant in a combustion process. It is an object to use as little excess oxygen as possible compared to the stoichiometric amount required, but still achieve complete combustion of the fuel. This is particularly difficult if the oxygen is supplied to the combustion zone while it is mixed with the ar.-], the pickling medium, i.e. is in a non-concentrated form.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å tilføre oksygen, å generere damp samt å anvende dampen i en kraftsyklus der de atmosfæriske utslippene av C02 redu-seres til et minimum. Oppfinnelsen er definert i krav 1. Foreliggende oppfinnelse angir en fremgangsmåte for å løse de ovennevnte problemene. Oksygenselektive ionetransportmembraner anvendes for å overføre oksygen til arbeidsmediet i en Oxyfuel-krafsyklus. De høyere arbeidsmedietempera-turene i en Oxyfuel-krafsyklus som oppstår på grunn av en annen termodynamisk oppførsel enn luftbaserte sykluser, benyttes i integreringen av de oksygenselektive iontransportmembranene. Konsentrasjonen av oksygen i arbeidsmediet økes ved å kondensere vanndamp ut av arbeidsmediet. Det oksygenanrikede arbeidsmediet føres til en forbren-nings sone der det brukes for å forbrenne det karbonholdige brennstoffet. Denne forbrenningsprosessen lettes ved inji-seringen av damp til forbrenningsgasstrømingene. Fremgangsmåten foreslår å generere damp for ovennevnte bruk ved å anvende varme fra arbeidsmediet. Foreliggende oppfinnelse angir derved en fremgangsmåte som i betydelig grad reduserer investeringskostnadene for å generere oksygen og utnytter varmen i Oxyfuel-syklusene. Fig. 1 viser hovedprinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et flytskjema av en bestemt utførelse av foreliggende oppfinnelse, og The present invention relates to a method for supplying oxygen, generating steam and using the steam in a power cycle where the atmospheric emissions of C02 are reduced to a minimum. The invention is defined in claim 1. The present invention specifies a method for solving the above-mentioned problems. Oxygen-selective ion transport membranes are used to transfer oxygen to the working medium in an Oxyfuel power cycle. The higher working medium temperatures in an Oxyfuel power cycle, which arise due to a different thermodynamic behavior than air-based cycles, are used in the integration of the oxygen-selective ion transport membranes. The concentration of oxygen in the working medium is increased by condensing water vapor out of the working medium. The oxygen-enriched working medium is led to a combustion zone where it is used to burn the carbonaceous fuel. This combustion process is facilitated by the injection of steam into the combustion gas flows. The method proposes to generate steam for the above use by applying heat from the working medium. The present invention thereby specifies a method which significantly reduces the investment costs for generating oxygen and utilizes the heat in the Oxyfuel cycles. Fig. 1 shows the main principles according to the present invention. Fig. 2 shows a flowchart of a specific embodiment of the present invention, and
fig. 3 viser et flytskjema av en bestemt utførelse av foreliggende oppfinnelse der en Oxyfuel-kraftsyklus anvender en gassturbin. fig. 3 shows a flow chart of a particular embodiment of the present invention where an Oxyfuel power cycle uses a gas turbine.
Foreliggende oppfinnelse muliggjør også produksjon av varme og/eller damp som kan anvendes for fjernvarme eller distribueres til dampkonsumenter. The present invention also enables the production of heat and/or steam which can be used for district heating or distributed to steam consumers.
Fig. l viser hovedprinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse. En ledning som inneholder et varmet arbeidsmedium 11 er vist på vei til apparatet 1, der det mates til arbeidsmediumsiden. Arbeidsmediet omfatter arbeidsmediet til en halvlukket kraftsyklus. Begrepet "halvlukket syklus" brukes for å angi en syklus der en del av arbeidsmediet resirkuleres med flere sløyfer og der materialet til-føres og fjernes ved hastigheter som holder mengden av arbeidsmedium stort sett konstant. Arbeidsmediet omfatter stort sett forbrenningsprodukter så som karbondioksyd og vann. I tillegg kan det inneholde mindre deler uforbrent eller delvis forbrent brennstoff, oksygen, samt urenheter og gass som har lekket inn i syklusen. Arbeidsmediet kjø-les og anrikes med oksygen når det passerer gjennom apparatet. Etter at det slipper ut av apparatet gjennom ut-løpsledningen 12 for arbeidsmediet, føres det oksygenanrikede arbeidsmediet til en sone der et brennstoff som inneholder grunnstoffet karbon forbrennes ved hjelp av arbeidsmediets hovedoksydant oksygen. Arbeidsmediet i ledningen 12 kan føres direkte til en forbrenningssone eller kan kjøles ned videre slik at konsentratet kan fjernes, hvoretter arbeidsmediet komprimeres før den føres til en forbrenningssone. Arbeidsmediet som slipper inn i apparatet gjennom arbeidsmediets tilførselsledning 11 omfatter produktene fra en forbrenningsprosess av Oxyfuel-typen og kan tilsvare forbrenningssonen som ledningen 12 fører til. Det er også mulig å integrere apparatet i kraftgenere-ringsprosesser med flere forbrenningssoner enten i serie eller sammenforbundede sykluser. I dette tilfellet vil forbrenningsprosessene være av en Oxyfuel-type der hoved-delen av oksydanten tilføres av apparatet eller apparatene. En netto energistrømning fjernes fra arbeidsmediet som kommer ut av forbrenningssonen før det føres videre til apparatene. Energien herfra kan brukes for å produsere elektrisitet, mekanisk arbeid eller varme. For å redusere størrelsen av apparatene kan det være ønskelig å holde arbeidsmediesiden ved et trykk som er betydelig lavere enn det omgivende trykket. Ledningen 21 fører til apparatets oksygentilførselsside. Denne ledningen omfatter en oksygenbærende gass, fortrinnsvis vanlig luft. Et strømning-sinduserende organ som sikrer tilstrekkelig gjennomstrøm-ning av gass fra innløpet til utløpet på oksygentilfør-selssiden av apparatet kan anordnes oppstrøms eller ned- Fig. 1 shows the main principles according to the present invention. A line containing a heated working medium 11 is shown on its way to the apparatus 1, where it is fed to the working medium side. The working medium comprises the working medium of a semi-closed power cycle. The term "semi-closed cycle" is used to denote a cycle in which part of the working medium is recycled with several loops and where the material is added and removed at speeds that keep the amount of working medium largely constant. The working medium mostly comprises combustion products such as carbon dioxide and water. In addition, it may contain smaller portions of unburned or partially burned fuel, oxygen, as well as impurities and gas that have leaked into the cycle. The working medium is cooled and enriched with oxygen when it passes through the device. After it escapes from the apparatus through the outlet line 12 for the working medium, the oxygen-enriched working medium is led to a zone where a fuel containing the element carbon is burned with the help of the working medium's main oxidant oxygen. The working medium in the line 12 can be fed directly to a combustion zone or can be further cooled so that the concentrate can be removed, after which the working medium is compressed before being fed to a combustion zone. The working medium that enters the apparatus through the working medium supply line 11 comprises the products from a combustion process of the Oxyfuel type and may correspond to the combustion zone to which the line 12 leads. It is also possible to integrate the device in power generation processes with several combustion zones either in series or interconnected cycles. In this case, the combustion processes will be of an Oxyfuel type where the main part of the oxidant is supplied by the device or devices. A net energy flow is removed from the working medium that comes out of the combustion zone before it is passed on to the devices. The energy from this can be used to produce electricity, mechanical work or heat. In order to reduce the size of the devices, it may be desirable to keep the working medium side at a pressure that is significantly lower than the ambient pressure. The line 21 leads to the oxygen supply side of the device. This line comprises an oxygen-carrying gas, preferably ordinary air. A flow-inducing device which ensures sufficient flow of gas from the inlet to the outlet on the oxygen supply side of the apparatus can be arranged upstream or downstream
strøms apparatet, eller det kan integreres i apparatet. Alternativt kan det anordnes en kompressor som øker det totale trykket i tilførselsledningen 21 samt en ekspander som gjenvinner energien fra fluidet i utløpsledningen 22. Den oksygenbærende gassen varmes opp før den føres til en del av apparatet der et oksygenselektivt membran eller membraner 8 i hvert fall delvis deler apparatets arbeidsmediumside og oksygentilførselsside. Temperaturen og det partielle trykket til oksygenen i den oksygenbærende gassen må være slik at oksygenen kan passere fra oksygentil-førselssiden til arbeidsmediumsiden. Dersom en slik temperatur ikke er mulig å oppnå ved varmeveksling med arbeidsmediet, må det anordnes et organ for å varme opp arbeidsmediet eller den oksygenbærende gassen enten i eller opp-strøms for apparatet. Den oksygenutarmede gassen som slipper ut av oksygentilførselssiden av ionetransportmembranen eller -membranene, nedkjøles før den føres til utløpet på oksygentilførselssiden 22. Det vil likevel være nødvendig å inkludere varmeoverføringsflater for oppvarming og nedkjøling av den oksygenbærende gassen dersom man finner et membranmateriale som opererer ved omgivende temperaturer. Ytterligere kan andre gasser enn luft brukes som det power the device, or it can be integrated into the device. Alternatively, a compressor can be arranged which increases the total pressure in the supply line 21 as well as an expander which recovers the energy from the fluid in the outlet line 22. The oxygen-carrying gas is heated before it is led to a part of the apparatus where an oxygen-selective membrane or membranes 8 at least partially divides the device's working medium side and oxygen supply side. The temperature and the partial pressure of the oxygen in the oxygen-carrying gas must be such that the oxygen can pass from the oxygen supply side to the working medium side. If such a temperature is not possible to achieve by heat exchange with the working medium, a device must be provided to heat the working medium or the oxygen-carrying gas either in or upstream of the apparatus. The oxygen-depleted gas that escapes from the oxygen supply side of the ion transport membrane or membranes is cooled before being led to the outlet on the oxygen supply side 22. It will still be necessary to include heat transfer surfaces for heating and cooling the oxygen-carrying gas if a membrane material operating at ambient temperatures is found . Furthermore, gases other than air can be used as such
oksygenbærende mediet og, om tilgjengelig, kan andre oksygenselektive membraner enn oksygenselektive ionetransportmembraner anvendes for å transportere oksygen til arbeidsmediet . the oxygen-carrying medium and, if available, oxygen-selective membranes other than oxygen-selective ion transport membranes can be used to transport oxygen to the working medium.
Ledningen 31 fører til dampsiden av apparatet. Denne ledningen omfatter en trykksatt væske som for det meste omfatter vann. Væsken varmes ved varmeveksling i en eller begge av de andre sidene i apparatet og fordampes. Når dampen slipper ut av apparatet gjennom ledningen 32, kan den overhetes, mettes eller den kan inneholde små mengder vann i væskeform. I hvert fall deler av væsken i ledningen 32 blandes så med arbeidsmediet. Det foretrekkes å blande fluider slik at i hvert fall en del av vannet i fluidet dissosieres som følge av kontakten med de reagerende gas-sene i forbrenningsprosessen. Dette innebærer at vanndampen bør blandes til reagerende gasstrømninger der temperaturen er tilstrekkelig høy for dissosiering. Det er blitt oppdaget at dissosieringsproduktene vil påvirke hverandre positivt ved forbrenningen av karbonmonoksid og dermed re-sultere i en mer fullstendig forbrenning av brennstoffet. Dette kan være meget viktig i Oxyfuel-sykluser som har betydelig mindre oksygen enn konvensjonelle kraftsykluser. Dette er enda viktigere når oksygen tilføres forbrenningssonen oppblandet med arbeidsmediet, fordi oksygenkonsentrasjonen som skal tilføres forbrenningsutstyret ikke kan justeres fritt. En del av dampen som slipper ut av apparatet gjennom ledningen 32 kan ofte anvendes i en konvensjonell dampkraftsyklus eller sammen med en varmekilde. I tillegg kan dampen på vanlig måte ekspanderes gjennom en vanlig dampturbin før den blandes med arbeidsmediet. Pla-ter for varmeoverføring til en konvensjonell dampkraftsyklus kan også innbefattes i apparatet. The line 31 leads to the steam side of the appliance. This line comprises a pressurized liquid which mostly comprises water. The liquid is heated by heat exchange in one or both of the other sides of the device and evaporates. When the steam escapes from the apparatus through the line 32, it can be superheated, saturated or it can contain small amounts of water in liquid form. At least parts of the liquid in the line 32 are then mixed with the working medium. It is preferred to mix fluids so that at least part of the water in the fluid dissociates as a result of the contact with the reacting gases in the combustion process. This means that the water vapor should be mixed into reacting gas flows where the temperature is sufficiently high for dissociation. It has been discovered that the dissociation products will influence each other positively during the combustion of carbon monoxide and thus result in a more complete combustion of the fuel. This can be very important in Oxyfuel cycles which have significantly less oxygen than conventional power cycles. This is even more important when oxygen is supplied to the combustion zone mixed with the working medium, because the oxygen concentration to be supplied to the combustion equipment cannot be adjusted freely. Part of the steam that escapes from the apparatus through line 32 can often be used in a conventional steam power cycle or together with a heat source. In addition, the steam can be expanded in the usual way through a normal steam turbine before it is mixed with the working medium. Plates for heat transfer to a conventional steam power cycle can also be included in the apparatus.
Apparatet er konstruert slik at det tillater en varmeveksling mellom de tre sidene i apparatet for å oppnå opp-varmings- og kjøleprosessene som er beskrevet ovenfor. Apparatet kan utføre denne oppgaven ved hjelp av to eller flere varmevekslere med i hvert fall to sider eller den kan utføre dette ved hjelp av en enkelt varmeveksler med tre sider. The apparatus is designed to allow heat exchange between the three sides of the apparatus to achieve the heating and cooling processes described above. The device can perform this task using two or more heat exchangers with at least two sides or it can perform this using a single heat exchanger with three sides.
Fig. 2 viser et flytdiagram av en utførelse ifølge foreliggende oppfinnelse. Apparatet 1 har en varm ende på top-pen og en kald ende på bunnen. Arbeidsmedietilførselen 11 kommer fra en kraftproduserende maskin 2. Arbeidsmediet deles i to deler før det tilføres apparatet, idet begge kjøles til en temperatur der det meste av vanndampen har kondensert før det slipper ut gjennom bunnen av apparatet. En del av arbeidsmediet kjøles uten oksygenanrikning og slipper ut gjennom utløpsledningen 13. Kondensert fluid i denne ledningen kan blandes med væsken i kondensatledning-en 33. Innholdet i utløpsledningen 13 omfatter hovedsakelig C02 og vann, idet dette behandles på en måte som for-hindrer det meste av C02-en fra å slippe ut i atmosfæren. Dette kan omfatte et kompressortog som omfatter en rekke kjølere, skrubbere og kompressorer for å oppnå injise-ringstrykket som kreves for injisering i underjordiske formasjoner. Trykket kan også genereres ved hjelp av et C02-kondenseringssystem og C02-pumper. Oksygen overføres ved hjelp av de oksygenselektive ionetransportmembranene 8 fra oksygentilførselssiden til en del av arbeidsmediet, idet oksygenkonsentrasjonen ytterligere økes ved kjøling til en temperatur der deler av arbeidsmediet kondenseres. Arbeidsmediumkondensatoren føres fra apparatet gjennom ledningen 33. Det oksygenanrikede arbeidsmediet slipper ut av apparatet gjennom ledningen 12 og føres til den kraftproduserende maskinen 2. En tilførsel av brennstoff som inneholder grunnstoffet karbon tilføres den kraftproduserende maskinen 2 gjennom rørledningen 51 og oksyderes ved hjelp av oksygen som tilføres gjennom ledningen 12. Damp som tilføres den kraftgenerende maskinen 2 gjennom damput-løpsledningen 32 tar del i forbrenningsprosessen og senker utløpstemperaturen og konsentrasjonen av karbonmonoksid i arbeidsmediet i ledningen 11. En ledning som tilfører en mindre mengde oksygen til kraftproduksjonsmaskinen 2 kan anordnes om ønsket for å oppnå en mer stabil og fullstendig forbrenning av brennstoffet. Fig. 2 shows a flow diagram of an embodiment according to the present invention. The device 1 has a hot end at the top and a cold end at the bottom. The working medium supply 11 comes from a power-producing machine 2. The working medium is divided into two parts before it is supplied to the apparatus, both being cooled to a temperature where most of the water vapor has condensed before it escapes through the bottom of the apparatus. Part of the working medium is cooled without oxygen enrichment and escapes through the outlet line 13. Condensed fluid in this line can be mixed with the liquid in the condensate line 33. The contents of the outlet line 13 mainly comprise C02 and water, as this is treated in a way that prevents it most of the C02 from escaping into the atmosphere. This may include a compressor train comprising a number of coolers, scrubbers and compressors to achieve the injection pressure required for injection into underground formations. The pressure can also be generated using a C02 condensing system and C02 pumps. Oxygen is transferred by means of the oxygen-selective ion transport membranes 8 from the oxygen supply side to part of the working medium, the oxygen concentration being further increased by cooling to a temperature where parts of the working medium condense. The working medium condenser is led from the apparatus through line 33. The oxygen-enriched working medium escapes from the apparatus through line 12 and is led to the power-producing machine 2. A supply of fuel containing the element carbon is supplied to the power-producing machine 2 through pipe line 51 and is oxidized with the help of supplied oxygen through the line 12. Steam supplied to the power-generating machine 2 through the steam outlet line 32 takes part in the combustion process and lowers the outlet temperature and the concentration of carbon monoxide in the working medium in the line 11. A line supplying a smaller amount of oxygen to the power-generating machine 2 can be arranged if desired to achieve a more stable and complete combustion of the fuel.
En del av det kondenserte arbeidsfluidet, for det meste vann, slipper ut av apparatet gjennom ledningen 33 og fø-res gjennom ledningen 34 mens en annen del 31 pumpes til et høyere trykk ved hjelp av pumpen 3. Vanntilførselsled-ningen 31 som kommer fra pumpen er forbundet med den kalde enden av apparatet der vannet fordampes før den slipper ut av apparatet gjennom damputløpsledningen 32. Dampsiden av apparatet kan delvis omfatte en rekke rør som tilveiebringer en strømningsbane fra den kalde enden av apparatet til den kalde enden av apparatet. Disse rørene er anordnet slik at de tilveiebringer en varmeoverføringsflate i en motstrømskonfigurasjon i forhold til arbeidsmediet og/eller oksygentilførselssiden. Injisering av kjemikalier eller fjerning av forurensninger på dampsiden kan utføres for å rense eller behandle det vannbaserte fluidet. Part of the condensed working fluid, mostly water, escapes from the apparatus through the line 33 and is led through the line 34, while another part 31 is pumped to a higher pressure by means of the pump 3. The water supply line 31 which comes from the pump is connected to the cold end of the apparatus where the water is vaporized before exiting the apparatus through the steam outlet line 32. The steam side of the apparatus may in part comprise a series of pipes which provide a flow path from the cold end of the apparatus to the cold end of the apparatus. These tubes are arranged so as to provide a heat transfer surface in a countercurrent configuration with respect to the working medium and/or the oxygen supply side. Injection of chemicals or removal of contaminants on the steam side may be performed to clean or treat the water-based fluid.
Luft tilføres den kalde enden av apparatet gjennom ledningen 21. Et organ for å indusere luftstrømning gjennom apparatet er anordnet oppstrøms for ledningen 21. Luften varmes opp ved varmeveksling med varm, oksygenutarmet luft som slipper ut av de oksygenselektive ionetransportmembranene 24. Deretter varmes luften opp ved varmeveksling med arbeidsmediet til en temperatur som får ionetransportmembranen til å fungere. Den varme luften 23 strømmer så forbi ionetransportmembranene 8 og oksygenen overføres fra luften til en del av arbeidsmediet. Den oksygenutarmede luften 24 som slipper ut av ionetransportmembranen kjøles så ned i en varmeveksling med luft som er beskrevet ovenfor. Nedkjølet, oksygenutarmet luft dumpes så ut til atmosfæren gjennom ledningen 22. Air is supplied to the cold end of the apparatus through conduit 21. A means for inducing air flow through the apparatus is provided upstream of conduit 21. The air is heated by heat exchange with warm, oxygen-depleted air escaping through the oxygen-selective ion transport membranes 24. The air is then heated by heat exchange with the working medium to a temperature that makes the ion transport membrane work. The hot air 23 then flows past the ion transport membranes 8 and the oxygen is transferred from the air to part of the working medium. The oxygen-depleted air 24 escaping from the ion transport membrane is then cooled in a heat exchange with air as described above. Cooled, oxygen-depleted air is then dumped out to the atmosphere through line 22.
For å kjøle arbeidsmediet til en temperatur der det meste av vannet kondenseres, legges en fjerde side til apparatet. Denne siden tilføres et kjølemedium ved en passende lav temperatur gjennom ledningen 41 som absorberer varme og slipper ut gjennom ledningen 42. To cool the working medium to a temperature where most of the water condenses, a fourth side is added to the apparatus. This side is supplied with a cooling medium at a suitable low temperature through line 41 which absorbs heat and escapes through line 42.
Fig. 3 viser et flytdiagram av en bestemt utførelse av foreliggende oppfinnelse. Apparatet er vist som hovedkompo-nenten 4, varmeveksleren 5 og gass-væskeseparatoren 6. Apparatet er vist brukt i en kraftsyklus med en gassturbin som den kraftproduserende anordning 2. Tilførselen av arbeidsmediet kommer fra gassturbinen gjennom arbeidsmedium-tilførselsledningen 11 som inneholder 60 mol% vanndamp og 39 mol% karbondioksyd ved 0,1 barg og 700°C. Fig. 3 shows a flow diagram of a specific embodiment of the present invention. The apparatus is shown as the main component 4, the heat exchanger 5 and the gas-liquid separator 6. The apparatus is shown used in a power cycle with a gas turbine as the power-producing device 2. The supply of the working medium comes from the gas turbine through the working medium supply line 11 which contains 60 mol% water vapor and 39 mol% carbon dioxide at 0.1 barg and 700°C.
Arbeidsmediet deles i to strømmer og begge kjøles ved var-meoverføring til luften og dampsidene før de slipper ut gjennom bunnen av apparatet 4. En arbeidsmediumsstrøm, som kjøles uten å bli oksygenanriket, slipper ut gjennom arbeidsmediumutløpsledningen 13 mens den andre strømmen oksygenanrikes og inneholder 11 mol% oksygen når den slipper ut gjenom arbeidsmediumoverføringsledningen 14. Fluidet i utløpsledningen 13 behandles på en måte som forhind-rer at det meste av C02-en slipper ut i atmosfæren. The working medium is divided into two streams and both are cooled by heat transfer to the air and steam sides before they escape through the bottom of the apparatus 4. A working medium stream, which is cooled without being enriched with oxygen, escapes through the working medium outlet line 13 while the other stream is enriched with oxygen and contains 11 mol % oxygen when it escapes through the working medium transfer line 14. The fluid in the outlet line 13 is treated in a way that prevents most of the C02 from escaping into the atmosphere.
Overføringsledningen 14 fører til gass-væskeseparatoren 6 der arbeidsmediet kjøles til 20°C. For å utføre denne kjø-lingen av arbeidsmediet tilføres gass-væskeseparatoren 6 et kjølemedium ved 12°C gjennom ledningen 41. Kjølemediet absorberer varme og slipper ut gjennom ledningen 42. Ved å kondensere fluidet fra arbeidsmediet økes oksygenkonsentrasjonen i gassarbeidsmediet som slipper ut av gass-væskeseparatoren 6 gjennom ledningen 12 til 26 mol% oksygen. Gassarbeidsmediet som slipper ut av gass-væskeseparatoren 6 inneholder ytterligere 2,3 mol% vanndamp og 71 mol% karbondioksyd ved 0 barg og 20°C. En del av væsken som kondenseres i gass-væskeseparatoren 6 i kondensatled-ningen 33 slippes ut gjennom ledningen 34 mens resten fø-res til pumpen 3. Om ønsket kan en ekstern væskekilde for-bindes med pumpens innsug. Pumpen øker trykket til 100 barg og væsken tilføres apparatet 4 gjennom vanntilfør-selsledningen 31. Ledningen 31 kommer inn i den kalde enden av apparatet og væsken varmes og fordampes ved varmeveksling med arbeidsmediet før det slipper ut gjennom dam-putløpsledningen 32 ved 400°C. The transfer line 14 leads to the gas-liquid separator 6 where the working medium is cooled to 20°C. In order to carry out this cooling of the working medium, the gas-liquid separator 6 is supplied with a cooling medium at 12°C through the line 41. The cooling medium absorbs heat and escapes through the line 42. By condensing the fluid from the working medium, the oxygen concentration in the gas working medium that escapes from the gas- the liquid separator 6 through the line 12 to 26 mol% oxygen. The gas working medium that escapes from the gas-liquid separator 6 further contains 2.3 mol% water vapor and 71 mol% carbon dioxide at 0 barg and 20°C. Part of the liquid that is condensed in the gas-liquid separator 6 in the condensate line 33 is released through the line 34, while the rest is fed to the pump 3. If desired, an external liquid source can be connected to the pump's intake. The pump increases the pressure to 100 barg and the liquid is supplied to the apparatus 4 through the water supply line 31. The line 31 enters the cold end of the apparatus and the liquid is heated and vaporized by heat exchange with the working medium before it escapes through the dam outlet line 32 at 400°C.
Oksygenanrikete arbeidsmedium i arbeidsmedieutløpsled-ningen 12 mates til kompressordelen av gassturbinen. Denne gassturbinen er av konvensjonell konfigurasjon, men er spesielt utformet for å fungere med det angitte arbeidsmediet. Et forbrenningskammer tilføres oksygenanriket arbeidsmedium ved 35 barg og naturgass gjennom ledningen 51. Oksygen konsumeres ved forbrenning av naturgass og damp tilføres forbrenningskammeret gjennom damputløpsledningen 32. I hvert fall en del av dampen som tilføres forbrenningskammeret vil dissosiere, noe som resulterer i lavere konsentrasjoner av karbondioksyd i arbeidsmediet som slipper ut av forbrenningskammeret. En ytterligere virkning er at utløpstemperaturen senkes til ønskelige 1350°C. Arbeidsmediet føres så til en ekspander der energien ekstraheres. Fra ekspanderen tilføres arbeidsmediet til apparatet 4 gjennom arbeidsmediumtilførselsledningen 11. Oxygen-enriched working medium in the working medium outlet line 12 is fed to the compressor part of the gas turbine. This gas turbine is of conventional configuration, but is specially designed to work with the specified working medium. A combustion chamber is supplied with oxygen-enriched working medium at 35 barg and natural gas through the line 51. Oxygen is consumed by the combustion of natural gas and steam is supplied to the combustion chamber through the steam outlet line 32. At least part of the steam supplied to the combustion chamber will dissociate, resulting in lower concentrations of carbon dioxide in the working medium escaping from the combustion chamber. A further effect is that the outlet temperature is lowered to a desirable 1350°C. The working medium is then fed to an expander where the energy is extracted. From the expander, the working medium is supplied to the device 4 through the working medium supply line 11.
Luft tilføres den kalde enden av varmeveksleren 5 gjennom lufttilførselsledningen 21. Et organ for å indusere luft-strømning gjennom apparatet ved å øke det totale trykket til 0,1 barg er anordnet oppstrøms for ledningen 21. Luften varmes opp ved en motstrøms varmeveksling med varm, oksygenutarmet luft som slipper ut av de oksygenselektive iontransportmembranene i ledningen 24. Luften slipper ut av varmeveksleren 5 ved 535°C og føres gjennom ledningen 23 til apparatet 24 der det varmes opp til 675°C ved varmeveksling med arbeidsmediet. Den varme luften passerer så forbi de oksygenselektive ionetransportmembranene og oksygenet overføres fra luften til en del av arbeidsmediet. Det er foretrukket at arbeidsmediet og luften på de to sidene av ionetransportmembranene strømmer i en konfigurasjon som er så nærme som motstrømning som mulig for å mak-simere den partielle trykkforskjellen. Den oksygenutarmede luften som slipper ut av ionetransportmembranene 8 føres så til varmeveksleren 5 gjennom ledningen 24 og kjøles ved varmeveksling med luft som beskrevet ovenfor. Nedkjølet, oksygenutarmet luft slippes ut til atmosfæren gjennom ut-slippsledningen 22 ved 50°C og med 2,6 mol% oksygen. Air is supplied to the cold end of the heat exchanger 5 through the air supply line 21. A means for inducing air flow through the apparatus by increasing the total pressure to 0.1 barg is arranged upstream of the line 21. The air is heated by a countercurrent heat exchange with hot, oxygen-depleted air that escapes from the oxygen-selective ion transport membranes in the line 24. The air escapes from the heat exchanger 5 at 535°C and is led through the line 23 to the device 24 where it is heated to 675°C by heat exchange with the working medium. The hot air then passes past the oxygen-selective ion transport membranes and the oxygen is transferred from the air to part of the working medium. It is preferred that the working medium and the air on the two sides of the ion transport membranes flow in a configuration that is as close to counter-flow as possible to maximize the partial pressure difference. The oxygen-depleted air that escapes from the ion transport membranes 8 is then led to the heat exchanger 5 through the line 24 and is cooled by heat exchange with air as described above. Cooled, oxygen-depleted air is discharged to the atmosphere through the discharge line 22 at 50°C and with 2.6 mol% oxygen.
Ovennevnte kraftsyklus har en beregnet, netto elektrisk effektivitet på 47%. The above power cycle has a calculated net electrical efficiency of 47%.
Foreliggende skrift beskriver de essensielle særtrekkene til foreliggende oppfinnelse. Eksemplene som er gitt viser den mulige bruken av foreliggende oppfinnelse, men har ikke som formål å inkludere alle mulige bruksområder av oppfinnelsen. Det bør understrekes at man ikke trenger å implementere alle aspektene av fremgangsmåten for at den skal være fordelaktig. Eksemplene som er gitt angir be-stemte verdier på forskjellige steder i syklusen. Det forstås av fagmannen at disse verdiene kun er eksempler og kan variere uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme. Det forstås ytterligere at mange elementer som normalt er til stede i kraftproduserende apparater vil være påkrevet, men for enkelhets skyld ikke er vist på figurene. The present document describes the essential features of the present invention. The examples given show the possible use of the present invention, but are not intended to include all possible areas of use of the invention. It should be emphasized that one need not implement all aspects of the method for it to be beneficial. The examples given indicate particular values at various points in the cycle. It is understood by the person skilled in the art that these values are only examples and may vary without departing from the scope of the invention. It is further understood that many elements which are normally present in power-producing apparatus will be required, but for the sake of simplicity are not shown in the figures.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20010403A NO314925B1 (en) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process |
| PCT/NO2002/000030 WO2002059524A1 (en) | 2001-01-23 | 2002-01-22 | A method and an apparatus for cycle fluid treatment in an oxygen fired semi-closed power cycle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20010403A NO314925B1 (en) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20010403D0 NO20010403D0 (en) | 2001-01-23 |
| NO20010403L NO20010403L (en) | 2002-07-24 |
| NO314925B1 true NO314925B1 (en) | 2003-06-16 |
Family
ID=19912048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20010403A NO314925B1 (en) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO314925B1 (en) |
| WO (1) | WO2002059524A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074033B2 (en) | 2003-03-22 | 2006-07-11 | David Lloyd Neary | Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6149714A (en) * | 1997-06-05 | 2000-11-21 | Praxair Technology, Inc. | Process for enriched combustion using solid electrolyte ionic conductor systems |
| US5888272A (en) * | 1997-06-05 | 1999-03-30 | Praxair Technology, Inc. | Process for enriched combustion using solid electrolyte ionic conductor systems |
| NO308400B1 (en) * | 1997-06-06 | 2000-09-11 | Norsk Hydro As | Power generation process comprising a combustion process |
| NO308401B1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-09-11 | Norsk Hydro As | Process for the recovery of CO2 generated in a combustion process and its use |
-
2001
- 2001-01-23 NO NO20010403A patent/NO314925B1/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-22 WO PCT/NO2002/000030 patent/WO2002059524A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20010403L (en) | 2002-07-24 |
| WO2002059524A1 (en) | 2002-08-01 |
| WO2002059524A8 (en) | 2003-12-11 |
| NO20010403D0 (en) | 2001-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1146951B1 (en) | Method for recovering co 2 | |
| US7895822B2 (en) | Systems and methods for power generation with carbon dioxide isolation | |
| ES2900461T3 (en) | Method and system for energy production with improved efficiency | |
| US6957539B2 (en) | Power generator with low CO2 emissions and associated method | |
| CN107008102B (en) | System and method for integrated separation of carbon dioxide gas from combustion gases | |
| RU2315186C2 (en) | Low contamination thermal power station | |
| NO321817B1 (en) | Wastewater treatment plants | |
| EA026404B1 (en) | Integrated system and method of generating power | |
| EA026048B1 (en) | System and method for carbon dioxide capture in a low emission combined turbine | |
| EA023988B1 (en) | System and method for high efficiency power generation using a nitrogen gas working fluid | |
| WO2012013596A1 (en) | Jet engine with carbon capture | |
| JP2001523546A (en) | Thermally driven oxygen / nitrogen plant incorporating oxygen selective ion transport membrane | |
| WO2000048709A1 (en) | A method for removing and recovering co2 from exhaust gas | |
| CA2700746A1 (en) | Methods and systems for sulphur combustion | |
| Atsonios et al. | Exergetic comparison of CO2 capture techniques from solid fossil fuel power plants | |
| WO2008091158A1 (en) | Method and plant for enhancing co2 capture from a gas power plant or thermal power plant | |
| NO325049B1 (en) | Procedures for increasing energy and cost efficiency in a gas or power plant; a thermal power plant for the same and a combustion chamber for use in connection with such plants. | |
| NO328975B1 (en) | Gas power plant with CO2 purification | |
| Capocelli et al. | Generalized penalties and standard efficiencies of carbon capture and storage processes | |
| NO335351B1 (en) | Method and apparatus for generating hot working gases | |
| NO314925B1 (en) | Process for cooling and oxygen enriching a working medium in a power-producing process | |
| JPH04350303A (en) | Carbon dioxide gas recovery type thermal power generation system | |
| US20040237528A1 (en) | Process for producing liquid carbon dioxide from combustion gas at normal pressure | |
| JP2647582B2 (en) | How to generate electricity while producing carbon dioxide and inert gas | |
| RU2244133C1 (en) | Method for steam generation at production of ammonia |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |