PL227903B1 - Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego - Google Patents

Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego Download PDF

Info

Publication number
PL227903B1
PL227903B1 PL398023A PL39802312A PL227903B1 PL 227903 B1 PL227903 B1 PL 227903B1 PL 398023 A PL398023 A PL 398023A PL 39802312 A PL39802312 A PL 39802312A PL 227903 B1 PL227903 B1 PL 227903B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
synthesis gas
water
expander
syngas
gas
Prior art date
Application number
PL398023A
Other languages
English (en)
Other versions
PL398023A1 (pl
Inventor
Khodaram Rustom Khosravian
Ronald Frederick Tyree
Patrick Joseph Mckenna
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of PL398023A1 publication Critical patent/PL398023A1/pl
Publication of PL227903B1 publication Critical patent/PL227903B1/pl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/26—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466—Entrained flow processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606—Combustion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/1653—Conversion of synthesis gas to energy integrated in a gasification combined cycle [IGCC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C10J2300/1675—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity making use of a steam turbine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1678—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with air separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/169—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with water treatments
    • 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
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • 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
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • 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
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego.
Materiał wsadowy, taki jak węgiel, koks naftowy, biomasa, substancje oparte na drewnie, odpadki rolnicze, smoły, gaz z pieca koksowniczego i asfalt, lub inne zawierające węgiel substancje można zgazowywać dla wykorzystania w wytwarzaniu energii elektrycznej, chemikaliów, paliw syntetycznych, lub dla wielu innych zastosowań. Gazyfikacja obejmuje reakcję zawierającego węgiel paliwa i tlenu w bardzo wysokiej temperaturze z wytworzeniem gazu syntezowego, paliwa zawierającego tlenek węgla i wodór, które spala się znacznie wydajniej i czyściej niż paliwo w stanie pierwotnym. Gaz syntezowy można stosować do wytwarzania energii, produkcji chemicznej lub w dowolnym innym odpowiednim zastosowaniu. Jednakże wytwarzanie gazu syntezowego może spowodować pewne spadki wydajności, a więc marnowanie energii.
Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza instalacjach gazu syntezowego, odznacza się według wynalazku tym, że zawiera drogę przepływu, sekcję gazyfikacji, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu, przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, umieszczoną bezpośrednio za sekcją gazyfikacji płuczkę filtrującą gaz syntezowy, i umieszczoną wzdłuż drogi przepływu bezpośrednio za płuczką, pierwszą turbo-rozprężarkę rozprężającą gaz syntezowy, gdzie gaz syntezowy obejmuje surowy gaz syntezowy, przy czym pierwsza turbo-rozprężarka jest urządzeniem generującym energię mechaniczną, energię elektryczną lub ich kombinację poprzez rozprężanie gazu syntezowego, zaś wzdłuż drogi przepływu za pierwszą turbo-rozprężarką jest umieszczona sekcja usuwania kwasowych gazów (AGR) do obróbki surowego gazu syntezowego dla usunięcia kwasowych gazów i wytworzenia poddanego obróbce gazu syntezowego.
Korzystnie układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody do surowego gazu syntezowego.
Korzystnie układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody do surowego gazu syntezowego przed pierwszą turbo-rozprężarką.
Korzystnie układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody przez nasycanie masą wody surowego gazu syntezowego.
Korzystnie masa wody obejmuje ogrzewaną masę wody.
Korzystnie surowy gaz syntezowy w pierwszej turbo-rozprężarce obejmuje mokry gaz syntezowy mający co najmniej w przybliżeniu 0,1% do 65% H2O.
Korzystnie surowy gaz syntezowy w pierwszej turbo-rozprężarce jest niezmodyfikowany termicznie przed rozprężeniem przez pierwszą turbo-rozprężarkę.
Korzystnie pierwsza turbo-rozprężarka jest do skraplania substancji z surowego gazu syntezowego.
Korzystnie substancja obejmuje kondensat mający w przybliżeniu 0,1% do 65% H2O skroplonej z surowego gazu syntezowego.
Korzystnie sekcja gazyfikacji obejmuje sekcję gazyfikacji ze zintegrowanym kombinowanym cyklem gazyfikacji (IGCC).
Korzystnie układ obejmuje, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za sekcją usuwania kwasowych gazów (AGR), drugą turbo-rozprężarkę do rozprężania poddanego obróbce gazu syntezowego.
Korzystnie układ obejmuje drugą rozprężarkę do rozprężania gazu syntezowego, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za pierwszą rozprężarką.
Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego, charakteryzuje się według wynalazku tym, że zawiera drogę przepływu, mającą sekcję gazyfikacji, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, pierwsze źródło płynu zawierające płyn pod ciśnieniem i umieszczone wzdłuż drogi przepływu przed sekcją usuwania kwasowych gazów (AGR), drugie źródło płynu do mieszania drugiego płynu z pierwszym płynem z wytworzeniem mieszaniny płynów, i umieszczoną wzdłuż drogi płynu przed sekcją usuwania kwasowych gazów (AGR) turPL 227 903 B1 bo-rozprężarkę do rozprężania i skraplania mieszaniny płynów z wytworzeniem energii mechanicznej, energii elektrycznej, lub ich kombinacji.
Korzystnie drugie źródło płynu obejmuje źródło wody.
Korzystnie że pierwsze źródło płynu obejmuje źródło gazu syntezowego lub źródło gazu ziemnego.
Korzystnie turbo-rozprężarka jest rozprężarką wytwarzającą kondensat mający co najmniej w przybliżeniu 0,1% do w przybliżeniu 65% H2O.
Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego, odznacza się według wynalazku tym, że zawiera drogę przepływu, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu sekcję gazyfikacji przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za sekcją gazyfikacji płuczkę do filtrowania gazu syntezowego, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za płuczką turbo-rozprężarkę do rozprężania przefiltrowanego gazu syntezowego, przy czym przefiltrowany gaz syntezowy jest niezmodyfikowany termicznie przed rozprężeniem przez turbo-rozprężarkę i umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za turbo-rozprężarką sekcję usuwania gazowych kwasów (AGR) usuwającą kwas z przefiltrowanego gazu syntezowego.
Korzystnie układ zawiera wlot płynu i płyn jest mieszany z gazem syntezowym przed rozprężaniem gazu syntezowego.
Korzystnie dostarczany przez płuczkę płyn stanowi woda.
Pewne ukształtowania odpowiadające zakresem pierwotnie zastrzeganemu wynalazkowi podsumowano poniżej. Te ukształtowania nie mają ograniczać zakresu zastrzeganego wynalazku, lecz raczej mają one dostarczać krótkiego podsumowania możliwych postaci wynalazku. W istocie wynalazek może obejmować wiele postaci, które mogą być podobne lub różne od ukształtować przedstawionych poniżej.
W pierwszym ukształtowaniu wynalazku, układ obejmuje drogę przepływu i sekcję gazyfikacji umieszczoną wzdłuż drogi przepływu. Sekcja gazyfikacji jest skonfigurowana tak, że przetwarza materiał wsadowy w gaz syntezowy. Układ obejmuje również płuczkę umieszczoną bezpośrednio za sekcją gazyfikacji i skonfigurowaną tak, aby filtrowała gaz syntezowy. Układ obejmuje również pierwszą rozprężarkę umieszczoną wzdłuż drogi przepływu bezpośrednio za płuczką i skonfigurowaną tak, aby rozprężała gaz syntezowy. Gaz syntezowy stanowi nieprzetworzony gaz syntezowy.
W drugim ukształtowaniu wynalazku, układ obejmuje drogę przepływu i pierwsze źródło płynu umieszczone wzdłuż drogi przepływu przed sekcją usuwania kwasowych gazów (AGR). Źródło płynu stanowi płyn pod ciśnieniem. Układ obejmuje również drugie źródło płynu skonfigurowane tak, aby mieszało drugi płyn z pierwszym płynem dla wytworzenia mieszaniny płynów. Rozprężarka jest również umieszczona wzdłuż drogi płynu przed AGR. Rozprężarka jest skonfigurowana tak, aby rozprężała i skraplała mieszaninę płynów dla wytworzenia energii mechanicznej, energii elektrycznej lub ich kombinacji.
W trzecim ukształtowaniu wynalazku, układ obejmuje drogę przepływu i sekcję gazyfikacji umieszczoną wzdłuż drogi przepływu. Sekcja gazyfikacji jest skonfigurowana tak, aby przetwarzała materiał wsadowy w gaz syntezowy. Układ obejmuje również płuczkę umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za sekcją gazyfikacji i skonfigurowaną tak, aby filtrowała gaz syntezowy. Układ dodatkowo obejmuje rozprężarkę umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za płuczką. Rozprężarka jest skonfigurowana tak, aby rozprężała przefiltrowany gaz syntezowy. Układ obejmuje również sekcję AGR umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za rozprężarkę i skonfigurowaną tak, aby usuwała kwas z przefiltrowanego gazu syntezowego.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku przy czym podobne oznaczenia oznaczają podobne części na figurach rysunku, na którym:
fig. 1 ilustruje przykład wykonania układu do gazyfikacji zawierającego rozprężarkę;
fig. 2 ilustruje przykład wykonania układu do gazyfikacji zawierającego rozprężarkę i układ konwersji gazu wodą;
fig. 3 ilustruje przykład wykonania układu do gazyfikacji zawierającego wiele rozprężarek; i
PL 227 903 B1 fig. 4 ilustruje przykład wykonania układu poligeneracyjnego zawierającego zintegrowany układ kombinowanego cyklu gazyfikacji (IGGC) i rozprężarkę.
Poniżej opisano jeden lub większą liczbę określonych przykładów wykonania niniejszego wynalazku. W próbie uzyskania zwięzłego opisu tych przykładów wykonania, nie wszystkie cechy rzeczywistej realizacji zostały w opisie przedstawione. Należy zauważyć, że przy opracowywaniu wszelkich takich rzeczywistych realizacji, jak w każdym projekcie inżynieryjnym lub konstrukcyjnym musi być podejmowanych, wiele specyficznych dla tej realizacji decyzji dla osiągnięcia szczególnych celów wykonawcy, takich jak zgodność z ograniczeniami systemowymi i ekonomicznymi, które mogą być różne pomiędzy realizacjami. Ponadto należy zauważyć, że takie prace wykonawcze mogą być złożone i czasochłonne, lecz tym niemniej będą rutynowym przedsięwzięciem w odniesieniu do konstrukcji, wytwarzania i produkcji dla znawców w tej dziedzinie mogących korzystać z tego ujawnienia.
Przy wprowadzaniu elementów różnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku, określenia „jeden”, „pewien” „ten” i „wspomniany” mają oznaczać, że występuje jeden lub wiele elementów. Określenia „zawierający” „obejmujący” i „mający” mają być włączone i oznaczać, że mogą istnieć dodatkowe elementy inne niż elementy wymienione.
Ujawnione przykłady realizacji obejmują sposób wytwarzania energii i/lub chemikaliów z zawierającego węgiel paliwa z użyciem procesu gazyfikacji, w którym „odpadowa” energia jest przechwytywana i zużywana do dostarczania dodatkowej energii. W procesie gazyfikacji, zawierające węgiel paliwo jest częściowo utleniane przez dodanie tlenu (lub gazu zawierającego tlen) dla wytworzenia strumienia gazu syntezowego, który zawiera tlenek węgla i wodór, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej w odniesieniu do fig. 1. Strumień gazu syntezowego może być następnie filtrowany lub „przemywany” w płuczce dla usunięcia, przykładowo, rozdrobnionych składników i porwanych substancji stałych. W pewnych przykładach realizacji opisanych tutaj strumień gazu syntezowego może następnie wchodzić do rozprężarki bezpośrednio za płuczką. Strumień gazu syntezowego wchodzący do rozprężarki może być określany jako „surowy” gaz syntezowy, ponieważ gaz syntezowy nie przeszedł procesu usuwania kwasowych gazów. Rozprężarka pozwala na odzyskiwanie energii ze strumienia gazu syntezowego, której w inny sposób nie można by było odzyskać. Dokładniej, strumień gazu syntezowego zawiera energię cieplną i energię kinetyczną zawarte w strumieniu masowego płynącego gazu syntezowego, która zwykle nie jest odzyskiwana. Należy rozumieć, że energia kinetyczna obejmuje energię związaną z masą (i przepływem) gazu syntezowego, jak też ciśnieniem gazu syntezowego. Przykładowo, gaz syntezowy może zostać ochłodzony, tracąc wiele z energii cieplnej i zmniejszając lub zatrzymując przepływ gazu syntezowego. Chłodzenie i/lub spowalnianie gazu syntezowego może również obniżać ciśnienie w strumieniu. W ujawnionych przykładach realizacji możliwe jest również dodawanie wody do gazu syntezowego przed rozprężaniem gazu syntezowego, co dodatkowo zwiększa masę w przepływie strumienia gazu syntezowego, z odpowiednim wzrostem odzyskanej energii. Istotnie, w rozprężarce można stosować „mokry” gaz syntezowy, zawierający stężenia wody w przybliżeniu pomiędzy 0,1% do 65% objętościowych wody na wlocie do rozprężarki.
W jednym z przykładów realizacji, strumień gazu syntezowego opuszczający płuczkę może być kierowany do reaktora konwersji gazu wodą dla przekształcenia tlenku węgla i wody w dodatkowy wodór i dwutlenek węgla. W tym przykładzie wykonania, rozprężarka może być umieszczona bezpośrednio za reaktorem konwersji zamiast bezpośrednio za płuczką. W jeszcze innym przykładzie wykonania, reaktor konwersji może być umieszczony bezpośrednio za rozprężarką. W tym przykładzie realizacji, strumień gazu syntezowego jest najpierw rozprężany dla odzyskania energii przed poddaniem go reakcji konwersji. Istotnie, jedną lub wiele rozprężarek można umieścić w różnych miejscach za płuczką, lub za innymi elementami składowymi instalacji gazyfikacji, takimi jak proces usuwania kwasowych gazów, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej. Rozprężanie mokrego gazu syntezowego pozwala na przechwycenie energii, która byłaby w przeciwnym razie tracona przykładowo przez ochłodzenie gazu syntezowego. Istotnie, wytwarzanie energii w instalacjach gazyfikacji do uzyskiwania chemikaliów, w tym instalacji gazyfikacji ze zintegrowanym kombinowanym cyklem gazyfikacji (IGCC), można polepszyć stosując techniki rozprężania ujawnione tutaj. Ponadto można uzyskać niższe koszty inwestycyjne, niższe koszty eksploatacji i wyższe wydajności przez odzyskiwanie energii traconej w przeciwnym razie przez bezpośrednie rozprężanie mokrego gazu syntezowego.
Biorąc to pod uwagę, fig. 1 przedstawia przykład wykonania instalacji 100 gazyfikacji poligeneracyjnej, w której można wytwarzać i/lub spalać syntetyczny gaz, tj. gaz syntezowy, do przekształcania w elektryczność i/lub konwersji części gazu syntezowego dla wytworzenia substancji chemicznych. Należy rozumieć, że chociaż przedstawiony przykład wykonania jest przygotowany do wytwarzania
PL 227 903 B1 elektryczności przez wykorzystanie bloku energetycznego 174, inne przykłady wykonania mogą ewentualnie nie obejmować bloku energetycznego 174. Przykładowo, inne przykłady wykonania instalacji 100 mogą obejmować instalacje chemiczne, instalacje wytwarzania gazu syntezowego, lub dowolną inną przemysłową instalację odpowiednią do wytwarzania substancji chemicznych lub kompozycji chemicznych opartych na gazie syntezowym. Materiał wsadowy 102, taki jak wsad stały, który może być wykorzystywany jako źródło energii do elektrowni gazyfikacyjnej 100. Materiał wsadowy 102 może obejmować węgiel, koks naftowy, biomasę, substancje oparte na drewnie, odpadki rolnicze, smoły, gaz z pieca koksowniczego i asfalt, lub inne substancje zawierające węgiel. Materiał wsadowy 102 i topnik 104 można przesłać do jednostki 106 manipulacji i przechowywania materiału wsadowego. Topnik 104 można dodawać do materiału wsadowego 102 w jednostce 106 manipulacji i przechowywania materiału wsadowego dla regulacji zachowania przy topieniu materiału wsadowego 102. Topnik 104 może obejmować, np., piasek, skałę, wapień, boksyt i rudę żelaza. Jednostka 106 manipulacji i przechowywania materiału wsadowego może z kolei kierować mieszaninę materiału wsadowego 102 i topnika 104 jednostka 108 rozdrabniania do gotowania zawiesiny z materiału wsadowego może, przykładowo, zmieniać rozmiary i kształt mieszaniny materiału wsadowego 102 i topnika 104 przez siekanie, mielenie, rozdrabnianie, rozpylanie, brykietowanie lub paletyzację/granulowanie mieszaniny materiału wsadowego 102 i topnika 104 dla wytworzenia paliwa do gazyfikacji. Dodatkowo, wodę 110, lub inne odpowiednie ciecze można dodawać do mieszaniny materiału wsadowego 102 i topnika 104 w jednostce 108 rozdrabniania i przygotowania zawiesiny z materiału wsadowego dla wytworzenia paliwa w postaci zawiesiny 111. Paliwo w postaci zawiesiny 111 można przenosić do gazogeneratora 112 do stosowania w operacjach gazyfikacji. Należy zauważyć, że wsad użyty do operacji gazyfikacji może obejmować wsad stały, wsad ciekły i/lub wsady gazowe.
Gazogenerator 112 może przekształcać paliwo w gaz syntezowy, np., połączenie tlenku węgla i wodoru. Tę konwersję można prowadzić poddając paliwo działaniu kontrolowanej ilości dowolnego moderatora i ograniczonej ilości tlenu pod zwiększonymi ciśnieniami (przykładowo, w przybliżeniu od 4 · 106 Pa do 9 · 106 Pa (40 bar - 90 bar) i w zwiększonych temperaturach (przykładowo, w przybliżeniu 1200°C - 1500°C), zależnie od typu użytego paliwa. Ogrzewanie paliwa podczas procesu pirolizy może spowodować powstanie żużla 114 i gazów resztkowych (np., tlenku węgla, wodoru i azotu).
Następnie może zachodzić w gazogeneratorze 112 proces częściowego utleniania (tj. gazyfikacja). Aby wspomóc ten proces gazyfikacji, można dostarczać tlen 116 do gazogeneratora 112 z jednostki 118 rozdzielania powietrza (ASU). ASU 118 może działać tak, że rozdziela powietrze 120 na składowe gazy z użyciem, przykładowo, technik destylacji, które mogą być kriogeniczne lub mogą wykorzystywać adsorpcję zmiennociśnieniową (PSA). ASU 118 może wydzielać tlen 116 z dostarczanego powietrza 120 i może przenosić oddzielony tlen 116 do gazogeneratora 112. Dodatkowo, ASU 118 może wydzielać azot 122 z powietrza 120, przykładowo dla jego zgromadzenia 35 lub dalszego użycia w wytwarzaniu energii.
Węgiel i gazy resztkowe mogą reagować z tlenem 116 z wytworzeniem dwutlenku węgla i tlenku węgla, które zapewniają ciepło dla późniejszych reakcji gazyfikacji. Temperatury podczas procesu gazyfikacji mogą wahać się od w przybliżeniu 1200°C do w przybliżeniu 1500°C. Ponadto do gazogeneratora można wprowadzać parę wodną. Gazogenerator 112 wykorzystuje parę wodną i ograniczoną ilość tlenu 116 do umożliwienia spalenia pewnej ilości materiału wsadowego z wytworzeniem tlenku węgla i energii, które mogą napędzać drugą reakcję przekształcającą dalszy materiał wsadowy w wodór i dodatkowy dwutlenek węgla.
W ten sposób przez gazogenerator 112 jest wytwarzany wynikowy strumień 124 gazu syntezowego. Ten strumień 124 gazu syntezowego może zawierać w przybliżeniu 73% tlenku węgla i wodoru, jak też CO2, H2O, CH4, HCl, HF, COS, NH3, HCN i H2S (w oparciu o zawartość siarki w materiale wsadowym). Ten wynikowy gaz może być określony nazwą surowego gazu syntezowego 124, ponieważ zawiera, przykładowo, H2S. Gazogenerator 112 może również generować odpady, takie jak żużel 114, który może być mokrym popiołem. Ten żużel 114 może być przenoszony do układu manipulacji 126 grubym żużlem. Układ manipulacji 126 grubym żużlem może produkować gruby żużel 128 do sprzedaży, przykładowo, do stosowania jako podkład do dróg lub inny materiał budowlany.
Strumień 124 gazu syntezowego może wchodzić do płuczki 130 odpowiedniej do usuwania lub „wypłukiwania” pewnych substancji w postaci cząstek i innych zanieczyszczeń. Można stosować dowolną liczbę odpowiednich technik wypłukiwania. Przykładowo płuczka 130 może wykorzystywać natrysk wodą dostarczaną przez powrót 132 kondensatu i powrót 134 szarej wody. Strumień 124 gazu syntezowego może kontaktować się z natryskiem wodnym, który zagęszcza pewne kondensujące
PL 227 903 B1 substancje, takie jak smoła i olej. Strumień 124 gazu syntezowego może również wpływać do wodnej studzienki do usuwania substancji w postaci cząstek. Strumień 124 gazu syntezowego może zatem być zatrzymany w wodnej studzience, co powoduje oczyszczanie strumienia 124 gazu syntezowego. Strumień 124 gazu syntezowego może pobierać dodatkową wodę w płuczce 130. Istotnie, łączna masa strumienia 124 gazu syntezowego może wzrosnąć dzięki dodatkowi wody w płuczce 130. W jednym z przykładów realizacji, „mokry” gaz syntezowy 136 mający zwiększoną zawartość wody może być z kolei skierowany do rozprężarki 138 odpowiedniej do odzyskiwania energii przez rozprężanie strumienia 136 gazu syntezowego. W pewnych przykładach realizacji, strumień 136 gazu syntezowego opuszczający płuczkę 130 może mieć stężenia wody w przybliżeniu od 1% do 65% objętościowych wody, temperatury w przybliżeniu od 190°C do 400°C, i ciśnienia w przybliżeniu pomiędzy 4 · 106 Pa a 7 · 106 Pa (40 bar a 70 bar). W innym przykładzie realizacji, stężenia wody mogą wynosić w przybliżeniu zero. W tym przykładzie realizacji, strumień może być przegrzewany przed rozprężaniem. Istotnie, stężenia wody mogą wahać się od 0,1% do 65% objętościowych.
Rozprężarka 138 może być turborozprężarką (tj., turbiną rozprężającą) odpowiednią do przekształcania przepływu płynu (np., cieczy lub gazu) w energię elektryczną. Konkretniej, rozprężarka 138 może przekształcać przepływ masy i energii cieplnej strumienia 136 gazu syntezowego w ruch obrotowy (tj., energię mechaniczną) wykorzystując wiele łopatek lub skrzydełek umieszczonych obwodowo na wale. Ruch obrotowy wału można następnie przekształcać w energię elektryczną, np., stosując generator. W pewnych przykładach wykonania, generator może być zawarty w rozprężarce 138. W ten sposób mokry (lub suchy) strumień 136 gazu syntezowego można stosować bezpośrednio za płuczką 130 do generowania dodatkowej energii elektrycznej. Dodatkowa korzyść z procesu rozprężania obejmuje chłodzenie strumienia 136 gazu syntezowego do stosowania w innych procesach za rozprężarką 138. Ponadto, rozprężarka 138 może skraplać kondensat, taki jak woda, z gazu syntezowego. Istotnie, w pewnych przykładach realizacji, kondensat skroplony przez rozprężarkę 138 może zawierać 0,1% do 65% wody obecnej w strumieniu 136 gazu syntezowego. Należy zauważyć, że można stosować wiele rozprężarek 138, i że rozprężarkę 138 można umieścić w innych miejscach w instalacji 100. Istotnie, w innych przykładach realizacji opisanych w odniesieniu do fig. 2-4 poniżej, jedną lub wiele rozprężarek 138 można umieścić w innych miejscach za gazogeneratorem 112. Ponadto, w innych przykładach realizacji, wiele gazogeneratorów 112 można połączyć rurą rozgałęźną lub złączyć dla kierowania gazu syntezowego do zestawu lub wielu rozprężarek 138. Istotnie, jeden lub wiele gazogeneratorów 112 może „zasilać” jedną lub wiele rozprężarek 138.
Wciąż zgodnie z fig. 1, płuczka 130 może również wytwarzać wodę 140 zawierającą substancje w postaci cząstek usunięte ze strumienia 124 gazu syntezowego podczas procesu wypłukiwania. Woda 140 może następnie być kierowana do układu 142 odparowania równowagowego wody do dalszego przetwarzania. Układ 142 odparowania równowagowego wody może umieszczać wodę 140 w destylatorze równowagowym, w którym woda 140 jest odparowywana dając wysokociśnieniowy gaz 144 z odparowania równowagowego, pozostawiając za sobą „czarną” wodę 146. Czarna woda 146 zawiera znaczące ilości substancji w postaci cząstek i porwanych substancji stałych usuniętych podczas procesu wypłukiwania. Tę czarną wodę 146 może następnie skierować do układu manipulacji 148 drobnym DRlem i szarą wodą do ponownego użycia. Przykładowo, układ manipulacji 148 drobnym żużlem i szarą wodą może przetwarzać czarną wodę 146 dla odzyskania substancji stałych i wody 150 do ponownego użycia przez układ 108 rozdrabniania i przygotowania zawiesiny z materiału wsadowego w przygotowaniu dodatkowego paliwa w postaci zawiesiny 111. Układ manipulacji 148 drobnym żużlem i szarą wodą może również wytwarzać szarą wodę 134 odpowiednią do ponownego użycia w procesie wypłukiwania w płuczce 130. Istotnie, wydajność instalacji jest dodatkowo polepszana przez ponowne użycie wody 134 w procesie wypłukiwania, jak też przez ponowne użycie substancji stałych i wody 150 w procesie przygotowania materiału wsadowego. Nadmiar wody 152 może być skierowany do układu 153 wstępnej obróbki szarej wody do dalszego przetwarzania. Układ 153 wstępnej obróbki szarej wody może filtrować i oczyszczać wodę 152, i kierować oczyszczoną wodę 154 do zbiornika biologicznego do dalszej filtracji i ponownego użycia. Placek filtracyjny 155 może również powstawać w układzie 148 manipulacji drobnym żużlem i szarą wodą, i może on zawierać nie nadające się do ponownego użytku drobne cząstki, takie jak sproszkowany popiół.
Nadal w procesie przetwarzania gazu syntezowego, strumień 156 gazu syntezowego opuszczający rozprężarkę 138 może być z kolei ochładzany w układzie 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu (LTGC) do temperatur w przybliżeniu od 50°C do 150°C. W pewnych przykładach realizacji, inne przetwarzanie gazu syntezowego może również obejmować hydrolizę siarczku karbonylu (COS)
PL 227 903 B1 i proces usuwania rtęci. Przykładowo, strumień 156 gazu syntezowego może być ochładzany do temperatur bliskich temperaturze otoczenia dzięki użyciu skraplających wymienników ciepła i związanych z nimi separatorów. Strumień 156 gazu syntezowego może następnie przechodzić do reaktora odpowiedniego do przekształcania COS w siarkowodór (H2S), dla umożliwienia pełniejszego usuwania siarki w układzie 160 usuwania kwasowych gazów (AGR). Dodatkowo, strumień 156 gazu syntezowego może być przenoszony, przykładowo, na węglowe złoża adsorpcyjne odpowiednie do przechwytywania rtęci obecnej w strumieniu 156 gazu syntezowego.
Dodatkowo lub alternatywnie, strumień 156 gazu syntezowego może być przenoszony do układu 176 konwersji gazu wodą dla przetwarzania strumienia 156 gazu syntezowego do wytwarzania substancji chemicznych. Układ 176 konwersji gazu wodą pozwala na regulację stosunku wodoru do tlenku węgla w gazie syntezowym. Dokładniej, układ 176 konwersji gazu wodą może obejmować reaktor konwersji odpowiedni do prowadzenia reakcji konwersji gazu wodą, w której tlenek węgla reaguje z wodą, (np. parą wodną), z wytworzeniem dwutlenku węgla i wodoru. Skonwertowany gaz syntezowy może być następnie chłodzony w drugim układzie 158 LTGC, jak opisano wyżej. Ochłodzony gaz syntezowy można następnie przenieść do drugiego AGR 160 dla usuwania kwasowych gazów, a następnie do chemicznego układu 177 odpowiedniego do wytwarzania jednej lub wielu substancji chemicznych z gazu syntezowego.
Podczas gdy układ 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu ochładza strumień 156 gazu syntezowego, znacząca część pary wodnej w strumieniu 156 skrapla się. Ten kondensat 132 można następnie przenieść do ponownego użycia przez płuczkę 130 podczas operacji wypłukiwania. Nadmiar kondensatu 162 można przenieść do przetwarzania przez układ 164 odpędzania amoniaku z kondensatu odpowiedni do usuwania amoniaku (NH3) z kondensatu. Zasadniczo wolny od amoniaku kondensat 166 można następnie skierować do układu manipulacji 148 drobnym żużlem i szarą wodą do ponownego użycia w przetwarzaniu wody 146, jak opisano wyżej. Dodatkowo, gaz 168 zawierający siarkę wytwarzany podczas procesu odpędzania amoniaku można następnie skierować do jednostki odzyskiwania siarki (SRU) do dalszego przetwarzania i usuwania siarki.
Po ochłodzeniu w układzie 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu, strumień 170 ochłodzonego gazu syntezowego może być skierowany do systemu (AGR) 160 usuwania kwasowych gazów. AGR 160 może ponadto poddawać obróbce strumień 170 gazu syntezowego dla usunięcia H2S i CO2. Przykładowo, fizyczny rozpuszczalnik taki jak Selexol™ i/lub rozpuszczalnik chemiczny taki jak wodny roztwór metylodietanoloaminy (MDEA) można stosować dla usunięcia H2S i CO2. Poddany obróbce lub „czysty” strumień 172 gazu syntezowego można następnie skierować do układu energetycznego (np., bloku energetycznego) 174 do stosowania w wytwarzaniu energii, i/lub wytwarzania substancji chemicznych. Przykładowo, układ energetyczny 174 może obejmować turbinę gazową odpowiednią do stosowania gazu syntezowego jako paliwa i przekształcania paliwa w energię rotacyjną. Energia rotacyjna może być następnie przekształcana przez generator w energię elektryczną. Istotnie, instalacja energetyczna 100 pozwala na przekształcenie gazu syntezowego w energię elektryczną przy polepszaniu wydajności energetycznej przez rozprężanie strumienia gazu syntezowego bezpośrednio za płuczką 130. Dodatkowo można stosować inne miejsca umieszczania rozprężarki 138, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej w odniesieniu do fig. 2-4.
FIG. 2 ilustruje pewne przykłady wykonania instalacji 100 gazyfikacji poligeneracyjnej mającej układ 176 konwersji gazu wodą. W zilustrowanym przykładzie wykonania, pewne elementy składowe opisane szczegółowo powyżej w odniesieniu do fig. 1 są wskazane podobnymi oznaczeniami. Podobnie jak na fig. 1, w przykładzie wykonania z fig. 2 można również korzystnie stosować rozprężarkę 138 dla polepszonego odzyskiwania energii. W zilustrowanym przykładzie wykonania, rozprężark a 138 może być umieszczona albo bezpośrednio za układem 176 konwersji gazu wodą, lub bezpośrednio przed układem 176 konwersji gazu wodą. Istotnie, użycie rozprężarki 138 w połączeniu z układem 176 konwersji gazu wodą pozwala na odzyskanie dodatkowej energii i polepsza wytwarzanie energii elektrycznej instalacji poligeneracyjnej 100.
Układ 176 konwersji gazu wodą pozwala na regulację stosunku wodoru do tlenku węgla w gazie syntezowym. Dokładniej, układ 176 konwersji gazu wodą może obejmować reaktor konwersji odpowiedni do prowadzenia reakcji konwersji gazu wodą, w której tlenek węgla reaguje z wodą, (np. parą wodną), z wytworzeniem dwutlenku węgla i wodoru. Ten proces może regulować stosunek wodoru do tlenku węgla w gazie syntezowym od w przybliżeniu 1 do 1 do skonwertowanego gazu syntezowego mającego stosunek wodoru do tlenku węgla wynoszącym w przybliżeniu 3 do 1. Należy zauważyć, że w zilustrowanym przykładzie wykonania, układ 176 konwersji gazu wodą jest „kwaśnym” układem 176
PL 227 903 B1 konwersji gazu wodą. Oznacza to, że siarka może być obecna w gazie syntezowym wprowadzanym do układu 176 konwersji gazu wodą podczas reakcji konwersji gazu wodą.
W jednym z przykładów realizacji, strumień 136 gazu syntezowego przenosi się bezpośrednio do układu 176 konwersji gazu wodą. Układ 176 konwersji gazu wodą może ponadto wykorzystywać reaktor konwersji do umożliwienia ponownej regulacji składu strumienia 136 gazu syntezowego do stosunku w przybliżeniu 3 do 1 wodoru do tlenku węgla. Reakcja konwersji jest egzotermiczna, i strumień 178 gazu syntezowego wychodzący z układu 176 konwersji gazu wodą może mieć wyższą temperaturę niż strumień 136 gazu syntezowego. Przykładowo, temperatura może wzrosnąć w przybliżeniu o 50°C, 100°C, 400°C. Rozprężarka 138 może następnie rozprężyć strumień 178 gazu syntezowego o wyższej temperaturze i przekształcić energię przepływu i cieplną strumienia 178 gazu syntezowego w energię mechaniczną. Z kolei, energia mechaniczna może być przekształcana w energię elektryczną przez zastosowanie generatora. Istotnie, rozprężarka 138 może polepszyć ogólną produkcję energii w instalacji poligeneracyjnej 100 przez odzyskanie dodatkowej energii cieplnej powstającej w układzie 176 konwersji gazu wodą i wytworzenie dodatkowej energii elektrycznej.
W kolejnym przykładzie wykonania, układ 176 konwersji gazu wodą może być umieszczony za rozprężarką 138. W tym przykładzie wykonania, rozprężarka 138 może najpierw rozprężyć strumień 136 gazu syntezowego, jak opisano wyżej, przed skierowaniem rozprężanego strumienia 156 gazu syntezowego do układu 176 konwersji gazu wodą. Układ 176 konwersji gazu wodą może następnie wykorzystać reakcję konwersji do zmodyfikowania stosunku wodoru do tlenku węgla do stosunku w przybliżeniu 3 do 1. Strumień 180 skonwertowanego gazu syntezowego może być następnie przetworzony w układzie 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu, jak opisano wyżej, i przeniesiony jako strumień 182 ochłodzonego gazu syntezowego do AGR 160. AGR 160 może przetworzyć strumień 182 ochłodzonego skonwertowanego gazu syntezowego przez usunięcie H2S i CO2 ze strumienia 182 gazu syntezowego, a następnie skierowanie poddanego obróbce strumienia 184 gazu syntezowego do układu energetycznego 174. W przykładach wykonania obejmujących układ 176 konwersji gazu wodą, układ energetyczny 174 może być zmodyfikowany tak, aby wykorzystywał przesunięty stosunek wodoru do tlenku węgla strumienia 184 gazu syntezowego. Przykładowo układ energetyczny 174 może zawierać turbiny gazowe odpowiednie do stosowania gazu syntezowego mającego wyższą zawartość wodoru. Układ energetyczny 174 może ponadto przetwarzać strumień 184 skonwertowanego gazu syntezowego w energię elektryczną. Dodatkowo lub alternatywnie, układ chemiczny 177 może przetwarzać gaz syntezowy dla wytworzenia substancji chemicznych. Odpowiednio, instalacja poligeneracyjna 100 może zwiększać wytwarzanie energii przez rozprężanie gazu syntezowego przed lub po skonwertowaniu gazu syntezowego.
Fig. 3 ilustruje pewne przykłady wykonania instalacji poligeneracyjnej 100, obejmujące użycie rozprężarki 138 umieszczonej za AGR 160. W zilustrowanym przykładzie wykonania, pewne elementy składowe opisane szczegółowo powyżej w odniesieniu do fig. 1 są oznaczone podobnymi odnośnikami liczbowymi. Istotnie, rozprężarka 138 jest odpowiednia do rozprężania gazu syntezowego przed AGR 160 i/lub za AGR 160. Przez odzyskanie energii dzięki użyciu rozprężarki 138 przed i/lub za AGR 160, instalacja poligeneracyjna 100 może poprawić wydajność i uzyskać dodatkową produkcję energii. Zastosowanie rozprężarki 138 przed AGR 160 opisano powyżej w odniesieniu do fig. 1-2. Zastosowanie rozprężarki 138 za AGR 160 opisano bardziej szczegółowo poniżej.
W jednym z przykładów wykonania, strumień 184 gazu syntezowego uchodzi bezpośrednio za AGR 160. Strumień 184 gazu syntezowego jest strumieniem czystego gazu syntezowego, to jest siarkę usunięto ze strumienia 184 gazu syntezowego w AGR 160. W tym przykładzie wykonania, strumień 184 gazu syntezowego można następnie skierować do układu 186 konwersji gazu wodą. Okład 186 konwersji gazu wodą może być odpowiedni do regulacji stosunku wodoru do tlenku węgla w gazie syntezowym o zmniejszonej zawartości siarki. Przykładowo można stosować katalizatory oparte na chromie lub miedzi, odpowiednie do spowodowania przemiany tlenku węgla i wody w wodór i dwutlenek węgla. Reakcja konwersji dokonywana w układzie 186 konwersji gazu wodą jest „słodką” reakcją konwersji dzięki zmniejszonej zawartości siarki w gazie syntezowym 184. Słodka reakcja konwersji jest egzotermiczna, a energię cieplną powstającą w reakcji można odzyskać, przykładowo, przez umieszczenie rozprężarki 138 bezpośrednio za układem 186 konwersji gazu wodą. W tym przykładzie wykonania, ciepło dodane do przepływu masowego strumienia 188 gazu syntezowego może być przekształcone przez rozprężarkę 138 umieszczoną bezpośrednio za układem 186 konwersji gazu wodą w energię elektryczną. Jak wspomniano powyżej, rozprężarka 138 może przekształcać energię
PL 227 903 B1 obecną w przepływie masowym gazu syntezowego 188 w ruch obrotowy, który może następnie być użyty do napędzania generatora odpowiedniego do wytwarzania dodatkowej energii elektrycznej.
W innym przykładzie wykonania, strumień 184 wychodzący za AGR 160 można przenieść bezpośrednio do rozprężarki 138. W tym przykładzie wykonania, rozprężarka 138 rozpręża strumień 184 gazu syntezowego 184 i kieruje rozprężany strumień 190 gazu syntezowego do układu 186 konwersji gazu wodą. Podczas rozprężania w rozprężarce 138, gaz syntezowy może przekształcać energię cieplną w energię mechaniczną. Odpowiednio, strumień 190 gazu syntezowego może być zimniejszy niż strumień 188 gazu syntezowego. Zimniejszy strumień 190 gazu syntezowego można następnie skierować do układu 186 konwersji gazu wodą do dalszego przetwarzania. W tym przykładzie realizacji, układ 186 konwersji gazu wodą może korzystnie wykorzystywać zimniejszy gaz syntezowy wykorzystując niskotemperaturową reakcję konwersji, taką jak reakcja konwersji obejmująca kompozycję katalityczną miedź-cynk-glin. Jak wspomniano wcześniej, reakcja konwersji da w wyniku gaz syntezowy mający wyższą zawartość wodoru. Odpowiednio, strumień 192 skonwertowanego gazu syntezowego (lub strumień 190 gazu syntezowego), może być przeniesiony do układu energetycznego 174 do stosowania jako paliwo. Dodatkowo lub alternatywnie, strumień 192 gazu syntezowego może być skierowany do układu chemicznego 177 dla wytworzenia substancji chemicznych. Zastosowanie rozprężarki 138 za AGR 160 pozwala na odzyskanie energii, której w przeciwnym razie by nie użyto. Przykładowo, dodatkowe ciepło powstające w układzie 186 konwersji gazu wodą można stosować w rozprężarce 138 do wytwarzania elektryczności. Istotnie, inne przykłady realizacji instalacji poligeneracyjnej 100, takie jak zintegrowany kombinowany cykl gazyfikacji (IGCC) opisany bardziej szczegółowo na fig. 4 poniżej, mogą wykorzystywać rozprężarkę 138 do polepszania wydajności instalacji i umożliwienia wytwarzania dodatkowej energii elektrycznej.
Fig. 4 przedstawia przykład wykonania instalacji energetycznej IGCC 200, która może również obejmować wytwarzanie substancji chemicznych (instalacja poligeneracyjna) z jedną lub wieloma rozprężarkami 138 odpowiednią do polepszania wytwarzania energii elektrycznej. W zilustrowanym przykładzie wykonania, pewne składniki opisane szczegółowo powyżej w odniesieniu do fig. 1 są wskazane podobnymi odnośnikami liczbowymi. Jak wspomniano powyżej w odniesieniu do fig. 1-3, rozprężarka 138 przetwarza energię obecną w przepływie gazu syntezowego w energię elektryczną. Ponadto, zilustrowany przykład wykonania obejmuje pewne układy, takie jak układ 202 ogrzewania azotu i chłodzenia powietrza ekstrahowanego, oraz deaerator 204, odpowiednie do włączania do technik IGCC użycia rozprężarek 138. W instalacjach energetycznych o kombinowanym cyklu, takich jak instalacja energetyczna 200 IGCC, można uzyskać dodatkową wydajność energetyczną, przykładowo, przez ponowne użycie nasyconej pary wodnej 206 generowanej przez układ 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu, jak opisano poniżej.
W jednym z przykładów wykonania, rozprężarka 138 jest umieszczona bezpośrednio za płuczką 132 i użyta do przekształcania strumienia 136 gazu syntezowego w dodatkową energię elektryczną. W innym przykładzie wykonania, układ 176 konwersji gazu wodą jest umieszczony bezpośrednio za płuczką 132, i rozprężarka 138 jest umieszczona bezpośrednio za układem 176 konwersji gazu wodą. W tym przykładzie wykonania, strumień 178 skonwertowanego gazu syntezowego jest rozprężany i przekształcany w energię elektryczną. Rozprężony strumień 156 gazu syntezowego (lub rozprężony strumień 180 gazu syntezowego) można następnie skierować do układu 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu. Dodatkowo lub alternatywnie, rozprężarka 138 może być umieszczona za układem 186 konwersji gazu wodą, jak to zilustrowano. Istotnie, rozprężarka 138 może być umieszczona przed i/lub za AGR 160, i wykorzystywać energię przepływu masowego obecną w strumieniu 184 gazu syntezowego (lub strumieniu 188 gazu syntezowego) do wytwarzania dodatkowej energii elektrycznej.
W zilustrowanym przykładzie wykonania IGCC, który może również obejmować wytwarzanie substancji chemicznych, układ 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu może ochładzać gaz syntezowy i wytwarzać nasyconą parę wodną 206 podczas procesu chłodzenia. Tę nasyconą parę wodną 206 można następnie skierować do układu energetycznego 174 do następnego ponownego użycia. Istotnie, układ energetyczny 174 może obejmować, przykładowo, turbinę gazową 208, układ 210 wytwarzania pary wodnej z odzyskiwaniem ciepła (HRSG) i turbinę parową 212. Turbina gazowa 208 może wykorzystywać gaz syntezowy jako paliwo do pokonania pierwszego obciążenia, takiego jak generator elektryczny odpowiedni do wytwarzania energii elektrycznej. Silnik turbinowy 212 na parę wodną może ponadto napędzać drugie obciążenie, takie jak drugi generator elektryczny. Ponadto, chociaż turbina gazowa 208 i turbina parowa 212 mogą napędzać oddzielne obciążenia, turbinowy
PL 227 903 B1 silnik gazowy 208 i silnik turbinowy 212 na parę wodną można również wykorzystać w połączeniu do napędzania pojedynczego obciążenia na pojedynczym wale. Konkretna konfiguracja silnika turbinowego 212 na parę wodną, jak też turbinowego silnika gazowego 208, może zależeć od implementacji i może obejmować dowolną kombinację sekcji.
Ogrzany azot z układu 202 ogrzewania azotu i chłodzenia powietrza ekstrahowanego może być kierowany do układu energetycznego 174 do stosowania jako rozcieńczalnik przy spalaniu w turbinie gazowej 208, tym samym zwiększając wydajność turbiny gazowej. Ogrzany gaz wydechowy z turbinowego silnika gazowego 208 może być transportowany do HRSG 210 i użyty do ogrzewania wody i wytwarzania pary wodnej stosowanej do zasilania silnika turbinowego na parę wodną. Część wody w HRSG 210 może być dostarczana przez deaerator 204. Oznacza to, że deaerator 204 może usuwać pewne gazy (np. tlen) z powrotu 214 ogrzewanego kondensatu wychodzącego z układu 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu, i dostarczać wodę do układu energetycznego 174. Dodatkowo, nasyconą parę wodną 206 z układu 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu można również użyć do napędzania turbiny na parę wodną, po jej przegrzaniu w HRSG 210.
Istotnie, w instalacjach energetycznych o kombinowanym cyklu takich jak instalacja energetyczna 200 IGCC, gorące gazy wylotowe mogą płynąć z turbinowego silnika gazowego 208 i przechodzić do HRSG 210, gdzie można je stosować do generowania wysokociśnieniowej, wysokotemperaturowej pary wodnej. Para wodna wytwarzana przez HRSG 210 może być następnie przepuszczana przez silnik turbinowy 212 na parę wodną do wytwarzania energii. Ponadto, wytworzoną parę wodną można również dostarczać do dowolnych innych procesów, w których można stosować parę wodną, takich jak gazogenerator 112. Możliwe jest dodatkowe ponowne stosowanie, takie jak ponowne użycie kondensatu 216 powstającego w czasie pracy układu energetycznego 174. Kondensat 216 może być kierowany do układu 158 niskotemperaturowego chłodzenia gazu do stosowania w operacjach chłodzenia. Podobnie, powietrze 218 ekstrahowane podczas operacji turbiny gazowej może być przetwarzane przez układ 202 i kierowane do ASU 118 dla rozdzielenia na azot i tlen. Cykl generacji turbinowego silnika gazowego 208 jest często określany jako „cykl wysokotemperaturowy (topping cycle)”, podczas gdy cykl generacji silnika turbinowego 212 na parę wodną jest często określany jako „cykl niskotemperaturowy (bottoming cycle)”. Przez połączenie tych dwu cykli ze stosowaniem rozprężarek 138, instalacja energetyczna 200 IGCC może prowadzić do wyższych wydajności w obu cyklach.
Techniczne efekty wynalazku obejmują polepszoną wydajność gazyfikacji i wytwarzania energii przez zastosowanie jednej lub wielu rozprężarek odpowiednich do przekształcania przepływu gazu syntezowego w energię elektryczną. Rozprężarki mogą być umieszczone w różnych miejscach w instalacji gazyfikacji, w tym w miejscach bezpośrednio za płuczką. Ponadto, rozprężarki można stosować w różnych typach instalacji gazyfikacji poligeneracyjnej, w tym instalacji energetycznych IGCC. Dodatkowo, strumień gazu syntezowego może obejmować „mokry” strumień gazu syntezowego. Istotnie, strumień gazu syntezowego może zawierać wodę dodaną do gazu syntezowego przed usuwaniem kwasowych gazów. Przez użycie jednej lub wielu rozprężarek do odzyskiwania energii, której w przeciwnym razie by nie użyto, ujawnione przykłady realizacji pozwalają na stworzenie bardziej wydajnej instalacji gazyfikacji mającej zwiększoną wydajność energetyczną.
Ten opis wykorzystuje przykłady dla ujawnienia wynalazku, w tym najlepszego sposobu, jak również pozwala dowolnemu znawcy w tej dziedzinie na praktykowanie wynalazku, w tym na tworzenie i stosowanie dowolnych urządzeń lub układów i realizacji wszelkich włączonych tu sposobów. Zakres ochrony wynalazku może obejmować inne przykłady, jakie przyjdą na myśl znawcom w tej dziedzinie. Takie inne przykłady mają mieścić się w zakresie zastrzeżeń, jeśli mają strukturalne elementy nie różniące się od dosłownego języka zastrzeżeń, lub jeśli obejmują równoważne strukturalne elementy z nieznaczącymi różnicami względem dosłownego języka zastrzeżeń.
Wykaz odnośników
100 Instalacja poligeneracyjnej gazyfikacji
102 materiał wsadowy
104 topnik
106 jednostka magazynowania
108 jednostka przygotowania zawiesiny
110 woda
111 paliwo w postaci zawiesiny
112 gazogenerator
114 żużel
PL 227 903 B1 tlen jednostka rozdzielania powietrza (ASU) powietrze azot strumień gazu syntezowego układ manipulacji grubym żużlem gruby żużel płuczka powrót kondensatu powrót szarej wody mokry gaz syntezowy rozprężarka woda układ odparowania równowagowego wody wysokociśnieniowy gaz z odparowania równowagowego czarna woda układ manipulacji szarą wodą woda nadmiar wody układ wstępnej obróbki szarej wody oczyszczona woda placek filtracyjny strumień gazu syntezowego układ niskotemperaturowego chłodzenia gazu (LTGC) blok energetyczny układ konwersji gazu wodą układ usuwania kwasowych gazów (AGR) nadmiar kondensatu układ odpędzania amoniaku z kondensatu kondensat pozbawiony amoniaku gaz zawierający siarkę strumień ochłodzonego gazu syntezowego strumień gazu syntezowego układ chemiczny strumień gazu syntezowego strumień skonwertowanego gazu syntezowego strumień ochłodzonego gazu syntezowego strumień poddanego obróbce gazu syntezowego układ konwersji gazu wodą strumień gazu syntezowego strumień rozprężonego gazu syntezowego strumień skonwertowanego gazu syntezowego elektrownia ze zintegrowanym kombinowanym cyklem gazyfikacji (IGCC) układ chłodzenia powietrza ekstrahowanego deaerator nasycona para wodna turbina gazowa układ wytwarzania pary wodnej z odzyskiwaniem ciepła (HRSG) turbina ogrzany kondensat kondensat powietrze

Claims (19)

1. Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza instalacjach gazu syntezowego, znamienny tym, że zawiera drogę przepływu, sekcję gazyfikacji (112), umieszczoną wzdłuż drogi przepływu, przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, umieszczoną bezpośrednio za sekcją gazyfikacji (112) płuczkę (130) filtrującą gaz syntezowy, i, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu bezpośrednio za płuczką (130), pierwszą turborozprężarkę (138) rozprężającą gaz syntezowy, gdzie gaz syntezowy obejmuje surowy gaz syntezowy, przy czym pierwsza turbo-rozprężarka (138) jest urządzeniem generującym energię mechaniczną, energię elektryczną lub ich kombinację poprzez rozprężanie gazu syntezowego, zaś wzdłuż drogi przepływu za pierwszą turbo-rozprężarką (138) jest umieszczona sekcja (160) usuwania kwasowych gazów (AGR) do obróbki surowego gazu syntezowego dla usunięcia kwasowych gazów i wytworzenia poddanego obróbce gazu syntezowego.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody do surowego gazu syntezowego.
3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody do surowego gazu syntezowego przed pierwszą turbo-rozprężarką (138).
4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że układ zawiera wlot wody do dodawania masy wody przez nasycanie masą wody surowego gazu syntezowego.
5. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że masa wody obejmuje ogrzewaną masę wody.
6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że surowy gaz syntezowy w pierwszej turborozprężarce (138) obejmuje mokry gaz syntezowy mający co najmniej w przybliżeniu 0,1% do 65% H2O.
7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że surowy gaz syntezowy w pierwszej turborozprężarce (138) jest niezmodyfikowany termicznie przed rozprężeniem przez pierwszą turbo-rozprężarkę (138).
8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że pierwsza turbo-rozprężarka (138) jest do skraplania substancji z surowego gazu syntezowego.
9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że substancja obejmuje kondensat mający w przybliżeniu 0,1% do 65% H2O skroplonej z surowego gazu syntezowego.
10. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że sekcja gazyfikacji (112) obejmuje sekcję gazyfikacji ze zintegrowanym kombinowanym cyklem gazyfikacji (IGCC).
11. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za sekcją (160) usuwania kwasowych gazów (AGR), drugą turbo-rozprężarkę (138) do rozprężania poddanego obróbce gazu syntezowego.
12. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje drugą rozprężarkę (138) do rozprężania gazu syntezowego, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za pierwszą rozprężarką (138).
13. Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych , zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego, znamienny tym, że zawiera drogę przepływu, mającą sekcję gazyfikacji (112), umieszczoną wzdłuż drogi przepływu przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, pierwsze źródło płynu zawierające płyn pod ciśnieniem i umieszczone wzdłuż drogi przepływu przed sekcją (160) usuwania kwasowych gazów (AGR), drugie źródło płynu do mieszania drugiego płynu z pierwszym płynem z wytworzeniem mieszaniny płynów, i umieszczoną wzdłuż drogi płynu przed sekcją (160) usuwania kwasowych gazów (AGR) turbo-rozprężarkę (138) do rozprężania i skraplania mieszaniny płynów z wytworzeniem energii mechanicznej, energii elektrycznej, lub ich kombinacji.
14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że drugie źródło płynu obejmuje źródło wody.
15. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że pierwsze źródło płynu obejmuje źródło gazu syntezowego lub źródło gazu ziemnego.
16. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że turbo-rozprężarka (138) jest rozprężarką wytwarzającą kondensat mający co najmniej w przybliżeniu 0,1% do w przybliżeniu 65% H2O.
PL 227 903 B1
17. Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego, znamienny tym, że zawiera drogę przepływu, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu sekcję gazyfikacji (112) przetwarzającą materiał wsadowy w gaz syntezowy, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za sekcją gazyfikacji (112) płuczkę (130) do filtrowania gazu syntezowego, umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za płuczką (130) turbo-rozprężarkę (138) do rozprężania przefiltrowanego gazu syntezowego, przy czym przefiltrowany gaz syntezowy jest niezmodyfikowany termicznie przed rozprężeniem przez turbo-rozprężarkę (138), i umieszczoną wzdłuż drogi przepływu za turbo-rozprężarką (138) sekcję (160) usuwania gazowych kwasów (AGR) usuwającą kwas z przefiltrowanego gazu syntezowego.
18. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że układ zawiera wlot płynu i płyn jest mieszany z gazem syntezowym przed rozprężaniem gazu syntezowego.
19. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że dostarczony przez płuczkę (130) płyn stanowi woda.
PL398023A 2011-02-07 2012-02-07 Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego PL227903B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/022,553 US8992640B2 (en) 2011-02-07 2011-02-07 Energy recovery in syngas applications
US13/022553 2011-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL398023A1 PL398023A1 (pl) 2012-08-13
PL227903B1 true PL227903B1 (pl) 2018-01-31

Family

ID=46586377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL398023A PL227903B1 (pl) 2011-02-07 2012-02-07 Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8992640B2 (pl)
JP (1) JP5886058B2 (pl)
KR (1) KR101885931B1 (pl)
CN (1) CN102627981B (pl)
AU (1) AU2012200545B2 (pl)
CA (1) CA2765659C (pl)
PL (1) PL227903B1 (pl)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9222040B2 (en) * 2012-06-07 2015-12-29 General Electric Company System and method for slurry handling
US10018416B2 (en) 2012-12-04 2018-07-10 General Electric Company System and method for removal of liquid from a solids flow
US9458014B2 (en) * 2012-12-28 2016-10-04 General Electronic Company Sytems and method for CO2 capture and H2 separation with three water-gas shift reactions and warm desulfurization
US9702372B2 (en) 2013-12-11 2017-07-11 General Electric Company System and method for continuous solids slurry depressurization
US9784121B2 (en) 2013-12-11 2017-10-10 General Electric Company System and method for continuous solids slurry depressurization
CN203960145U (zh) * 2014-01-10 2014-11-26 通用电气公司 以气化炉产生的合成气来发电的发电系统
US9399587B2 (en) 2014-02-05 2016-07-26 General Electric Company System and method for slurry preparation
US9605221B2 (en) 2014-06-28 2017-03-28 Saudi Arabian Oil Company Energy efficient gasification based multi generation apparatus employing energy efficient gasification plant-directed process schemes and related methods
US9803509B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil refining and aromatics facilities
US9803513B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated aromatics, crude distillation, and naphtha block facilities
US9803511B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation using independent dual organic rankine cycles from waste heat systems in diesel hydrotreating-hydrocracking and atmospheric distillation-naphtha hydrotreating-aromatics facilities
US9803506B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil hydrocracking and aromatics facilities
US9803507B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation using independent dual organic Rankine cycles from waste heat systems in diesel hydrotreating-hydrocracking and continuous-catalytic-cracking-aromatics facilities
US9803508B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil diesel hydrotreating and aromatics facilities
US9803505B2 (en) * 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated aromatics and naphtha block facilities
US9856141B2 (en) * 2016-01-07 2018-01-02 Fluor Technologies Corporation Method for avoiding expensive sour water stripper metallurgy in a gasification plant
WO2018108270A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for controlling soot in synthesis gas production
DE102017201940A1 (de) * 2017-02-08 2018-08-09 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Behandlung eines Synthesegasstroms

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699938A (en) 1971-01-25 1972-10-24 Raymond R Frazier Gas expander
JPS5759993A (en) * 1980-09-30 1982-04-10 Central Res Inst Of Electric Power Ind Compound electricity generation by coal gasification
DE3239774A1 (de) 1982-10-27 1984-05-03 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren und vorrichtung zur herstellung von synthesegas
US5003782A (en) 1990-07-06 1991-04-02 Zoran Kucerija Gas expander based power plant system
GB9105095D0 (en) 1991-03-11 1991-04-24 H & G Process Contracting Improved clean power generation
US5403366A (en) 1993-06-17 1995-04-04 Texaco Inc. Partial oxidation process for producing a stream of hot purified gas
US5345756A (en) * 1993-10-20 1994-09-13 Texaco Inc. Partial oxidation process with production of power
US5699267A (en) 1995-03-03 1997-12-16 Compressor Controls Corporation Hot gas expander power recovery and control
US6061936A (en) 1997-09-12 2000-05-16 Texaco Inc. Synthesis gas expander located immediately upstream of combustion turbine
US6149859A (en) 1997-11-03 2000-11-21 Texaco Inc. Gasification plant for direct reduction reactors
US6033456A (en) * 1998-02-06 2000-03-07 Texaco Inc. Integration of partial oxidation process and direct reduction reaction process
US6167692B1 (en) 1998-06-29 2001-01-02 General Electric Co. Method of using fuel gas expander in power generating plants
JP3939492B2 (ja) * 2000-11-08 2007-07-04 株式会社神戸製鋼所 石炭ガス化直接還元製鉄法
CN1764498A (zh) * 2003-01-22 2006-04-26 瓦斯特能量系统有限公司 反应器
US20060096298A1 (en) 2004-11-10 2006-05-11 Barnicki Scott D Method for satisfying variable power demand
UA96569C2 (ru) * 2005-03-21 2011-11-25 Бипи Корпорейшн Норт Америка Инк. Процесс и устройство для изготовления ароматических карбоновых кислот
US7503947B2 (en) 2005-12-19 2009-03-17 Eastman Chemical Company Process for humidifying synthesis gas
US7739875B2 (en) 2006-08-07 2010-06-22 General Electric Company Syngas power systems and method for use thereof
WO2008068305A2 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing a purified synthesis gas stream
CN101663376B (zh) 2007-02-12 2013-06-12 沙索技术有限公司 联合进行发电和产生烃
NZ579550A (en) 2007-02-12 2011-01-28 Sasol Tech Pty Ltd Co-production of power and hydrocarbons
PL209150B1 (pl) 2007-09-13 2011-07-29 Sarre Sposób wytwarzania paliwa gazowego z odpadów zawierających związki organiczne i biomasę oraz linia technologiczna do wytwarzania paliwa gazowego z odpadów zawierających związki organiczne i biomasę, a także reaktor do prowadzenia procesu odgazowania
US7994844B2 (en) 2007-11-12 2011-08-09 Macronix International Co., Ltd. Multiple-stage charge pump with charge recycle circuit
US20090158701A1 (en) 2007-12-20 2009-06-25 General Electric Company Systems and methods for power generation with carbon dioxide isolation
EP2159192A1 (en) 2008-08-28 2010-03-03 Ammonia Casale S.A. Process for the production of ammonia synthesis gas with improved cryogenic purification
KR101275429B1 (ko) * 2008-10-23 2013-06-18 그레이트포인트 에너지, 인크. 탄소질 공급원료의 기체화 방법
US7935324B2 (en) * 2008-12-04 2011-05-03 Uop Llc Integrated warm gas desulfurization and gas shift for cleanup of gaseous streams
US20100325956A1 (en) 2009-06-30 2010-12-30 General Electric Company Cooling chamber assembly for a gasifier
US8277523B2 (en) * 2010-01-05 2012-10-02 General Electric Company Method and apparatus to transport solids
US20110162278A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-07 General Electric Company System for removing fine particulates from syngas produced by gasifier
US20110259014A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 General Electric Company Refinery residuals processing for integrated power, water, and chemical products
US8303695B2 (en) * 2010-05-17 2012-11-06 General Electric Company Systems for compressing a gas
US8500877B2 (en) * 2010-05-17 2013-08-06 General Electric Company System and method for conveying a solid fuel in a carrier gas
US8888872B2 (en) * 2010-07-06 2014-11-18 General Electric Company Gasifier cooling system
WO2012009783A1 (en) 2010-07-21 2012-01-26 Responsible Energy Inc. System and method for processing material to generate syngas
US8662408B2 (en) * 2010-08-11 2014-03-04 General Electric Company Annular injector assembly and methods of assembling the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120090844A (ko) 2012-08-17
JP5886058B2 (ja) 2016-03-16
KR101885931B1 (ko) 2018-09-11
JP2012162716A (ja) 2012-08-30
PL398023A1 (pl) 2012-08-13
US8992640B2 (en) 2015-03-31
US20120198768A1 (en) 2012-08-09
CN102627981A (zh) 2012-08-08
CN102627981B (zh) 2016-08-03
CA2765659C (en) 2019-10-15
AU2012200545A1 (en) 2012-08-23
CA2765659A1 (en) 2012-08-07
AU2012200545B2 (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL227903B1 (pl) Układ do odzyskiwania energii w instalacjach przemysłowych, zwłaszcza w instalacjach gazu syntezowego
US8354082B2 (en) System for heat integration with methanation system
US8486165B2 (en) Heat recovery in black water flash systems
EP2812417B1 (en) Partial oxidation reaction with closed cycle quench
Lu et al. Integration and optimization of coal gasification systems with a near-zero emissions supercritical carbon dioxide power cycle
Laurence et al. Syngas treatment unit for small scale gasification-Application to IC engine gas quality requirement
US7374742B2 (en) Direct sulfur recovery system
AU2017220796B2 (en) System and method for power production including methanation
KR20190051032A (ko) 부분 산화를 이용한 동력 생산을 위한 시스템 및 방법
CN102405340B (zh) 利用来自气化器的合成气的方法
PL215288B1 (pl) Uklad chlodzacy, zwlaszcza dla elektrowni
IL302296B1 (en) Conversion of solid waste into synthetic gas and hydrogen
WO2014047685A1 (en) Power production from ucg product gas with carbon capture
Zhu et al. Integrated gasification combined cycle (IGCC) power plant design and technology
KR100194555B1 (ko) 고신뢰도 고효율 석탄가스화 복합발전 시스템 및전력발생방법
JP6008514B2 (ja) ガス化ガスのガス精製装置
Zhu et al. Integrated gasification combined cycle (IGCC) systems
Younas et al. Thermodynamic evaluation of IGCC (integrated gasification combine cycle) power plant using thar coal
US20140026572A1 (en) System and method for capturing carbon dioxide from shifted syngas
Younas et al. Process simulation and thermodynamic evaluation of integrated gasification combine cycle power plant using low-grade coal
Lozza Syngas cooling in IGCC systems
Higman Gasification processes and synthesis gas treatment technologies for carbon dioxide (CO2) capture
Rao Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC): Coal and biomass-based
AU2015100328A4 (en) Power production from ucg product gas with carbon capture
JP2004143377A (ja) 石炭ガス複合発電における固体状ハイドロカーボンの処理方法