RU2561793C2 - Power plant with gasificator and waste processing - Google Patents

Power plant with gasificator and waste processing Download PDF

Info

Publication number
RU2561793C2
RU2561793C2 RU2013157525/06A RU2013157525A RU2561793C2 RU 2561793 C2 RU2561793 C2 RU 2561793C2 RU 2013157525/06 A RU2013157525/06 A RU 2013157525/06A RU 2013157525 A RU2013157525 A RU 2013157525A RU 2561793 C2 RU2561793 C2 RU 2561793C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
combustion chamber
water
flameless combustion
gaseous fuel
Prior art date
Application number
RU2013157525/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013157525A (en
Inventor
Эдан Д. ПРАБХУ
Original Assignee
Энер-Кор Пауэр, Инк.
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 Энер-Кор Пауэр, Инк. filed Critical Энер-Кор Пауэр, Инк.
Publication of RU2013157525A publication Critical patent/RU2013157525A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2561793C2 publication Critical patent/RU2561793C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-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
    • F02C3/26Gas-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
    • F02C3/28Gas-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases
    • B01D2258/0291Flue gases from waste incineration plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/18Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the purification of gaseous effluents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03Pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/04Flow arrangements
    • C02F2301/043Treatment of partial or bypass streams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/60Application making use of surplus or waste energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/40Organic materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99001Cold flame combustion or flameless oxidation processes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to power industry. The invention describes gradual oxidation systems to which solid, liquid or gaseous fuel is supplied and which provide processing of solid, liquid or gaseous fuel. The system can include a solid fuel gasification plant that provides removal and cleaning of gaseous fuel from solid fuel. The system can also include a reaction chamber to which gaseous fuel is supplied and which provides maintenance of a gradual fuel oxidation process. As per some versions of implementation, liquids containing contaminating substances can be subject to oxidation in the gradual oxidation chamber. Liquid fuel and gaseous fuel can be supplied to an oxidation chamber either separately or in a combination.
EFFECT: invention makes it possible to improve efficient use of fuel.
62 cl, 16 dwg

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Во многих энергетических установках использовалась газотурбинная система, в которой топливо сжигается при его нагнетании в воздух под давлением, в результате чего осуществляется нагрев и обеспечивается увеличение тепловой энергии газа. Затем энергия отбирается из нагретого газа посредством турбины, которая преобразует тепловую энергию в кинетическую энергию. Кинетическая энергия может быть использована для приведения в действие другого устройства, например, генератора. Процесс сгорания часто инициируется посредством источника воспламенения (например, свечи зажигания). Вследствие высокой температуры источника воспламенения и высокой концентрации топлива при его вводе в воздух сгорание является очень быстрым и почти мгновенным.Many power plants used a gas turbine system in which fuel is burned when it is injected into the air under pressure, resulting in heating and an increase in the thermal energy of the gas. Energy is then taken from the heated gas through a turbine that converts thermal energy into kinetic energy. Kinetic energy can be used to drive another device, such as a generator. The combustion process is often triggered by an ignition source (such as a spark plug). Due to the high temperature of the ignition source and the high concentration of fuel when it is introduced into the air, combustion is very fast and almost instantaneous.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Во время процессов газификации твердое топливо, содержащее углеродистые материалы, такое как уголь, нефть, биотопливо или биомасса, превращается, например, в моноксид углерода, водород и метан. Данные газообразные продукты могут быть использованы в качестве топлива в системах, которые в других отношениях несовместимы с твердым топливом. Газификация включает неполное сгорание материалов, при этом остаются горючие газы (например, CO, H2 и CH4). Для очистки данных газов для работы в системах выработки энергии данные газы должны быть подвергнуты мокрой очистке или очищены от других составляющих, которые могут вызвать повреждения системы выработки энергии, таких как гудрон/смола и пыль. Процесс мокрой очистки может приводить к образованию токсичных сточных вод (или других жидкостей), которые содержат данные загрязняющие вещества. Кроме того, газы, образующиеся в результате процесса газификации, могут представлять собой очень бедные газы.During gasification processes, solid fuels containing carbon materials such as coal, oil, biofuels or biomass are converted, for example, to carbon monoxide, hydrogen and methane. These gaseous products can be used as fuel in systems that are otherwise incompatible with solid fuels. Gasification involves incomplete combustion of materials, leaving combustible gases (for example, CO, H 2 and CH 4 ). To clean these gases for operation in energy generation systems, these gases must be wet cleaned or cleaned of other components that can cause damage to the energy generation system, such as tar / tar and dust. The wet cleaning process can lead to the formation of toxic wastewater (or other liquids) that contain these contaminants. In addition, the gases generated by the gasification process can be very poor gases.

В данном документе описаны варианты осуществления интегрированных энергетических установок с газификацией, которые способны использовать бедные газы из процесса газификации и обрабатывать сточные воды, получаемые во время мокрой очистки газа. В некоторых вариантах осуществления газификатор соединен с камерой постепенного окисления, при этом камера окисления выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема загрязненной воды и окисления загрязняющих веществ, содержащихся в воде, при одновременном поддержании температуры камеры, которая обеспечивает существенное снижение и ограничение количества вредных выбросов (например, NOx) в выхлопе системы. Система и способы, описанные в данном документе, дополнительно получают преимущество от ввода загрязненной воды для повышения потенциального выхода системы выработки энергии и для очистки воды.This document describes embodiments of integrated gasification power plants that are capable of utilizing lean gases from the gasification process and treating wastewater generated during wet gas treatment. In some embodiments, the gasifier is connected to a gradual oxidation chamber, wherein the oxidation chamber is configured to receive contaminated water and oxidize pollutants contained in the water while maintaining the temperature of the chamber, which provides a significant reduction and limitation of the amount of harmful emissions (e.g. , NO x ) in the exhaust system. The system and methods described herein further benefit from the input of contaminated water to increase the potential yield of the energy generation system and to purify the water.

В некоторых вариантах установки для постепенного окисления топливо подвергают окислению в реакционной камере, которая содержит воду, которая может содержать загрязняющие вещества из процесса газификации или загрязняющие вещества откуда-либо еще, разложение которых может быть предпочтительным. В некоторых вариантах осуществления, энергия, выделяемая при окислении топлива, подается в газовую турбину. Жидкое топливо, такое как этанол, смешанное со значительными количествами воды, как правило, не поддается мгновенному сжиганию, поскольку скрытая теплота, необходимая для испарения воды, вызывает подавление процесса сжигания. Кроме того, когда загрязняющие вещества содержатся в используемой воде, загрязняющие вещества также могут образовывать топливо, поскольку загрязняющие вещества окисляются в реакционной камере.In some embodiments of the gradual oxidation apparatus, the fuel is oxidized in a reaction chamber that contains water, which may contain contaminants from the gasification process or contaminants from elsewhere, the decomposition of which may be preferred. In some embodiments, implementation, the energy released during the oxidation of the fuel is supplied to a gas turbine. Liquid fuels, such as ethanol mixed with significant amounts of water, are generally not amenable to instantaneous burning, since the latent heat needed to evaporate the water causes the combustion process to be suppressed. In addition, when pollutants are contained in the water used, the pollutants can also form fuel, since the pollutants are oxidized in the reaction chamber.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, система постепенного окисления с установкой для газификации твердого топлива включает в себя установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение газообразного топлива из твердого топлива; газоочиститель, который обеспечивает очистку газообразного топлива; камеру беспламенного горения, которая выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема очищенного газообразного топлива посредством первого впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива, при этом камера беспламенного горения содержит второй впуск, и устройство ввода, соединенное со вторым впуском и выполненное с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема загрязняющих веществ из газоочистителя и ввода загрязняющих веществ в камеру беспламенного горения. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления загрязняющих веществ.In some embodiments described herein, a gradual oxidation system with a solid fuel gasification apparatus includes: a solid fuel gasification apparatus that extracts gaseous fuel from solid fuel; a gas scrubber that cleans the gaseous fuel; a flameless combustion chamber, which is configured to receive purified gaseous fuel through the first inlet and to support the process of gradual oxidation of gaseous fuel, the flameless combustion chamber comprising a second inlet, and an input device connected to the second inlet and configured to enable receiving pollutants from the scrubber and introducing pollutants into the flameless combustion chamber. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize pollutants.

В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания процесса постепенного окисления без катализатора. Некоторые варианты осуществления обеспечивают очистку газообразного топлива водой посредством газоочистителя. В некоторых вариантах осуществления обеспечивается то, что загрязняющие вещества, принимаемые из газоочистителя, находятся в воде. В некоторых вариантах осуществления устройство ввода содержит компрессор для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива в интервале времени от приблизительно 0,05 секунды до приблизительно 5 секунд. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива в интервале времени от приблизительно 0,05 секунды до приблизительно 2 секунд. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива в интервале времени от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 1 секунды. В определенных вариантах осуществления система дополнительно включает в себя турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема нагретой и сжатой текучей среды из камеры беспламенного горения и расширения данной текучей среды.In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to support the gradual oxidation process without a catalyst. Some embodiments provide purification of gaseous fuels with water through a scrubber. In some embodiments, it is ensured that the contaminants received from the scrubber are in water. In some embodiments, the implementation of the input device comprises a compressor to increase the water pressure before introducing water into the flameless combustion chamber. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize gaseous fuel in a time interval of from about 0.05 seconds to about 5 seconds. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize gaseous fuel in a time interval of from about 0.05 seconds to about 2 seconds. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize gaseous fuel in a time interval of from about 0.1 second to about 1 second. In certain embodiments, the system further includes a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, wherein the turbine is configured to receive heated and compressed fluid from the flameless combustion chamber and expand the fluid.

Некоторые способы, описанные в данном документе и предназначенные для окисления твердого топлива, включают извлечение газообразного топлива из твердого топлива посредством установки для газификации твердого топлива; очистку газообразного топлива водой; постепенное окисление газообразного топлива посредством камеры беспламенного горения, которая выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема очищенного газообразного топлива посредством первого впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива; ввод воды в камеру беспламенного горения; и поддержание внутренней температуры в камере беспламенного горения, достаточной для испарения и окисления воды и загрязняющих веществ в воде.Some of the methods described herein for oxidizing solid fuels include recovering gaseous fuels from solid fuels through a solid fuel gasification unit; cleaning gaseous fuels with water; gradual oxidation of gaseous fuel through a flameless combustion chamber, which is configured to receive purified gaseous fuel through a first inlet and to support the process of gradual oxidation of gaseous fuel; water input into the flameless combustion chamber; and maintaining the internal temperature in the flameless combustion chamber sufficient to evaporate and oxidize the water and pollutants in the water.

Некоторые способы дополнительно включают поддержание процесса постепенного окисления в камере беспламенного горения без катализатора. Некоторые способы дополнительно включают сжатие газообразного топлива перед постепенным окислением газообразного топлива посредством камеры беспламенного горения. Некоторые способы дополнительно включают сжатие воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения. Некоторые способы дополнительно включают поддержание внутренней температуры в камере беспламенного горения, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 1 секунды. Некоторые способы дополнительно включают расширение сжатой и нагретой текучей среды из камеры беспламенного горения посредством турбины, сообщающейся по текучей среде с камерой беспламенного горения.Some methods further include maintaining a gradual oxidation process in a flameless combustion chamber without a catalyst. Some methods further include compressing the gaseous fuel prior to the gradual oxidation of the gaseous fuel through a flameless combustion chamber. Some methods further include compressing the water before introducing water into the flameless combustion chamber. Some methods further include maintaining the internal temperature in the flameless combustion chamber sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.1 second to about 1 second. Some methods further include expanding the compressed and heated fluid from the flameless combustion chamber by means of a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber.

Некоторые варианты осуществления содержат систему постепенного окисления с установкой для газификации твердого топлива, включающую в себя установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение и очистку газообразного топлива из твердого топлива; камеру беспламенного горения, которая выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема очищенного газообразного топлива посредством впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива; и устройство ввода, выполненное с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема загрязняющих веществ из установки для газификации и ввода загрязняющих веществ в камеру беспламенного горения. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры без катализатора, при этом указанная внутренняя температура достаточна для окисления загрязняющих веществ.Some embodiments comprise a gradual oxidation system with a solid fuel gasification unit, including a solid fuel gasification unit that extracts and purifies gaseous fuel from solid fuel; a flameless combustion chamber, which is configured to allow reception of purified gaseous fuel through an inlet and supporting a process of gradual oxidation of gaseous fuel; and an input device configured to receive pollutants from the gasification unit and to introduce pollutants into the flameless combustion chamber. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature without a catalyst, wherein said internal temperature is sufficient to oxidize contaminants.

В некоторых вариантах осуществления установка для газификации содержит газоочиститель, который обеспечивает очистку газообразного топлива. Некоторые варианты осуществления обеспечивают очистку газообразного топлива водой посредством газоочистителя. В некоторых вариантах осуществления загрязняющие вещества, принимаемые устройством ввода, находятся в воде. В определенных вариантах осуществления устройство ввода содержит компрессор, предназначенный для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей поддержание внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.In some embodiments, the gasification installation comprises a scrubber that provides for the purification of gaseous fuels. Some embodiments provide purification of gaseous fuels with water through a scrubber. In some embodiments, the contaminants received by the input device are in water. In certain embodiments, the input device comprises a compressor designed to increase the water pressure before introducing water into the flameless combustion chamber. In some embodiments, it is contemplated that the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds.

В некоторых вариантах осуществления система дополнительно включает в себя турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема нагретой и сжатой текучей среды из камеры беспламенного горения и расширения данной текучей среды. В некоторых вариантах осуществления нагретая и сжатая текучая среда из камеры беспламенного горения представляет собой газ.In some embodiments, the system further includes a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, the turbine configured to receive heated and compressed fluid from the flameless combustion chamber and expand the fluid. In some embodiments, the heated and compressed fluid from the flameless combustion chamber is a gas.

Варианты реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод жидкости в реакционную камеру под давлением. Испарение жидкости включает испарение жидкости в реакционной камере, находящейся под давлением. Воздушно-топливная смесь, включающая в себя воздух и топливо, подается в реакционную камеру, находящуюся под давлением. Жидкость дополнительно включает в себя топливо, испарение жидкости включает испарение топлива и воды, и газ включает в себя испарившееся топливо и испарившуюся воду. Топливо включает в себя этанол, керосин и/или другие виды топлива. Жидкость включает в себя воду в количестве более пятидесяти объемных процентов, или жидкость включает в себя топливо в количестве более пятидесяти объемных процентов. Подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод испарившегося топлива и испарившейся воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением. Испарение жидкости включает испарение топлива и воды посредством смешивания жидкости с нагретым воздухом. Подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод нагретого воздуха, испарившегося топлива и испарившейся воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением. Топливный газ, образованный посредством испарения жидкого топлива, соединяется с испарившейся водой и/или воздухом. Подвод воды в реакционную камеру включает подвод смеси, состоящей из топливного газа, испарившейся воды и/или воздуха, в реакционную камеру. Окисление топлива обеспечивает образование газообразного продукта окисления. Газообразный продукт окисления расширяется в газовой турбине, которая обеспечивает приведение в действие генератора. Газ, образующийся при разложении отходов, поступает из места захоронения отходов/со свалки перед испарением жидкости. Газ, образующийся при разложении отходов, подвергается конденсации для образования жидкости, которая позднее испаряется. Газ, образующийся при разложении отходов, включает в себя топливо, и конденсация жидкости обеспечивает отделение воды от топлива. Жидкость включает в себя токсичный материал. Подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод токсичного материала в реакционную камеру.Embodiments may include one or more of the following features. The supply of water to the reaction chamber under pressure includes the supply of liquid to the reaction chamber under pressure. Evaporation of a liquid includes evaporation of a liquid in a pressure chamber. The air-fuel mixture, including air and fuel, is supplied to the pressure chamber. The liquid further includes fuel, the evaporation of liquid includes the evaporation of fuel and water, and the gas includes evaporated fuel and evaporated water. Fuel includes ethanol, kerosene and / or other fuels. A fluid includes water in an amount of more than fifty volume percent, or a fluid includes fuel in an amount of more than fifty volume percent. The supply of water to the reaction chamber under pressure includes the supply of evaporated fuel and evaporated water to the reaction chamber under pressure. Evaporation of a liquid involves the evaporation of fuel and water by mixing the liquid with heated air. The supply of water to the reaction chamber under pressure includes the supply of heated air, evaporated fuel and evaporated water to the reaction chamber under pressure. The fuel gas formed by the evaporation of liquid fuel combines with the evaporated water and / or air. The water supply to the reaction chamber includes the supply of a mixture of fuel gas, evaporated water and / or air into the reaction chamber. Oxidation of the fuel provides the formation of a gaseous oxidation product. The gaseous oxidation product expands in a gas turbine that drives the generator. The gas generated during the decomposition of the waste comes from the landfill / from the landfill before the liquid evaporates. The gas generated by the decomposition of waste is condensed to form a liquid that later evaporates. The gas generated by the decomposition of waste includes fuel, and condensation of the liquid separates the water from the fuel. Liquid includes toxic material. The supply of water to the reaction chamber under pressure includes the supply of toxic material to the reaction chamber.

В некоторых вариантах система включает в себя испаритель и реакционную камеру. Испаритель обеспечивает испарение жидкости, включающей в себя воду и топливо, для образования газа, включающего в себя воду и топливо. Испаритель имеет впуск испарителя, выполненный и расположенный с возможностью приема жидкости, и выпуск испарителя, выполненный и расположенный с возможностью отвода газа из испарителя. Реакционная камера выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность окисления топлива посредством воздуха под давлением, превышающим давление окружающей среды вокруг реакционной камеры. Реакционная камера имеет впуск реакционной камеры, сообщающийся с выпуском испарителя для приема газа, включающего в себя воду и топливо.In some embodiments, the system includes an evaporator and a reaction chamber. An evaporator provides vaporization of a liquid including water and fuel to form a gas including water and fuel. The evaporator has an evaporator inlet made and arranged to receive liquid, and an evaporator outlet made and arranged to exhaust gas from the evaporator. The reaction chamber is configured to allow oxidation of the fuel by means of air under a pressure exceeding the ambient pressure around the reaction chamber. The reaction chamber has an inlet of the reaction chamber in communication with the outlet of the evaporator for receiving gas, including water and fuel.

Варианты реализации могут иметь один или несколько из следующих признаков. Система включает в себя турбину, имеющую вход турбины, сообщающийся по текучей среде с выпуском реакционной камеры. Турбина выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема газа, выходящего из реакционной камеры, и преобразования тепловой энергии выходящего газа в механическую энергию посредством расширения выходящего газа между входом турбины и выходом турбины. Система включает в себя генератор, механически соединенный с турбиной. Генератор выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность преобразования механической энергии в электрическую энергию. Система включает в себя свалочный резервуар, который принимает текучие среды из отходов со свалки. Жидкость включает в себя, по меньшей мере, часть текучих сред из отходов. Система включает в себя конденсатор, который обеспечивает прием текучих сред из отходов из свалочного резервуара и конденсацию жидкости из текучих сред из отходов.Embodiments may have one or more of the following features. The system includes a turbine having a turbine inlet in fluid communication with the outlet of the reaction chamber. The turbine is configured to receive gas leaving the reaction chamber and convert the thermal energy of the outgoing gas into mechanical energy by expanding the outgoing gas between the inlet of the turbine and the outlet of the turbine. The system includes a generator mechanically coupled to the turbine. The generator is configured to enable conversion of mechanical energy to electrical energy. The system includes a landfill tank that receives fluids from waste from the landfill. The fluid includes at least a portion of the fluids from the waste. The system includes a condenser that receives fluids from the waste from the landfill and condensation of liquids from the fluids from the waste.

В некоторых вариантах окислительная реакционная камера имеет первый впуск, выполненный и расположенный с возможностью приема жидкости, включающей в себя воду, и подвода жидкости в реакционную камеру. Реакционная камера имеет второй впуск, выполненный и расположенный с возможностью приема газа, включающего в себя воздух, и подвода газа в реакционную камеру. Реакционная камера выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность испарения жидкости в реакционной камере для образования газовой смеси, включающей в себя воду, воздух и топливо. Реакционная камера выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность окисления топлива посредством воздуха в реакционной камере.In some embodiments, the oxidizing reaction chamber has a first inlet configured and disposed to receive a fluid including water and to supply fluid to the reaction chamber. The reaction chamber has a second inlet, made and located with the possibility of receiving gas, which includes air, and supplying gas to the reaction chamber. The reaction chamber is configured to vaporize liquid in the reaction chamber to form a gas mixture including water, air and fuel. The reaction chamber is configured to allow oxidation of fuel by air in the reaction chamber.

Варианты реализации могут иметь один или несколько из следующих признаков. Жидкость включает в себя топливо. Газ включает в себя топливо. Реакционная камера имеет третий впуск, выполненный и расположенный с возможностью подвода топлива в реакционную камеру. Реакционная камера имеет выпуск, сообщающийся по текучей среде с турбиной.Embodiments may have one or more of the following features. Liquid includes fuel. Gas includes fuel. The reaction chamber has a third inlet, made and located with the possibility of supplying fuel to the reaction chamber. The reaction chamber has an outlet in fluid communication with the turbine.

В данном документе описаны способы и варианты осуществления для нагнетания воды или пара в газотурбинные системы. Сжигание большего количества газа в газовых турбинах может обеспечить увеличение полезной мощности турбин. Однако это может привести к увеличению количества сжигаемого топлива и к возникновению более высоких температур, что приводит к увеличению образования вредных газообразных оксидов азота (NOx). В некоторых вариантах осуществления за счет подачи воды или пара в систему система постепенного окисления, описанная в данном документе, может обеспечить окисление топлива без увеличения образования NOx при одновременном увеличении выхода системы.Methods and embodiments for injecting water or steam into gas turbine systems are described herein. Burning more gas in gas turbines can increase the useful power of the turbines. However, this can lead to an increase in the amount of fuel burned and to higher temperatures, which leads to an increase in the formation of harmful gaseous nitrogen oxides (NO x ). In some embodiments, by supplying water or steam to the system, the gradual oxidation system described herein can provide fuel oxidation without increasing NO x formation while increasing system output.

В некоторых вариантах осуществления описано, что топливо из систем окисляется посредством беспламенного процесса постепенного окисления, когда воздушно-топливная смесь проходит вдоль проточного канала в реакционной камере. Топливо предпочтительно окисляется при температуре, достаточно низкой, чтобы уменьшить или предотвратить образование и/или выброс вредных соединений, таких как оксиды азота, и при температуре, достаточно высокой, чтобы обеспечить окисление топлива и других загрязняющих веществ, которые введены в камеру. Воздушно-топливная смесь проходит через реакционную камеру и поглощает тепло от внутренней поверхности реакционной камеры, включая, возможно, тепло от наполнителя, который может содержаться в камере. В некоторых вариантах осуществления реакционная камера не содержит наполнитель, и воздушно-топливная смесь, проходящая через реакционную камеру, поглощает тепло из существующего газа или других компонентов в реакционной камере. Температура воздушно-топливной смеси постепенно повышается, когда смесь проходит через реакционную камеру. Когда температура воздушно-топливной смеси достигнет температуры самовозгорания или превысит температуру самовозгорания топлива, топливо подвергается экзотермической реакции окисления.In some embodiments, it has been described that the fuel from the systems is oxidized by a flameless gradual oxidation process when the air-fuel mixture passes along the flow channel in the reaction chamber. The fuel is preferably oxidized at a temperature low enough to reduce or prevent the formation and / or release of harmful compounds, such as nitrogen oxides, and at a temperature high enough to oxidize the fuel and other contaminants that are introduced into the chamber. The air-fuel mixture passes through the reaction chamber and absorbs heat from the inner surface of the reaction chamber, possibly including heat from the filler that may be contained in the chamber. In some embodiments, the reaction chamber does not contain a filler, and the air-fuel mixture passing through the reaction chamber absorbs heat from existing gas or other components in the reaction chamber. The temperature of the air-fuel mixture gradually rises as the mixture passes through the reaction chamber. When the temperature of the air-fuel mixture reaches the temperature of spontaneous combustion or exceeds the temperature of spontaneous combustion of the fuel, the fuel undergoes an exothermic oxidation reaction.

Многие варианты осуществления, описанные в данном документе, предусматривают добавление пара или воды в систему по одной или нескольким из множества причин (например, для уменьшения вероятности возгорания, для регулирования температуры, для повышения эффективности и/или выхода и т.д.). Как описано в дальнейшем в данном документе, данная операция является отдельной от ввода воды или пара в системы сжигания.Many of the embodiments described herein include adding steam or water to the system for one or more of a variety of reasons (for example, to reduce the likelihood of fire, to control temperature, to increase efficiency and / or output, etc.). As described later in this document, this operation is separate from introducing water or steam into the combustion systems.

Некоторые способы, описанные в данном документе, включают испарение жидкости, содержащей воду, для образования газа, содержащего воду; подвод воды в реакционную камеру, в которой давление повышено до значений, превышающих давление окружающей среды в пространстве снаружи реакционной камеры; и окисление топлива посредством воздуха в реакционной камере, находящейся под давлением и содержащей воздух, топливо и воду, при одновременном поддержании максимальной температуры топлива в реакционной камере на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксидов азота.Some methods described herein include evaporating a liquid containing water to form a gas containing water; water supply to the reaction chamber, in which the pressure is increased to values exceeding the ambient pressure in the space outside the reaction chamber; and oxidizing fuel by air in a pressure chamber and containing air, fuel, and water, while maintaining the maximum temperature of the fuel in the reaction chamber below a temperature that causes the formation of nitrogen oxides.

В некоторых способах подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод жидкости в реакционную камеру, находящуюся под давлением, и при этом испарение жидкости включает испарение жидкости в реакционной камере, находящейся под давлением. Некоторые способы дополнительно включают подвод воздушно-топливной смеси, включающей в себя воздух и топливо, в реакционную камеру, находящуюся под давлением. В некоторых случаях жидкость дополнительно содержит топливо, испарение жидкости включает испарение топлива и воды, и газ содержит испарившееся топливо и испарившуюся воду.In some methods, supplying water to a pressurized reaction chamber includes supplying liquid to a pressurized reaction chamber, and wherein vaporizing the liquid includes vaporizing the liquid in the pressurized reaction chamber. Some methods further include supplying an air-fuel mixture, including air and fuel, into the reaction chamber under pressure. In some cases, the liquid additionally contains fuel, the evaporation of the liquid includes the evaporation of fuel and water, and the gas contains the evaporated fuel and the evaporated water.

В некоторых способах топливо содержит, по меньшей мере, одно из соединений, представляющих собой этанол или керосин. В некоторых случаях жидкость содержит воду в количестве более пятидесяти объемных процентов. В некоторых способах подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод газа, содержащего испарившееся топливо и испарившуюся воду, в реакционную камеру, находящуюся под давлением, и способ дополнительно включает подвод воздуха в реакционную камеру, находящуюся под давлением.In some methods, the fuel comprises at least one of ethanol or kerosene compounds. In some cases, the liquid contains water in an amount of more than fifty volume percent. In some methods, supplying water to a pressurized reaction chamber includes supplying a gas containing vaporized fuel and vaporized water to a pressurized reaction chamber, and the method further includes supplying air to the pressurized reaction chamber.

Некоторые способы дополнительно включают смешивание воздуха с газом, содержащим испарившееся топливо и испарившуюся воду, при этом подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод смеси, содержащей воздух, испарившееся топливо и испарившуюся воду, в реакционную камеру, находящуюся под давлением. В некоторых способах подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод жидкости в реакционную камеру, находящуюся под давлением, и испарение жидкости включает испарение жидкости в реакционной камере, находящейся под давлением.Some methods further include mixing air with a gas containing evaporated fuel and evaporated water, while supplying water to the reaction chamber under pressure, including supplying a mixture containing air, evaporated fuel and evaporated water to the reaction chamber under pressure. In some methods, supplying water to a pressurized reaction chamber includes supplying liquid to a pressurized reaction chamber, and vaporizing the liquid includes vaporizing the liquid in the pressurized reaction chamber.

В некоторых способах жидкость дополнительно содержит топливо, испарение жидкости включает испарение топлива и воды посредством смешивания жидкости с нагретым воздухом, и при этом газ содержит нагретый воздух, испарившееся топливо и испарившуюся воду. В некоторых случаях подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод газа, содержащего нагретый воздух, испарившееся топливо и испарившуюся воду, в реакционную камеру, находящуюся под давлением.In some methods, the liquid further comprises fuel, the evaporation of the liquid includes the evaporation of fuel and water by mixing the liquid with heated air, and the gas contains heated air, evaporated fuel and evaporated water. In some cases, the supply of water to the reaction chamber under pressure includes the supply of gas containing heated air, evaporated fuel and evaporated water to the reaction chamber under pressure.

В некоторых способах предусмотрено то, что окисление топлива обеспечивает образование газообразного продукта окисления, при этом способ дополнительно включает расширение газообразного продукта окисления в газовой турбине. В некоторых способах расширение газообразного продукта окисления в газовой турбине обеспечивает приведение в действие генератора, механически соединенного с газовой турбиной.Some methods provide that the oxidation of fuel provides the formation of a gaseous oxidation product, the method further comprising expanding the gaseous oxidation product in a gas turbine. In some methods, the expansion of the gaseous oxidation product in a gas turbine enables the generator to be mechanically coupled to the gas turbine.

Некоторые способы дополнительно включают прием газа, образующегося при разложении отходов, с полигона/свалки перед испарением жидкости и конденсацию жидкости из газа, образующегося при разложении отходов. В некоторых способах газ, образующийся при разложении отходов, содержит топливо. В некоторых способах жидкость содержит загрязняющие вещества, и подвод воды в реакционную камеру, находящуюся под давлением, включает подвод загрязняющих веществ в реакционную камеру, и при этом загрязняющие вещества окисляются в реакционной камере.Some methods further include receiving the gas generated by the decomposition of the waste from the landfill / landfill prior to vaporizing the liquid and condensing the liquid from the gas generated by the decomposition of the waste. In some methods, the gas generated by the decomposition of waste contains fuel. In some methods, the liquid contains contaminants, and supplying water to the pressurized reaction chamber includes supplying pollutants to the reaction chamber, and the pollutants are oxidized in the reaction chamber.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, раскрыты системы, которые включают в себя испаритель, который обеспечивает испарение жидкости, содержащей воду, для образования газа, содержащего воду, при этом испаритель имеет впуск испарителя, выполненный и расположенный с возможностью приема жидкости, и выпуск испарителя, выполненный и расположенный с возможностью отвода газа из испарителя. Системы могут дополнительно включать в себя реакционную камеру, содержащую впуск реакционной камеры, сообщающийся по текучей среде с выпуском испарителя для приема газа, при этом реакционная камера выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность окисления топлива посредством воздуха при одновременном удерживании топлива, воздуха и газа под давлением, превышающим давление окружающей среды вокруг реакционной камеры, и при одновременном поддержании максимальной температуры в реакционной камере на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксидов азота.In some embodiments described herein, systems are disclosed that include an evaporator that vaporizes a liquid containing water to form a gas containing water, wherein the evaporator has an evaporator inlet configured and disposed to receive liquid, and the release of the evaporator, made and located with the possibility of venting gas from the evaporator. The systems may further include a reaction chamber containing an inlet of the reaction chamber in fluid communication with the outlet of the vaporizer for receiving gas, wherein the reaction chamber is configured to oxidize the fuel by air while keeping the fuel, air and gas under pressure, exceeding the ambient pressure around the reaction chamber, and while maintaining the maximum temperature in the reaction chamber below a temperature that I cause the formation of nitrogen oxides.

В некоторых вариантах осуществления жидкость дополнительно включает в себя топливо в жидком состоянии, и газ дополнительно содержит топливо в газообразном состоянии. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что реакционная камера дополнительно содержит один или несколько дополнительных впусков реакционной камеры, выполненных и расположенных с возможностью приема, по меньшей мере, одного из компонентов, представляющих собой топливо и воздух. Некоторые варианты осуществления дополнительно включают в себя турбину, имеющую вход турбины, сообщающийся по текучей среде с выпуском реакционной камеры, при этом турбина выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема продукта окисления из реакционной камеры и преобразования тепловой энергии продукта окисления в механическую энергию посредством расширения продукта окисления между входом турбины и выходом турбины. Некоторые варианты осуществления дополнительно включают в себя генератор, механически соединенный с турбиной, при этом генератор выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность преобразования механической энергии в электрическую энергию.In some embodiments, the liquid further includes fuel in a liquid state, and the gas further comprises fuel in a gaseous state. In some embodiments, it is contemplated that the reaction chamber further comprises one or more additional inlets of the reaction chamber configured and disposed to receive at least one of the fuel and air components. Some embodiments further include a turbine having a turbine inlet in fluid communication with the outlet of the reaction chamber, the turbine configured to receive the oxidation product from the reaction chamber and convert the thermal energy of the oxidation product into mechanical energy by expanding the oxidation product between the inlet of the turbine and the outlet of the turbine. Some embodiments further include a generator mechanically coupled to the turbine, wherein the generator is configured to convert mechanical energy to electrical energy.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, раскрыта окислительная реакционная камера, имеющая первый впуск, выполненный и расположенный с возможностью подвода жидкости, содержащей воду, во внутренний объем реакционной камеры; второй впуск, выполненный и расположенный с возможностью подвода газа, содержащего воздух, во внутренний объем, при этом реакционная камера выполнена с возможностью окисления топлива посредством воздуха во внутреннем объеме при одновременном поддержании максимальной температуры в реакционной камере на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксидов азота, и выпуск, выполненный и расположенный с возможностью отвода выходящего газа из внутреннего объема, при этом выходящий газ содержит воду и газообразный продукт окисления, образованный посредством окисления топлива во внутреннем объеме.In some embodiments described herein, an oxidizing reaction chamber is disclosed having a first inlet configured and disposed to supply a liquid containing water to the internal volume of the reaction chamber; the second inlet, made and located with the possibility of supplying a gas containing air to the internal volume, while the reaction chamber is configured to oxidize fuel by air in the internal volume while maintaining the maximum temperature in the reaction chamber below a temperature that causes the formation of nitrogen oxides and an outlet configured and disposed to discharge exhaust gas from the internal volume, wherein the exhaust gas contains water and a gaseous oxide product Ia formed by oxidation of the fuel in the internal volume.

В некоторых вариантах осуществления жидкость дополнительно содержит топливо, и в некоторых вариантах осуществления газ дополнительно содержит топливо. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что выпуск сообщается по текучей среде с входом турбины. В некоторых вариантах осуществления жидкость дополнительно содержит загрязняющие вещества, и максимальная температура в реакционной камере находится на уровне температуры окисления загрязняющих веществ или превышает температуру окисления загрязняющих веществ. В некоторых вариантах осуществления газ дополнительно содержит загрязняющие вещества, которые могут быть окислены в реакционной камере, и температура в окислительной камере находится на уровне температуры, предназначенной для окисления загрязняющих веществ, или превышает данную температуру.In some embodiments, the liquid further comprises fuel, and in some embodiments, the gas further comprises fuel. In some embodiments, it is contemplated that the outlet is in fluid communication with the turbine inlet. In some embodiments, the fluid further comprises pollutants, and the maximum temperature in the reaction chamber is at or above the oxidation temperature of the pollutants. In some embodiments, the gas further comprises pollutants that can be oxidized in the reaction chamber, and the temperature in the oxidation chamber is at or above the temperature intended to oxidize the pollutants.

Некоторые варианты осуществления, описанные в данном документе, включают в себя систему постепенного окисления, имеющую канал для впуска текучей среды; компрессор, который обеспечивает прием текучей среды, содержащей первую топливную смесь, из канала для впуска текучей среды и сжатие текучей среды, содержащей первую топливную смесь; инжектор, который обеспечивает ввод второй топливной смеси в текучую среду, при этом вторая топливная смесь содержит жидкость, представляющую собой смесь топлива и воды, в которой вода составляет от 50 до 80 объемных процентов во второй топливной смеси; и камеру постепенного окисления, которая обеспечивает прием текучей среды из компрессора и поддержание процесса беспламенного окисления текучей среды в камере без катализатора.Some embodiments described herein include a gradual oxidation system having a fluid inlet; a compressor that receives fluid containing the first fuel mixture from the fluid inlet and compresses the fluid containing the first fuel mixture; an injector that allows the second fuel mixture to enter the fluid, the second fuel mixture comprising a liquid that is a mixture of fuel and water, in which water is from 50 to 80 volume percent in the second fuel mixture; and a gradual oxidation chamber that receives fluid from the compressor and maintains a flameless oxidation process of the fluid in the chamber without catalyst.

Некоторые варианты осуществления дополнительно включают в себя турбину, которая обеспечивает прием нагретой и сжатой текучей среды из камеры постепенного окисления и расширение данной текучей среды. В некоторых вариантах осуществления инжектор обеспечивает ввод второй топливной смеси перед сжатием текучей среды компрессором. В некоторых вариантах осуществления инжектор обеспечивает ввод второй топливной смеси в текучую среду после сжатия текучей среды и перед поступлением текучей среды в камеру постепенного окисления. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что инжектор обеспечивает ввод второй топливной смеси в камеру постепенного окисления.Some embodiments further include a turbine that receives the heated and compressed fluid from the gradual oxidation chamber and expands the fluid. In some embodiments, the injector allows a second fuel mixture to be introduced before the compressor compresses the fluid. In some embodiments, the injector allows the second fuel mixture to enter the fluid after compression of the fluid and before the fluid enters the gradual oxidation chamber. In some embodiments, it is contemplated that the injector introduces a second fuel mixture into the gradual oxidation chamber.

Некоторые варианты осуществления дополнительно включают в себя компрессор, который обеспечивает сжатие второй топливной смеси перед вводом второй топливной смеси в камеру постепенного окисления. В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь содержит, по меньшей мере, одно из веществ, представляющих собой этанол, бензин и нефтяные дистилляты. В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь содержит смесь воды и топлива с содержанием топлива, составляющим приблизительно 25 объемных процентов. В некоторых вариантах осуществления инжектор выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность нагнетания второй топливной смеси в систему в виде жидкости. В некоторых вариантах осуществления инжектор выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность нагнетания второй топливной смеси в систему в виде газа. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что соотношение компонентов в смеси топлива и воды во второй топливной смеси базируется на определении воздушно-топливной смеси в первой топливной смеси, и в некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что соотношение компонентов в воздушно-топливной смеси базируется на определении смеси топлива и воды.Some embodiments further include a compressor that compresses the second fuel mixture before introducing the second fuel mixture into the gradual oxidation chamber. In some embodiments, the second fuel mixture comprises at least one of ethanol, gasoline, and petroleum distillates. In some embodiments, the second fuel mixture comprises a mixture of water and fuel with a fuel content of about 25 volume percent. In some embodiments, the injector is configured to allow the second fuel mixture to be injected into the system as a liquid. In some embodiments, the injector is configured to allow the second fuel mixture to be injected into the system in the form of gas. In some embodiments, it is contemplated that the ratio of the components in the fuel-water mixture in the second fuel mixture is based on the determination of the air-fuel mixture in the first fuel mixture, and in some embodiments, the ratio of the components in the air-fuel mixture is based on the determination mixtures of fuel and water.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, система постепенного окисления включает в себя канал для впуска текучей среды; компрессор, который обеспечивает прием текучей среды, содержащей топливную смесь, из канала для впуска текучей среды и сжатие текучей среды, содержащей топливную смесь; инжектор, который обеспечивает ввод пара в текучую среду после сжатия текучей среды; камеру постепенного окисления, которая обеспечивает прием текучей среды из компрессора и поддержание процесса беспламенного окисления текучей среды в камере без катализатора; и турбину, которая обеспечивает прием нагретой и сжатой текучей среды из камеры постепенного окисления и расширение данной текучей среды.In some embodiments described herein, the gradual oxidation system includes a fluid inlet; a compressor that receives fluid containing the fuel mixture from the fluid inlet and compresses the fluid containing the fuel mixture; an injector that allows steam to be introduced into the fluid after compression of the fluid; a gradual oxidation chamber that receives fluid from the compressor and supports the flameless oxidation of the fluid in a chamber without a catalyst; and a turbine that receives heated and compressed fluid from the gradual oxidation chamber and expands the fluid.

В некоторых вариантах осуществления инжектор обеспечивает ввод пара перед сжатием текучей среды посредством компрессора. В некоторых вариантах осуществления инжектор обеспечивает ввод пара в текучую среду после сжатия текучей среды и перед поступлением текучей среды в камеру постепенного окисления. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что инжектор обеспечивает ввод пара в камеру постепенного окисления. Некоторые варианты осуществления дополнительно включают в себя компрессор для пара, который обеспечивает сжатие пара перед вводом пара в камеру постепенного окисления.In some embodiments, the injector allows steam to be introduced before compressing the fluid through a compressor. In some embodiments, the injector allows steam to enter the fluid after compressing the fluid and before the fluid enters the gradual oxidation chamber. In some embodiments, it is contemplated that the injector allows steam to be introduced into the gradual oxidation chamber. Some embodiments further include a steam compressor that compresses the steam before introducing steam into the gradual oxidation chamber.

Некоторые способы, описанные в данном документе и предназначенные для постепенного окисления топливной смеси, включают всасывание воздуха в систему постепенного окисления посредством канала для впуска текучей среды; смешивание воздуха с топливом для образования топливной смеси; сжатие топливной смеси; нагнетание пара в систему для соединения пара с топливной смесью; постепенное окисление топливной смеси в камере постепенного окисления, которая обеспечивает поддержание процесса беспламенного окисления текучей среды без катализатора; направление нагретой и сжатой текучей среды из камеры постепенного окисления в турбину; и расширение данной текучей среды посредством турбины.Some of the methods described herein for gradually oxidizing a fuel mixture include sucking air into a gradual oxidation system through a fluid inlet; mixing air with fuel to form a fuel mixture; compression of the fuel mixture; injecting steam into a system for connecting steam to the fuel mixture; gradual oxidation of the fuel mixture in the gradual oxidation chamber, which ensures the flameless oxidation of the fluid without a catalyst; directing the heated and compressed fluid from the gradual oxidation chamber to the turbine; and expanding the fluid through a turbine.

В некоторых способах пар нагнетают в систему перед сжатием топливной смеси. В некоторых способах пар нагнетают в систему после сжатия топливной смеси и перед постепенным окислением топливной смеси. В некоторых способах пар нагнетают в камеру постепенного окисления.In some methods, steam is injected into the system before compressing the fuel mixture. In some methods, steam is injected into the system after compression of the fuel mixture and before the gradual oxidation of the fuel mixture. In some methods, steam is injected into the gradual oxidation chamber.

Некоторые способы, раскрытые в данном документе и предназначенные для постепенного окисления топливной смеси, включают всасывание воздуха в систему постепенного окисления посредством канала для впуска текучей среды; смешивание воздуха с топливом для образования первой топливной смеси; сжатие топливной смеси; нагнетание второй топливной смеси в систему для объединения второй топливной смеси с первой топливной смесью, при этом вторая топливная смесь содержит жидкость, содержащую смесь топлива и воды, при этом вода составляет от 50 до 80 объемных процентов во второй топливной смеси; и постепенное окисление первой и второй топливных смесей в камере постепенного окисления, которая обеспечивает поддержание процесса беспламенного окисления текучей среды без катализатора.Some methods disclosed herein for gradually oxidizing a fuel mixture include suctioning air into a gradual oxidation system through a fluid inlet; mixing air with fuel to form a first fuel mixture; compression of the fuel mixture; injecting a second fuel mixture into a system for combining a second fuel mixture with a first fuel mixture, wherein the second fuel mixture comprises a liquid containing a mixture of fuel and water, wherein water comprises from 50 to 80 volume percent in the second fuel mixture; and the gradual oxidation of the first and second fuel mixtures in the gradual oxidation chamber, which ensures the maintenance of the flameless oxidation of the fluid without a catalyst.

Некоторые способы дополнительно включают направление нагретой и сжатой текучей среды из камеры постепенного окисления в турбину и расширение данной текучей среды посредством турбины. В некоторых способах вторая топливная смесь нагнетается в систему перед сжатием текучей среды посредством компрессора. В некоторых способах вторая топливная смесь нагнетается в систему после сжатия текучей среды и перед поступлением текучей среды в камеру постепенного окисления. В некоторых способах вторая топливная смесь нагнетается в камеру постепенного окисления. Некоторые способы дополнительно включают сжатие второй топливной смеси посредством компрессора перед вводом второй топливной смеси в камеру постепенного окисления.Some methods further include directing the heated and compressed fluid from the gradual oxidation chamber to the turbine and expanding the fluid through the turbine. In some methods, the second fuel mixture is injected into the system before the fluid is compressed by a compressor. In some methods, the second fuel mixture is injected into the system after the fluid is compressed and before the fluid enters the gradual oxidation chamber. In some methods, the second fuel mixture is injected into the gradual oxidation chamber. Some methods further include compressing the second fuel mixture by means of a compressor before introducing the second fuel mixture into the gradual oxidation chamber.

В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь содержит, по меньшей мере, одно из веществ, представляющих собой этанол, бензин и нефтяные дистилляты. В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь содержит смесь топлива и воды с содержанием топлива, составляющим приблизительно 25 объемных процентов. В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь нагнетается в систему в виде жидкости. В некоторых вариантах осуществления вторая топливная смесь нагнетается в систему в виде газа. Некоторые варианты осуществления дополнительно включают определение соотношения компонентов воздушно-топливной смеси в первой топливной смеси и регулирование соотношения компонентов смеси топлива и воды во второй топливной смеси на основе соотношения компонентов первой топливной смеси.In some embodiments, the second fuel mixture comprises at least one of ethanol, gasoline, and petroleum distillates. In some embodiments, the second fuel mixture comprises a mixture of fuel and water with a fuel content of about 25 volume percent. In some embodiments, the second fuel mixture is injected into the system as a liquid. In some embodiments, the second fuel mixture is injected into the system as gas. Some embodiments further include determining the ratio of the components of the air-fuel mixture in the first fuel mixture and adjusting the ratio of the components of the fuel-water mixture in the second fuel mixture based on the ratio of the components of the first fuel mixture.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, система постепенного окисления включает в себя установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение газообразного топлива из твердого топлива; газоочиститель, который обеспечивает удаление загрязняющих веществ из газообразного топлива посредством очищающей жидкости; и камеру беспламенного горения, которая обеспечивает (i) прием очищающей жидкости и загрязняющих веществ из газоочистителя, (ii) поддержание внутренней температуры, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, и (iii) такое время пребывания, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере беспламенного горения. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания процесса постепенного окисления без катализатора.In some of the embodiments described herein, the gradual oxidation system includes a solid fuel gasification unit that extracts gaseous fuel from solid fuel; a gas scrubber that removes contaminants from the gaseous fuel through a cleaning fluid; and a flameless combustion chamber that provides (i) the intake of the cleaning liquid and contaminants from the scrubber, (ii) maintaining an internal temperature sufficient to ensure a gradual oxidation process, and (iii) a residence time such that substantially all contaminants from the scrubber are oxidized in a flameless combustion chamber. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to support the gradual oxidation process without a catalyst.

В некоторых вариантах осуществления системы газообразное топливо очищается водой посредством газоочистителя. В определенных вариантах осуществления загрязняющие вещества, принимаемые из газоочистителя, находятся в воде, и устройство ввода содержит компрессор для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения. Камера беспламенного горения предпочтительно выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения обеспечивает поддержание максимальной температуры на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота.In some embodiments of the system, the gaseous fuel is cleaned with water through a scrubber. In certain embodiments, contaminants received from the scrubber are in the water, and the input device comprises a compressor to increase the pressure of the water before the water enters the flameless combustion chamber. The flameless combustion chamber is preferably configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds. In some embodiments, the flameless combustion chamber maintains a maximum temperature below a temperature that causes the formation of nitric oxide.

В определенных вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема газообразного топлива из газоочистителя и окисления газообразного топлива во время процесса постепенного окисления. В некоторых случаях камера беспламенного горения обеспечивает прием и окисление по существу всего газообразного топлива из газоочистителя. В определенных случаях камера беспламенного горения обеспечивает прием и окисление первой части газообразного топлива из газоочистителя, и вторая часть газообразного топлива из газоочистителя распределяется из системы. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения обеспечивает прием газообразного топлива из газоочистителя посредством первого впуска и прием дополняющего газообразного топлива из второго впуска.In certain embodiments, the flameless combustion chamber is configured to receive gaseous fuel from the scrubber and oxidize the gaseous fuel during the gradual oxidation process. In some cases, the flameless combustion chamber receives and oxidizes substantially all of the gaseous fuel from the scrubber. In certain cases, the flameless combustion chamber receives and oxidizes the first part of the gaseous fuel from the scrubber, and the second part of the gaseous fuel from the scrubber is distributed from the system. In some embodiments, the flameless combustion chamber receives gaseous fuel from the scrubber through the first inlet and receives supplemental gaseous fuel from the second inlet.

Некоторые варианты осуществления включают в себя турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения. Турбина предпочтительно выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения и расширения данного газа.Some embodiments include a turbine in fluid communication with a flameless combustion chamber. The turbine is preferably configured to receive heated and compressed gas from the flameless combustion chamber and expand the gas.

В описании в некоторых вариантах осуществления также описана система постепенного окисления, включающая в себя первый впуск, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей возможность подвода загрязненной жидкости в систему; второй впуск, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей возможность подвода топлива в систему; камеру беспламенного горения, которая обеспечивает прием загрязненной жидкости и топлива и поддержание внутренней температуры, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, при одновременном поддержании максимальной температуры в камере горения на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота так, что топливо и загрязняющие вещества в жидкости окисляются; и выпуск, выполненный и расположенный с возможностью отвода выходящего газа из камеры горения, при этом выходящий газ содержит газообразный продукт окисления, образованный посредством процесса постепенного окисления в камере горения. В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания процесса постепенного окисления без катализатора.In the description, in some embodiments, a gradual oxidation system is also described, including a first inlet configured to allow contaminated fluid to enter the system; the second inlet, made with a configuration that provides the ability to supply fuel to the system; a flameless combustion chamber that receives contaminated liquid and fuel and maintains an internal temperature sufficient to ensure a gradual oxidation process, while maintaining the maximum temperature in the combustion chamber below a temperature that causes the formation of nitric oxide so that fuel and pollutants in the liquid oxidized; and an outlet configured and disposed to discharge exhaust gas from the combustion chamber, wherein the exhaust gas contains a gaseous oxidation product formed by a gradual oxidation process in the combustion chamber. In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to support the gradual oxidation process without a catalyst.

В определенных вариантах осуществления система может быть выполнена с такой конфигурацией, что газоочиститель обеспечивает прием загрязненной жидкости и очистку газообразного топлива водой. В некоторых вариантах осуществления загрязненная жидкость содержит воду из газоочистителя. В определенных вариантах осуществления топливо включает в себя газообразное топливо из газоочистителя, и камера беспламенного горения обеспечивает окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления. В системе может быть предусмотрен компрессор, который обеспечивает повышение давления загрязненной жидкости перед поступлением жидкости в камеру беспламенного горения.In certain embodiments, the system may be configured such that the scrubber receives contaminated liquid and purifies the gaseous fuel with water. In some embodiments, the contaminated liquid comprises water from a scrubber. In certain embodiments, the fuel includes gaseous fuel from the scrubber, and the flameless combustion chamber oxidizes the gaseous fuel during the gradual oxidation process. A compressor may be provided in the system that provides an increase in the pressure of the contaminated liquid before the liquid enters the flameless combustion chamber.

В некоторых вариантах осуществления камера беспламенного горения выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд. В определенных вариантах осуществления камера беспламенного горения обеспечивает поддержание максимальной температуры на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота. Некоторые варианты осуществления также включают в себя турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема выходящего газа и расширения выходящего газа.In some embodiments, the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds. In certain embodiments, the flameless combustion chamber maintains a maximum temperature below a temperature that causes the formation of nitric oxide. Some embodiments also include a turbine in fluid communication with a flameless combustion chamber, the turbine configured to receive exhaust gas and expand the exhaust gas.

В данном документе описаны способы окисления твердого топлива, которые включают операции извлечения газообразного топлива из твердого топлива посредством установки для газификации твердого топлива; очистки газообразного топлива очищающей жидкостью в газоочистителе для удаления загрязняющих веществ из газообразного топлива; отвода очищающей жидкости и загрязняющих веществ из газоочистителя в камеру беспламенного горения; и окисления загрязняющих веществ в камере горения посредством (i) поддержания внутренней температуры в камере горения, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления и (ii) обеспечения такого времени пребывания в камере горения, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере горения.This document describes methods for oxidizing solid fuels, which include the steps of extracting gaseous fuels from solid fuels through a solid fuel gasification unit; purification of gaseous fuel with a cleaning liquid in a gas scrubber to remove pollutants from the gaseous fuel; removal of cleaning fluid and pollutants from the scrubber to the flameless combustion chamber; and oxidizing the pollutants in the combustion chamber by (i) maintaining the internal temperature in the combustion chamber sufficient to provide a gradual oxidation process and (ii) providing such a residence time in the combustion chamber that substantially all of the pollutants from the scrubber are oxidized in the combustion chamber.

В некоторых способах предусмотрено, что камера беспламенного горения обеспечивает поддержание процесса постепенного окисления без катализатора. В некоторых способах предусмотрено, что газообразное топливо очищают водой посредством газоочистителя. В некоторых способах загрязняющие вещества, принимаемые камерой горения из газоочистителя, находятся в воде. Определенные способы дополнительно включают сжатие воды и загрязняющих веществ посредством компрессора перед окислением в камере беспламенного горения. В некоторых способах время пребывания составляет от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.Some methods provide that the flameless combustion chamber maintains a gradual oxidation process without a catalyst. Some methods provide that gaseous fuels are purified with water through a scrubber. In some methods, the pollutants received by the combustion chamber from the scrubber are in water. Certain methods further include compressing water and pollutants by means of a compressor before oxidation in a flameless combustion chamber. In some methods, the residence time is from about 0.01 seconds to about 10 seconds.

Определенные способы также включают отвод нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения в турбину и расширение газа в турбине. Некоторые способы дополнительно включают отвод газообразного топлива из газоочистителя в камеру беспламенного горения и окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления. В некоторых способах по существу все газообразное топливо из газоочистителя отводится в камеру беспламенного горения и окисляется посредством камеры беспламенного горения.Certain methods also include the removal of heated and compressed gas from the flameless combustion chamber to the turbine and the expansion of the gas in the turbine. Some methods further include removing gaseous fuel from the scrubber to the flameless combustion chamber and oxidizing the gaseous fuel during the gradual oxidation process. In some methods, substantially all of the gaseous fuel from the scrubber is discharged to the flameless combustion chamber and oxidized by the flameless combustion chamber.

В некоторых способах предусмотрено то, что первая часть газообразного топлива из газоочистителя отводится в камеру беспламенного горения и окисляется посредством камеры беспламенного горения, и вторая часть газообразного топлива из газоочистителя распределяется в стороне от камеры горения. В некоторых способах газообразное топливо отводят в камеру беспламенного горения посредством первого впуска, и камера горения обеспечивает прием дополняющего газообразного топлива из второго впуска. В определенных способах предусмотрено, что камера горения обеспечивает поддержание максимальной внутренней температуры на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота.Some methods provide that the first part of the gaseous fuel from the scrubber is discharged into the flameless combustion chamber and oxidized by the flameless combustion chamber, and the second part of the gaseous fuel from the scrubber is distributed away from the combustion chamber. In some methods, gaseous fuel is diverted to the flameless combustion chamber by the first inlet, and the combustion chamber receives the complementary gaseous fuel from the second inlet. In certain methods, it is provided that the combustion chamber maintains a maximum internal temperature below a temperature that causes the formation of nitric oxide.

В данном документе описаны способы окисления загрязняющих веществ в жидкости, включающие операции подвода загрязненной жидкости в камеру беспламенного горения посредством первого впуска; подвода топлива в камеру беспламенного горения посредством второго впуска; и окисления загрязняющих веществ в загрязненной жидкости вместе с топливом в камере беспламенного горения посредством (i) поддержания внутренней температуры в камере горения, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, (ii) поддержания максимальной температуры в камере горения на уровне ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота, и (iii) обеспечения такого времени пребывания в камере горения, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере горения. В некоторых способах предусмотрено то, что камера беспламенного горения обеспечивает поддержание процесса постепенного окисления без катализатора. В некоторых способах время пребывания составляет от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.This document describes methods for oxidizing contaminants in a liquid, including operations for supplying a contaminated liquid to a flameless combustion chamber through a first inlet; supplying fuel to the flameless combustion chamber by means of a second inlet; and oxidizing the pollutants in the contaminated liquid together with the fuel in the flameless combustion chamber by (i) maintaining the internal temperature in the combustion chamber sufficient to ensure a gradual oxidation process, (ii) maintaining the maximum temperature in the combustion chamber below a temperature that causes oxide formation nitrogen, and (iii) providing such a residence time in the combustion chamber that substantially all of the contaminants from the scrubber are oxidized in the combustion chamber. Some methods provide that the flameless combustion chamber maintains a gradual oxidation process without a catalyst. In some methods, the residence time is from about 0.01 seconds to about 10 seconds.

В определенных способах предусмотрено, что загрязненная жидкость отводится в камеру горения из газоочистителя, который обеспечивает очистку газообразного топлива водой. В некоторых способах загрязненная жидкость содержит воду из газоочистителя. В некоторых способах предусмотрено, что топливо содержит газообразное топливо из газоочистителя, и камера беспламенного горения обеспечивает окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления. Определенные способы дополнительно включают сжатие загрязненной жидкости перед подводом жидкости в камеру беспламенного горения. Некоторые способы дополнительно включают отвод нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения в турбину и расширение газа в турбине.In certain methods, it is provided that the contaminated liquid is discharged into the combustion chamber from a scrubber, which provides for the purification of the gaseous fuel with water. In some methods, the contaminated liquid contains water from the scrubber. Some methods provide that the fuel contains gaseous fuel from the scrubber, and the flameless combustion chamber oxidizes the gaseous fuel during the gradual oxidation process. Certain methods further include compressing the contaminated liquid before supplying the liquid to the flameless combustion chamber. Some methods further include discharging the heated and compressed gas from the flameless combustion chamber to the turbine and expanding the gas in the turbine.

Детали одного или нескольких вариантов осуществления данных идей приведены на сопровождающих чертежах и в нижеприведенном описании. Другие признаки, цели и преимущества данных идей станут очевидными из описания и чертежей и из формулы изобретения.Details of one or more embodiments of these ideas are shown in the accompanying drawings and in the description below. Other features, objectives, and advantages of these ideas will become apparent from the description and drawings, and from the claims.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS

Общая конфигурация, в которой реализованы различные признаки изобретения, будет описана далее со ссылкой на чертежи. Чертежи и соответствующие описания приведены для иллюстрации вариантов осуществления изобретения, а не для ограничения объема изобретения. На всех чертежах ссылочные позиции используются неоднократно для указания соответствия между обозначенными элементами.A general configuration in which various features of the invention are implemented will be described below with reference to the drawings. The drawings and related descriptions are provided to illustrate embodiments of the invention, and not to limit the scope of the invention. Throughout the drawings, reference numerals are used repeatedly to indicate correspondence between designated elements.

Фиг.1А представляет собой схематическое изображение вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.Figa is a schematic representation of embodiments of a power plant with a gasifier.

Фиг.1В представляет собой схематическое изображение вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.Figv is a schematic representation of embodiments of a power plant with a gasifier.

Фиг.2А представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.2A is a schematic illustration of further embodiments of a gasifier power plant.

Фиг.2В представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.2B is a schematic illustration of further embodiments of a gasifier power plant.

Фиг.3А представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.3A is a schematic illustration of further embodiments of a gasifier power plant.

Фиг.3В представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления энергетической установки с газификатором.3B is a schematic illustration of further embodiments of a gasifier power plant.

Фиг.4 представляет собой схематическое изображение вариантов осуществления газотурбинной системы.4 is a schematic illustration of embodiments of a gas turbine system.

Фиг.5 представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления газотурбинной системы.5 is a schematic illustration of further embodiments of a gas turbine system.

Фиг.6 представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления газотурбинной системы.6 is a schematic illustration of additional embodiments of a gas turbine system.

Фиг.7А представляет собой блок-схему, показывающую поток текучей среды в приведенной в качестве примера, окислительной реакционной системе.7A is a flowchart showing a fluid flow in an exemplary oxidative reaction system.

Фиг.7В представляет собой блок-схему, показывающую поток текучей среды в приведенной в качестве примера, окислительной реакционной системе.7B is a flowchart showing a fluid flow in an exemplary oxidative reaction system.

Фиг.7С представляет собой блок-схему, показывающую поток текучей среды в приведенной в качестве примера, окислительной реакционной системе.7C is a flowchart showing a fluid flow in an exemplary oxidative reaction system.

Фиг.7D представляет собой блок-схему, показывающую поток текучей среды в приведенной в качестве примера, окислительной реакционной системе.Fig. 7D is a block diagram showing a fluid flow in an exemplary oxidative reaction system.

Фиг.8 представляет собой схематическое изображение вариантов осуществления газотурбинной системы.Fig. 8 is a schematic illustration of embodiments of a gas turbine system.

Фиг.9 представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления газотурбинной системы.Fig.9 is a schematic illustration of additional embodiments of a gas turbine system.

Фиг.10 представляет собой схематическое изображение дополнительных вариантов осуществления газотурбинной системы.10 is a schematic illustration of further embodiments of a gas turbine system.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Газификация твердого топлива, такого как уголь или биомасса, может быть использована для образования газообразного топлива. Во время процессов газификации углеродистые материалы, такие как уголь, нефть, биотопливо или биомасса, превращаются, например, в моноксид углерода и водород посредством ввода исходного материала в реакцию при высоких температурах с регулируемым количеством кислорода и/или пара. Данные процессы приводят к образованию газов, которые могут быть использованы в качестве топлива в системах, которые в противном случае несовместимы с твердым топливом.Gasification of solid fuels, such as coal or biomass, can be used to form gaseous fuels. During gasification processes, carbon materials such as coal, oil, biofuels or biomass are converted, for example, to carbon monoxide and hydrogen by introducing the starting material into the reaction at high temperatures with an adjustable amount of oxygen and / or steam. These processes lead to the formation of gases that can be used as fuel in systems that are otherwise incompatible with solid fuels.

В некоторых вариантах осуществления процессов газификации предусмотрено твердое топливо, содержащее органический материал. Газификация биомассы, представляющая собой один пример, представляет собой неполное сгорание биомассы, которое приводит к образованию горючих газов, включающих в себя моноксид углерода (CO), водород (Н2) и метан (СН4). Данная смесь может быть названа генераторным газом или топливным газом. Топливный газ может быть использован для работы двигателей внутреннего сгорания, может быть использован в качестве замены котельного мазута и может быть использован для производства метанола. Поскольку материал биомассы может подвергаться газификации, данный процесс вызывает интерес при сравнении его с производством этанола или биогаза, при котором только из отдельных видов материалов биомассы может быть получено топливо. Газификация биомассы приведена только в качестве примера процессов газификации, и предусмотрено, что данное изобретение не ограничено газификацией биомассы, поскольку процессы газификации могут быть выполнены с использованием других углеродистых материалов.In some embodiments of the gasification processes, solid fuels containing organic material are provided. One example of biomass gasification is the incomplete combustion of biomass, which leads to the formation of combustible gases, including carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ) and methane (CH 4 ). This mixture may be called generator gas or fuel gas. Fuel gas can be used to operate internal combustion engines, can be used as a replacement for boiler fuel oil, and can be used to produce methanol. Since biomass material can undergo gasification, this process is of interest when comparing it with the production of ethanol or biogas, in which fuel can be obtained only from certain types of biomass materials. Gasification of biomass is provided only as an example of gasification processes, and it is contemplated that the invention is not limited to gasification of biomass, since gasification processes can be performed using other carbon materials.

Во время газификации ограниченное количество кислорода или воздуха вводят в реактор вместе с органическим материалом для обеспечения возможности незначительного или частичного окисления некоторой части органического материала, образования моноксида углерода и выработки энергии. Данный первый процесс инициирует вторую реакцию, которая обеспечивает дальнейшее преобразование органического материала в водород и дополнительный диоксид углерода. Третья реакция происходит, когда моноксид углерода и остаточная вода из органического материала вступают в реакцию с образованием метана и избытка диоксида углерода. Данная третья реакция происходит с большей полнотой в реакторах, которые обеспечивают увеличение времени пребывания химически активных газов и органических материалов, а также повышение температуры и давления в реакторе.During gasification, a limited amount of oxygen or air is introduced into the reactor together with the organic material to allow slight or partial oxidation of some of the organic material, the formation of carbon monoxide and energy production. This first process initiates a second reaction, which provides further conversion of the organic material to hydrogen and additional carbon dioxide. The third reaction occurs when carbon monoxide and residual water from organic material react with the formation of methane and excess carbon dioxide. This third reaction occurs with greater completeness in reactors, which provide an increase in the residence time of reactive gases and organic materials, as well as an increase in temperature and pressure in the reactor.

Продукты полного сгорания биомассы обычно содержат азот, водяной пар, диоксид углерода и могут содержат кислород и азот. Однако при неполном сгорании при газификации продукты представляют собой горючие газы (например, СО, Н2 и СН4). К менее полезным продуктам процесса газификации относятся, например, гудрон/смола и пыль. Образование топливных газов обеспечивается за счет реакции водяного пара и диоксида углерода посредством, например, раскаленного слоя древесного угля. Таким образом, во многих системах газификации процессы включают создание условий, при которых обеспечивается превращение биомассы в древесный уголь, и поддержание соответствующей температуры древесного угля для превращения древесного угля в СО и Н2. Среди различных типов систем газификации имеются, например, газификаторы с нисходящим потоком, газификаторы с восходящим потоком и газификаторы с поперечным потоком.The products of complete combustion of biomass usually contain nitrogen, water vapor, carbon dioxide and may contain oxygen and nitrogen. However, with incomplete combustion during gasification, the products are combustible gases (for example, CO, H 2 and CH 4 ). Less useful products of the gasification process include, for example, tar / tar and dust. The formation of fuel gases is ensured by the reaction of water vapor and carbon dioxide through, for example, a hot layer of charcoal. Thus, in many gasification systems, the processes include creating the conditions under which the conversion of biomass to charcoal is ensured, and maintaining the appropriate temperature of the charcoal to convert charcoal to CO and H 2 . Among the various types of gasification systems are, for example, downstream gasifiers, upstream gasifiers and cross-flow gasifiers.

Однако некоторые особенности данного газообразного топлива и процессов, которые используются для образования данного газообразного топлива, обуславливают ограниченное применение процессов газификации. Например, большинство процессов газификации обеспечивают образование бедного газа. Например, получаемый в некоторых процессах газификации, топливный газ включает только приблизительно 2-6 объемных процентов СН4. Низкое процентное содержание топливного газа ограничивает возможные способы его использования. В данном документе описаны способы и системы, в которых топливный газ используется при таких же низких уровнях, какие обеспечиваются данными процессами газификации.However, some features of a given gaseous fuel and the processes that are used to form a given gaseous fuel cause limited use of gasification processes. For example, most gasification processes produce lean gas. For example, obtained in some gasification processes, fuel gas comprises only about 2-6 volume percent CH 4 . The low percentage of fuel gas limits its possible use. This document describes methods and systems in which fuel gas is used at the same low levels that are provided by these gasification processes.

Во многих процессах газификации влага образуется при использовании топливного газа или за счет реакций, предусмотренных в процессе, или за счет обработки топливного газа. В некоторых случаях топливный газ должен быть подвергнут промыванию/мокрой очистке или очистке. Это может быть выполнено посредством очистки газа водой. Это может привести к увеличению содержания влаги в топливном газе, что может сделать топливный газ менее пригодным для многих применений. В данном документе описаны способы и системы, в которых топливный газ и скрубберная вода используются системой выработки энергии как для очистки скрубберной воды, так и увеличения выхода системы выработки энергии за счет ввода скрубберной воды в систему выработки энергии.In many gasification processes, moisture is generated when fuel gas is used, either through reactions provided in the process, or through the processing of fuel gas. In some cases, fuel gas should be flushed / wet cleaned or cleaned. This can be done by purifying the gas with water. This can lead to an increase in moisture content in the fuel gas, which may make the fuel gas less suitable for many applications. This document describes methods and systems in which fuel gas and scrubber water are used by the power generation system to both clean the scrubber water and increase the yield of the power generation system by introducing scrubber water into the power generation system.

В результате процессов газификации также образуются нежелательные компоненты, такие как гудрон/смола. Как упомянуто выше, один способ очистки топливного газа заключается в мокрой очистке газа водой. Данный процесс нежелателен, поскольку вода становится загрязненной гудроном/смолой и другими углеводородами, извлеченными из газа. В этом случае вода становится опасными отходами, и удаление данной воды может быть очень дорогостоящим. Удаление гудрона/смолы из газа также осуществлялось посредством фильтров, которые требуют регулярного технического обслуживания и могут привести к периодическим остановам системы для очистки или замены фильтров. В данном документе описаны варианты осуществления интегрированной энергетической установки с газификатором, в которой обеспечивается мокрая очистка топливного газа водой и последующая подача воды в систему окисления, в которой осуществляется испарение воды и окисление гудрона/смолы и других углеводородов помимо использования бедного газообразного продукта газификации для выработки электрической энергии. Данные способы и системы обеспечивают выработку энергии и образуют средство полного потребления загрязненной воды.Gasification processes also produce undesirable components such as tar / tar. As mentioned above, one method of purifying fuel gas is to wet clean the gas with water. This process is undesirable as the water becomes contaminated with tar / tar and other hydrocarbons extracted from the gas. In this case, water becomes hazardous waste, and the removal of this water can be very costly. The tar / tar removal from the gas was also carried out by means of filters, which require regular maintenance and can lead to periodic shutdowns of the system for cleaning or replacing filters. This document describes embodiments of an integrated power plant with a gasifier, which provides wet cleaning of the fuel gas with water and subsequent water supply to the oxidation system, in which the water is evaporated and the tar / tar and other hydrocarbons are oxidized in addition to using a poor gaseous gasification product to generate electrical energy. These methods and systems provide energy production and form a means of complete consumption of contaminated water.

Фиг.1А показывает варианты осуществления интегрированной системы 50 газификации и окисления. Твердое топливо 21 и 23 подается посредством транспортера 22 в газификатор 19 через приемный бункер 24 газификатора. Газификатор включает в себя воздуходувку 20, которая обеспечивает подачу воздуха, предназначенного для вступления в реакцию с топливом таким образом, что обеспечивается частичное или неполное окисление. Посредством цепи зависящих от температуры и времени реакций газификатор обеспечивает преобразование твердого топлива в топливный газ с такими компонентами, как СО, Н2 и СН4. Топливный газ также содержит азот и диоксид углерода, уменьшающие его энергосодержание. Другие сложные углеводороды, такие как C4s, C5s, C6s и C7s, и зола, также образуются во время процесса газификации. Некоторые из данных продуктов захватываются газом как загрязняющие вещества, такие как гудрон/смолы и твердые частицы, как упомянуто выше.1A shows embodiments of an integrated gasification and oxidation system 50. Solid fuel 21 and 23 is supplied through a conveyor 22 to the gasifier 19 through the receiving hopper 24 of the gasifier. The gasifier includes a blower 20, which provides air intended to react with the fuel in such a way that partial or incomplete oxidation is provided. Through a chain of temperature and time-dependent reactions, the gasifier converts solid fuel to fuel gas with components such as CO, H 2 and CH 4 . Fuel gas also contains nitrogen and carbon dioxide, which reduce its energy content. Other complex hydrocarbons such as C 4 s, C 5 s, C 6 s and C 7 s, and ash are also formed during the gasification process. Some of these products are trapped by gas as contaminants such as tar / tar and particulate matter, as mentioned above.

Есть основания полагать, что загрязняющие вещества в топливном газе нанесут вред конечным потребителям газа и должны быть удалены из газа. Например, если газ будет охлажден для использования в качестве топлива для газовых турбин, загрязняющие вещества могут повредить компрессор и компоненты турбины. Данное охлаждение и удаление загрязняющих веществ обеспечиваются, например, посредством мокрой очистки газа, выходящего из газификатора, посредством струи воды в газоочистителе 27. Посредством насоса 108, труб 28 и 30 и распылительного сопла 29 обеспечивается циркуляция воды, содержащейся в резервуаре 104. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено, что вода охлаждается во время циркуляции. Вода из резервуара 104 становится все более загрязненной, когда она очищает новые потоки газа. В некоторых вариантах осуществления другие жидкости используются для мокрой очистки топливного газа, и данные варианты осуществления функционируют аналогичным образом.There is reason to believe that the pollutants in the fuel gas will harm end-users of the gas and should be removed from the gas. For example, if gas is cooled to be used as fuel for gas turbines, contaminants can damage the compressor and turbine components. This cooling and removal of contaminants is provided, for example, by wet cleaning the gas leaving the gasifier by means of a stream of water in the gas scrubber 27. By means of the pump 108, pipes 28 and 30 and the spray nozzle 29, the water contained in the reservoir 104 is circulated. the implementation provides that the water is cooled during circulation. Water from reservoir 104 becomes increasingly polluted as it purifies new gas flows. In some embodiments, other liquids are used to wet clean the fuel gas, and these embodiments function in a similar manner.

Как проиллюстрировано на фиг.1А, в интегрированной системе 50 с газификатором и газовой турбиной может использоваться вода, имеющая загрязняющие вещества, содержащиеся в ней. В некоторых вариантах осуществления загрязняющие вещества могут представлять собой гудрон/смолу и другие углеводороды, которые могут быть окислены во время процесса постепенного окисления. Во время данного процесса гудрон/смола и углеводороды могут использоваться в качестве топлива, поскольку они будут полностью окисляться и «вносить вклад» в качестве топлива в системе. Соответственно, как описано в данном документе, вода с топливом может быть названа водой, смешанной с топливным газом, или водой с загрязняющими веществами, которые будут окисляться в реакционной камере 101. Кроме того, как описано в данном документе, вода с загрязняющими веществами может быть названа водой с топливным газом или загрязняющими веществами из газификатора 19.As illustrated in FIG. 1A, water having contaminants contained therein can be used in the integrated system 50 with a gasifier and a gas turbine. In some embodiments, the contaminants may be tar / tar and other hydrocarbons that may be oxidized during the gradual oxidation process. During this process, tar / tar and hydrocarbons can be used as fuel, as they will be completely oxidized and “contribute” as fuel in the system. Accordingly, as described herein, water with fuel can be called water mixed with fuel gas, or water with pollutants that will be oxidized in the reaction chamber 101. In addition, as described herein, water with pollutants can be called water with fuel gas or pollutants from the gasifier 19.

Приведенная в качестве примера система 50 по фиг.1А включает в себя источник 110 воздуха (например, окружающего воздуха), который может быть соединен с газификатором 19 и может принимать подвергнутый мокрой очистке, топливный газ посредством питающей линии 31. Система также включает в себя компрессор 114, турбину 115, теплообменник 122, устройство 108 создания давления, испарительную камеру 118 и реакционную камеру 101. Интегрированная энергетическая установка с газификатором может включать в себя дополнительные компоненты, меньшее число компонентов и/или другие компоненты, которые могут быть использованы таким же и/или другим образом.The exemplary system 50 of FIG. 1A includes an air source (eg, ambient air) 110 that can be connected to a gasifier 19 and can receive wet cleaned fuel gas via a feed line 31. The system also includes a compressor 114, a turbine 115, a heat exchanger 122, a pressure generating device 108, an evaporation chamber 118 and a reaction chamber 101. An integrated power plant with a gasifier may include additional components, fewer components / Or other components that may be used in the same and / or other means.

Источник 110 воздуха обеспечивает подачу воздуха для процессов окисления в реакционной камере 101. Источник 110 воздуха обеспечивает подачу газа из газификатора 19, который смешивается с воздухом. Источник 110 воздуха может обеспечить подачу воздуха из атмосферы, окружающей систему 50. Воздух из источника 110 воздуха может содержать кислород в любой концентрации, достаточной для окисления топлива. Воздух из источника 110 воздуха может включать в себя другие газы помимо газообразного кислорода. Например, воздух может включать в себя азот, диоксид углерода и/или другие химически активные или химически неактивные газы.An air source 110 provides air for oxidation processes in the reaction chamber 101. An air source 110 provides gas from a gasifier 19, which is mixed with air. The air source 110 may provide air from the atmosphere surrounding the system 50. The air from the air source 110 may contain oxygen in any concentration sufficient to oxidize the fuel. Air from the air source 110 may include gases other than gaseous oxygen. For example, air may include nitrogen, carbon dioxide, and / or other chemically active or chemically inactive gases.

Воздух из источника 110 воздуха может быть подведен в компрессор 114. В приведенной в качестве примера системе 50, показанной на фиг.1А, компрессор 114 может получать механическую энергию вращательного движения от турбины 115 посредством вала. Механическая энергия вращательного движения от турбины 115 может быть использована в компрессоре 114 для повышения давления воздушно-топливной смеси в компрессоре 114. В некоторых вариантах реализации система 50 может включать в себя компрессор, который работает по-другому.Air from the air source 110 may be supplied to the compressor 114. In the exemplary system 50 shown in FIG. 1A, the compressor 114 may receive mechanical rotational energy from the turbine 115 via a shaft. The mechanical rotational energy from the turbine 115 may be used in the compressor 114 to increase the pressure of the air-fuel mixture in the compressor 114. In some embodiments, the system 50 may include a compressor that operates differently.

Сжатый воздух может быть подведен из компрессора 114 в теплообменник 122. Процесс сжатия вызывает нагрев воздуха, и воздух может быть дополнительно нагрет посредством теплообменника 122. Теплообменник 122 получает сжатый воздух из компрессора 114, обеспечивает нагрев сжатого воздуха и подвод нагретого сжатого воздуха в реакционную камеру 101. Теплообменник 122 также может получать выхлопной газ из турбины 115. В теплообменнике 122 тепло от выхлопного газа может использоваться для предварительного нагрева сжатого воздуха. Например, выхлопной газ и воздушно-топливная смесь могут контактировать с противоположными сторонами теплопередающей конструкции, проходя через теплообменник 122. Теплопередающая конструкция может обеспечить отбор тепловой энергии из выхлопного газа, имеющего более высокую температуру, и передачу данной тепловой энергии воздуху, имеющему более низкую температуру.Compressed air can be supplied from compressor 114 to heat exchanger 122. The compression process causes air to be heated, and air can be additionally heated by heat exchanger 122. Heat exchanger 122 receives compressed air from compressor 114, heats the compressed air and supplies heated compressed air to the reaction chamber 101 The heat exchanger 122 can also receive exhaust gas from the turbine 115. In the heat exchanger 122, heat from the exhaust gas can be used to pre-heat the compressed air. For example, the exhaust gas and the air-fuel mixture may come into contact with opposite sides of the heat transfer structure passing through the heat exchanger 122. The heat transfer structure may allow heat to be taken from the exhaust gas having a higher temperature and to transfer this heat energy to the air having a lower temperature.

В показанном примере резервуар 104 для текучей среды содержит жидкую смесь 102, которая включает в себя воду в жидком состоянии и топливо и/или загрязняющие вещества из процесса газификации. Резервуар 104 для текучей среды может содержать дополнительные и/или другие газ, жидкость и/или твердые вещества. Резервуар 104 для текучей среды может включать в себя любой тип системы или контейнера для удерживания жидкости с любым пригодным размером или конфигурацией. Резервуар 104 для текучей среды может иметь впуски и/или выпуски, которые обеспечивают подвод текучей среды в резервуар 104 для текучей среды и отвод текучей среды из резервуара 104 для текучей среды. В некоторых примерах жидкая смесь 102 включает в себя жидкий этанол, жидкий керосин и/или жидкое топливо другого типа. В некоторых примерах жидкая смесь 102 включает в себя гудрон/смолу и другие загрязняющие вещества из процесса газификации. Жидкая смесь 102 может включать в себя воду из любого источника воды.In the example shown, the reservoir 104 for the fluid contains a liquid mixture 102, which includes liquid water and fuel and / or pollutants from the gasification process. The reservoir 104 for the fluid may contain additional and / or other gas, liquid and / or solids. The fluid reservoir 104 may include any type of system or container for holding fluid with any suitable size or configuration. The reservoir 104 for the fluid may have inlets and / or outlets that allow fluid to enter the reservoir 104 for the fluid and the removal of fluid from the reservoir 104 for the fluid. In some examples, the liquid mixture 102 includes liquid ethanol, liquid kerosene and / or another type of liquid fuel. In some examples, the liquid mixture 102 includes tar / tar and other contaminants from the gasification process. The fluid mixture 102 may include water from any source of water.

Жидкая смесь 102 может включать в себя текучие среды из источника текучих сред. Возможны многие различные типы источников текучих сред. К некоторым примерам источников текучих сред относятся предприятия винодельческой промышленности, предприятия по производству этанола, мусорные свалки/места захоронения отходов, предприятия по производству спиртов, нефтеперерабатывающие заводы, металлургические предприятия, химические заводы, нефтяные месторождения, предприятия общественного питания и/или другие источники жидкого топлива и/или воды в жидком состоянии. В используемом в данном документе смысле термин «текучая среда» представляет собой общий термин, и предусмотрено, что он охватывает, без ограничения, вещества, которые способны течь подобно жидкости или газу. В некоторых вариантах осуществления понятие «текучее топливо» относится к газообразному топливу, но во многих вариантах осуществления понятие «текучее топливо» может относиться к топливу, которое находится, по меньшей мере, в одном состоянии из жидкого и газообразного состояний. В некоторых вариантах осуществления понятие «текучее топливо» может относиться как к жидкому топливу, так и к газообразному топливу.The fluid mixture 102 may include fluids from a source of fluids. Many different types of fluid sources are possible. Some examples of fluid sources include winemaking enterprises, ethanol enterprises, landfills / landfills, alcohol companies, oil refineries, steel mills, chemical plants, oil fields, catering and / or other sources of liquid fuel and / or water in a liquid state. As used herein, the term “fluid” is a general term, and is intended to encompass, without limitation, substances that are capable of flowing like a liquid or gas. In some embodiments, the term “fluid fuel” refers to gaseous fuel, but in many embodiments, the term “fluid fuel” can refer to a fuel that is in at least one state from a liquid and gaseous state. In some embodiments, the term “fluid fuel” can refer to both liquid fuel and gaseous fuel.

Жидкая смесь 102 может быть подведена из резервуара 104 для текучей среды в испарительную камеру 118. В приведенной в качестве примера, показанной системе 50 трубопровод 106 и устройство 108 создания давления обеспечивают сообщение по текучей среде между выпуском резервуара 104 для текучей среды и впуском испарительной камеры 118. Устройство 108 создания давления может представлять собой насос или устройство другого типа, которое вызывает поток текучей среды из резервуара 104 в испарительную камеру 118. Испарительная камера 118 может включать в себя теплообменник или нагревательное устройство другого типа, которое обеспечивает повышение температуры жидкой смеси 102.The fluid mixture 102 may be supplied from the fluid reservoir 104 to the vaporization chamber 118. In the exemplary system 50 shown, conduit 106 and pressure generating device 108 provide fluid communication between the outlet of the fluid reservoir 104 and the inlet of the vaporization chamber 118 The pressure generating device 108 may be a pump or other type of device that causes fluid to flow from the reservoir 104 into the evaporation chamber 118. The evaporation chamber 118 may include heat oobmennik or other type of heating device, which provides increased temperature of the liquid mixture 102.

Повышение температуры жидкой смеси может привести к увеличению скорости, с которой испаряются жидкости в испарительной камере 118. Выхлоп из системы 50 и/или другие источники тепловой энергии могут быть использованы для нагрева жидкостей в испарительной камере 118. В показанном примере трубопровод 124 обеспечивает подвод тепловой энергии к испарительной камере 118 от теплообменника 122. После передачи тепловой энергии испарительной камере 118 выхлоп может быть отведен в атмосферу посредством выпуска 112.An increase in the temperature of the liquid mixture can lead to an increase in the rate at which the liquids evaporate in the evaporation chamber 118. The exhaust from the system 50 and / or other sources of thermal energy can be used to heat the liquids in the evaporation chamber 118. In the example shown, conduit 124 provides thermal energy to the evaporation chamber 118 from the heat exchanger 122. After the transfer of thermal energy to the evaporation chamber 118, the exhaust can be discharged into the atmosphere through exhaust 112.

Жидкая смесь 102 испаряется в испарительной камере 118 для образования газовой смеси. Газовая смесь, образующаяся в испарительной камере 118, может включать в себя пары топлива из жидкого топлива в смеси 102 и/или водяные пары из воды в жидком состоянии, имеющейся в смеси 102. Например, нагрев жидкой смеси, представляющей собой смесь этанола и воды, может обеспечить испарение как этанола, так и воды.The liquid mixture 102 is vaporized in the evaporation chamber 118 to form a gas mixture. The gas mixture generated in the evaporation chamber 118 may include fuel vapor from liquid fuel in mixture 102 and / or water vapor from liquid water present in mixture 102. For example, heating a liquid mixture that is a mixture of ethanol and water, can provide evaporation of both ethanol and water.

Газовая смесь, образованная в испарительной камере 118, может быть подведена в реакционную камеру 101. В примере, показанном на фиг.1А, газовая смесь, которая включает в себя испарившиеся воду и топливо или загрязняющие вещества, поступает в трубопровод 120 и из трубопровода 120 в трубопровод 128 для ее смешивания со сжатым и предварительно нагретым воздухом из теплообменника 122. Поскольку испарительная камера 118 на фиг.1А обеспечивает образование газообразной смеси топлива и воды, смешивание потока, выходящего из испарительной камеры 118, с воздухом в трубопроводе 120 вызывает образование газообразной смеси воздуха, топлива и воды. Как упомянуто выше, поскольку загрязняющие вещества будут окисляться в реакционной камере 101, даже загрязняющие вещества называются в данном документе топливами.The gas mixture formed in the evaporation chamber 118 can be introduced into the reaction chamber 101. In the example shown in FIG. 1A, the gas mixture, which includes evaporated water and fuel or contaminants, enters the pipe 120 and from the pipe 120 to line 128 for mixing it with compressed and preheated air from heat exchanger 122. Since the evaporation chamber 118 in FIG. 1A provides the formation of a gaseous mixture of fuel and water, mixing the flow exiting the evaporation chamber 118 with air in the conduit 120 causes the formation of a gaseous mixture of air, fuel and water. As mentioned above, since pollutants will be oxidized in the reaction chamber 101, even pollutants are referred to herein as fuels.

Воздух и топливо удерживаются в реакционной камере 101 в процессе окисления топлива. Окисление топлива в реакционной камере 101 может быть инициировано посредством повышения температуры топлива до температуры, равной температуре самовозгорания топлива или превышающей температуру самовозгорания топлива. Система 50 может обеспечить инициирование окисления в реакционной камере 101 независимо от материалов, представляющих собой катализаторы окисления (например, платину), и независимо от источника возгорания (например, пламени или искры зажигания). Топливо может быть окислено посредством воздуха в реакционной камере 101 без повышения температуры воздушно-топливной смеси до температуры, превышающей пороговую температуру, например, посредством поддержания максимальной температуры топлива в реакционной камере на уровне ниже пороговой температуры. Пороговая температура может быть определена на основе одного или нескольких факторов, например, пороговая температура может представлять собой рекомендованную или максимальную рабочую температуру турбины, рекомендованную или максимальную температуру на входе турбины, температуру, которая вызывает образование оксидов азота, температуру, выбранную исходя из скорости потока топлива, проходящего через реакционную камеру 101 и/или других факторов.Air and fuel are held in the reaction chamber 101 during the oxidation of the fuel. The oxidation of fuel in the reaction chamber 101 can be initiated by raising the temperature of the fuel to a temperature equal to the temperature of spontaneous combustion of the fuel or higher than the temperature of spontaneous combustion of the fuel. The system 50 can provide for the initiation of oxidation in the reaction chamber 101, regardless of materials representing oxidation catalysts (e.g., platinum), and regardless of the source of ignition (e.g., flame or spark). The fuel may be oxidized by air in the reaction chamber 101 without increasing the temperature of the air-fuel mixture to a temperature exceeding the threshold temperature, for example, by maintaining the maximum temperature of the fuel in the reaction chamber below a threshold temperature. The threshold temperature can be determined based on one or more factors, for example, the threshold temperature can be the recommended or maximum operating temperature of the turbine, the recommended or maximum temperature at the inlet of the turbine, the temperature that causes the formation of nitrogen oxides, the temperature selected based on the fuel flow rate passing through the reaction chamber 101 and / or other factors.

В некоторых вариантах реализации топливо окисляется в реакционной камере 101 при температуре, которая ниже температуры, вызывающей образование оксидов азота. По существу, реакционная камера 101 может обеспечить окисление практически всего топлива при одновременном образовании только минимальных количеств оксидов азота. Например, выхлопной газ 112 из системы может включать в себя каждое из веществ, представляющих собой оксид азота, летучие органические соединения (VOCs) и СО, в количестве менее одной части на миллион и может даже обеспечить уменьшение концентраций летучих органических соединений и СО, содержащихся в поступающем воздухе.In some embodiments, the fuel is oxidized in the reaction chamber 101 at a temperature that is lower than the temperature causing the formation of nitrogen oxides. Essentially, the reaction chamber 101 can provide oxidation of almost all of the fuel while simultaneously generating only minimal amounts of nitrogen oxides. For example, the exhaust gas 112 from the system may include each of the substances, which are nitric oxide, volatile organic compounds (VOCs) and CO, in an amount of less than one part per million and may even provide a reduction in the concentrations of volatile organic compounds and CO contained in incoming air.

В некоторых случаях теплоаккумулирующая способность огнеупорных материалов в реакционной камере 101 может служить в качестве компенсатора/демпфера, обеспечивающего поглощение тепла и предотвращение избыточных температур, которые могли бы вызвать повреждение турбины и/или образование нежелательных побочных продуктов (например, оксидов азота, диоксидов углерода, летучих органических соединений и/или других). В некоторых случаях теплоаккумулирующая способность огнеупорных материалов в реакционной камере 101 может обеспечить временный источник тепловой энергии, который может способствовать поддержанию процесса окисления топлива.In some cases, the heat storage capacity of the refractory materials in the reaction chamber 101 can serve as a compensator / damper to absorb heat and prevent excessive temperatures that could cause damage to the turbine and / or the formation of unwanted by-products (e.g., nitrogen oxides, carbon dioxide, volatile organic compounds and / or others). In some cases, the heat storage capacity of the refractory materials in the reaction chamber 101 can provide a temporary source of thermal energy, which can help maintain the fuel oxidation process.

Реакционная камера 101 может иметь один или несколько впусков. Каждый из впусков может обеспечить подвод воздуха, топлива, воды или любой комбинации данных компонентов в реакционную камеру. Например, газообразная смесь топлива и воды из испарительной камеры 118 может быть подведена непосредственно в реакционную камеру 101. В некоторых вариантах реализации жидкая смесь 102 может быть подведена непосредственно в реакционную камеру 101 в жидком состоянии, как будет проиллюстрировано в вариантах осуществления, описанных в данном документе. Реакционная камера 101 имеет один или несколько выпусков, которые обеспечивают подвод окисленного топлива и/или других материалов в турбину 115.The reaction chamber 101 may have one or more inlets. Each of the inlets can provide air, fuel, water, or any combination of these components to the reaction chamber. For example, a gaseous mixture of fuel and water from the evaporation chamber 118 can be supplied directly to the reaction chamber 101. In some embodiments, the liquid mixture 102 can be supplied directly to the reaction chamber 101 in a liquid state, as will be illustrated in the embodiments described herein . The reaction chamber 101 has one or more outlets that allow the supply of oxidized fuel and / or other materials to the turbine 115.

В показанном примере выпускная труба 132 обеспечивает подвод выходящего газа к входу турбины 115 посредством трубопровода 130. Когда топливо, содержащееся в водяной смеси, включает в себя загрязняющие вещества из газификатора, может быть предпочтительным включение фильтра 32 в магистраль с трубой 132 для гарантирования того, что нагретый воздух, проходящий к турбине 115, не вызовет повреждений турбины или других компонентов системы 50. Фильтр 32 может быть выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность улавливания золы или пыли, которые образуются в результате окисления загрязняющих веществ или других компонентов в водяной смеси 102.In the example shown, the exhaust pipe 132 supplies exhaust gas to the inlet of the turbine 115 through a conduit 130. When the fuel contained in the water mixture includes contaminants from the gasifier, it may be preferable to include a filter 32 in the line with the pipe 132 to ensure that heated air passing to the turbine 115 will not cause damage to the turbine or other components of the system 50. The filter 32 may be configured to collect ash or dust that form a resulting oxidation of contaminants or other components in a mixture of 102 water.

Во время процесса нагрева и/или во время длительной работы газ, выходящий из реакционной камеры 101 по выпускам, может включать в себя продукты полного окисления топлива, химически неактивные газы и только ничтожно малые количества оксидов азота и диоксида углерода. В некоторых случаях газ, выходящий из реакционной камеры 101 по выпускам, может включать в себя неокисленное топливо, оксиды азота, диоксид углерода и/или другие материалы в количествах, превышающих ничтожно малые количества.During the heating process and / or during prolonged operation, the gas exiting the exhaust chamber of the reaction chamber 101 may include products of complete oxidation of the fuel, chemically inactive gases, and only negligible amounts of nitrogen oxides and carbon dioxide. In some cases, the gas leaving the reaction chamber 101 at the exhaust may include unoxidized fuel, nitrogen oxides, carbon dioxide and / or other materials in amounts exceeding negligible amounts.

Турбина 115 обеспечивает преобразование энергии газообразного продукта окисления в механическую энергию вращательного движения. Приведенная в качестве примера турбина 115 обеспечивает прием окисленного топлива через вход турбины, расширение окисленного топлива между входом турбины и выходом турбины и отвод расширенного газа через выход турбины. В некоторых вариантах реализации смесь остается в реакционной камере 101 достаточно долго для окисления по существу всего топлива в смеси, включая загрязняющие вещества из газификатора. В некоторых случаях тепло, выделяющееся в реакционной камере 101 при окислении испарившегося топлива и/или загрязняющих веществ в жидкой смеси 102, может обеспечить достаточную тепловую энергию для нагрева поступающего топлива до температуры окисления при одновременном поддержании внутренней температуры реакционной камеры 101 на уровне выше температуры, требуемой для окисления топлива и снабжения турбины 115 энергией.Turbine 115 converts the energy of the gaseous oxidation product into mechanical energy of rotational motion. An exemplary turbine 115 receives oxidized fuel through a turbine inlet, expands oxidized fuel between a turbine inlet and a turbine outlet, and expands the expanded gas through a turbine outlet. In some embodiments, the mixture remains in the reaction chamber 101 long enough to oxidize substantially all of the fuel in the mixture, including contaminants from the gasifier. In some cases, the heat generated in the reaction chamber 101 during oxidation of the evaporated fuel and / or pollutants in the liquid mixture 102 can provide sufficient thermal energy to heat the incoming fuel to an oxidation temperature while maintaining the internal temperature of the reaction chamber 101 above the temperature required for oxidizing fuel and supplying turbine 115 with energy.

После этого выходящий газ подается в турбину 115, и турбина 115 обеспечивает преобразование тепловой энергии выходящего газа в механическую энергию вращательного движения. Механическая энергия вращательного движения, отдаваемая турбиной 115, обеспечивает приведение в действие компрессора 114, и турбина 115 обеспечивает подвод газа, выходящего из выхода турбины 115, к теплообменнику 122. Выходящий газ снабжает теплообменник 122 тепловой энергией и затем предпочтительно подводится в испарительную камеру 118 для снабжения испарительной камеры 118 тепловой энергией. Выходящий газ выходит из системы через выход 112, например, посредством выхлопной трубы.After that, the exhaust gas is supplied to the turbine 115, and the turbine 115 converts the thermal energy of the exhaust gas into mechanical energy of rotational motion. The mechanical rotational energy provided by the turbine 115 drives the compressor 114, and the turbine 115 supplies the gas exiting the turbine 115 to the heat exchanger 122. The exhaust gas supplies the heat exchanger 122 with thermal energy and is then preferably supplied to the evaporation chamber 118 to supply the evaporation chamber 118 thermal energy. Exhaust gas exits the system through outlet 112, for example, through an exhaust pipe.

Скрубберная и/или охлаждающая вода (или другая охлаждающая жидкость) в резервуаре 104 обеспечивает улавливание гудрона/смолы, твердых частиц и других растворимых загрязняющих веществ из потока газа в газификаторе. Жидкость подается насосом 108 по трубе 28 в скрубберный резервуар 27, в котором она распыляется на поток газа, выходящий из газификатора 19 и поступающий в скрубберный резервуар 27 по трубе 26. Скрубберная жидкость обеспечивает улавливание гудрона/смолы и твердых частиц из газа и перемещение гудрона/смолы и твердых частиц в резервуар 104 по трубе 30. Когда концентрация гудрона/смолы и твердых частиц в воде или жидкости достигает достаточно высокого значения, грязная вода или жидкость закачивается в испаритель 18. Может быть добавлена система охлаждения, предназначенная для снижения температуры жидкости перед ее рециклингом для дальнейшей мокрой очистки. Испаритель 118 нагревают посредством газа, выходящего из теплообменника 10, но при этом сохраняется достаточное количество тепла для испарения грязной воды или жидкости. Пары из испарителя 118 подаются в трубу 128 и оттуда в реакционную камеру 101, в которой топливная часть пара и часть пара, образованная загрязняющими веществами, окисляются с использованием любого полезного тепла от газа.Scrubber and / or cooling water (or other cooling liquid) in the reservoir 104 allows the tar / resin, solids and other soluble contaminants to be trapped from the gas stream in the gasifier. The fluid is pumped through a pipe 28 through a pipe 28 to a scrubber tank 27, in which it is sprayed onto a gas stream exiting from the gasifier 19 and fed into a scrubber tank 27 through a pipe 26. The scrubber fluid collects tar / tar and solid particles from the gas and moves the tar / resin and particulate matter to tank 104 through pipe 30. When the concentration of tar / resin and particulate matter in the water or liquid reaches a sufficiently high value, dirty water or liquid is pumped into the evaporator 18. A cooling system may be added a liquid intended for lowering the temperature of a liquid before its recycling for further wet cleaning. The evaporator 118 is heated by means of a gas leaving the heat exchanger 10, but a sufficient amount of heat is retained to evaporate dirty water or liquid. Vapors from evaporator 118 are supplied to pipe 128 and from there to reaction chamber 101, in which the fuel part of the vapor and part of the vapor formed by contaminants are oxidized using any useful heat from the gas.

В некоторых случаях грязная вода слишком загрязнена, и испаритель 118 может не обладать способностью обеспечить испарение всех загрязняющих веществ в воде посредством тепла отходящего газа. Для такой ситуации могут быть использованы системы, показанные на фиг.2А-3В.In some cases, the dirty water is too polluted, and the evaporator 118 may not be able to vaporize all the pollutants in the water through the heat of the exhaust gas. For such a situation, the systems shown in FIGS. 2A-3B may be used.

Фиг.2А иллюстрирует дополнительные варианты осуществления интегрированной системы 60 с газификатором. В данной конфигурации испарившаяся вода вместе с испарившимися или захваченными загрязняющими веществами вводится непосредственно в реакционную камеру 101 из испарителя 118, после чего реакция продолжается в значительной степени так же, как ранее.2A illustrates further embodiments of an integrated gasifier system 60. In this configuration, the evaporated water, along with the vaporized or trapped contaminants, is introduced directly into the reaction chamber 101 from the evaporator 118, after which the reaction continues to a significant extent as before.

Фиг.3А иллюстрирует дополнительные варианты осуществления интегрированной системы 70 с газификатором, в которой загрязненная вода распыляется непосредственно в реакционную камеру 101, и при этом она не проходит сначала через испарительную камеру 118. Как только вода и загрязняющие вещества окажутся в реакционной камере 101, вода и загрязняющие вещества окисляются, и газы, образованные таким способом, перемещаются через реакционную камеру 101 и в турбину 115. Если распыление воды характеризуется тенденцией охлаждения реакционной камеры 101, поток может быть ограничен или временно прекращен до тех пор, пока реакционная камера 101 не станет снова достаточной горячей. Любая зола, которая переносится, будет захвачена или на пористых средах внутри реакционной камеры 101, или в высокотемпературном фильтре 32. К другим потенциальным средствам улавливания золы относятся использование гравитации, изменения направлений потока или сепараторы циклонного типа. В альтернативном варианте двойная система может быть использована так, что если содержание золы будет слишком высоким, может быть использована вторая реакционная камера 101, так что во время удаления золы из одной реакционной камеры другая находится в процессе эксплуатации.FIG. 3A illustrates further embodiments of an integrated gasifier system 70 in which contaminated water is sprayed directly into the reaction chamber 101 and does not first pass through the evaporation chamber 118. As soon as the water and the contaminants are in the reaction chamber 101, water and pollutants are oxidized and the gases generated in this way are transported through the reaction chamber 101 and into the turbine 115. If the atomization of water is characterized by a tendency to cool the reaction chamber 101, then It may be restricted or discontinued temporarily until such time as the reaction chamber 101 is again sufficiently hot. Any ash that is transported will be trapped either on the porous media inside the reaction chamber 101 or in the high-temperature filter 32. Other potential means of trapping the ash include the use of gravity, directional changes, or cyclone separators. Alternatively, the binary system can be used so that if the ash content is too high, a second reaction chamber 101 can be used, so that while the ash is removed from one reaction chamber, the other is in operation.

Удаление загрязненной воды может способствовать или не способствовать повышению эффективности и/или выхода системы в зависимости от того, как выполняется процесс. Если загрязненная вода содержит значительные количества углеводородов, энергия в углеводородах может быть выделена, в результате чего будет увеличена выходная мощность за счет использования топлива, которое в противном случае шло бы в отходы. Кроме того, если тепло газов, выходящих из системы, используется для образования пара в конфигурациях по фиг.1А-2В, общая эффективность системы может быть повышена.Removing contaminated water may or may not improve system efficiency and / or yield, depending on how the process is performed. If contaminated water contains significant amounts of hydrocarbons, energy in the hydrocarbons can be released, resulting in increased output due to the use of fuel, which otherwise would go to waste. In addition, if the heat of the gases leaving the system is used to generate steam in the configurations of FIGS. 1A-2B, the overall efficiency of the system can be improved.

В некоторых конфигурациях, описанных выше, температура внутри реакционной камеры 101 может поддерживаться на уровне ниже 2300°F (1260°С), при этом данная температура - это температура, при которой начинают образовываться вредные NOx. Следовательно, данные варианты осуществления имеют дополнительное преимущество, заключающееся в предотвращении образования NOx.In some of the configurations described above, the temperature inside the reaction chamber 101 may be maintained below 2300 ° F (1260 ° C), and this temperature is the temperature at which harmful NO x begin to form. Therefore, these embodiments have the additional advantage of preventing the formation of NO x .

Фиг.1В, 2В и 3В показывают варианты осуществления интегрированных энергетических установок с газификатором с многими признаками, аналогичными установкам, проиллюстрированным на фиг.1А, 2А и 3А. В вариантах осуществления, показанных на фиг.1В, 2В и 3В, системы выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность перенаправления газообразного топлива, образуемого газификатором, для использования вне системы помимо направления газообразного топлива в реакционную камеру 101 через источник 110 воздуха. Трубопровод 33 показан как соединенный с газоочистителем 27 и трубопроводом 31. Газообразное топливо может быть перенаправлено посредством трубопровода 33 для использования вне системы, когда существует меньшая потребность в газообразном топливе в реакционной камере 101. Когда существует большая потребность в газообразном топливе в реакционной камере 101, количество газообразного топлива, направление потока которого изменено посредством трубопровода 33 для использования вне системы, может быть уменьшено для обеспечения достаточного количества газообразного топлива для процесса окисления в реакционной камере 101. Количество газообразного топлива, которое перенаправляется посредством трубопровода 33, может быть уменьшено до состояния, при котором все газообразное топливо из газоочистителя 27 направляется в источник 110 воздуха.1B, 2B and 3B show embodiments of integrated power plants with a gasifier with many features similar to those illustrated in FIGS. 1A, 2A and 3A. In the embodiments shown in FIGS. 1B, 2B, and 3B, the systems are configured to redirect the gaseous fuel generated by the gasifier for use outside the system in addition to directing the gaseous fuel to the reaction chamber 101 through an air source 110. A pipe 33 is shown as connected to a scrubber 27 and a pipe 31. Gaseous fuel can be redirected through a pipe 33 for use outside the system when there is less demand for gaseous fuel in the reaction chamber 101. When there is a greater demand for gaseous fuel in the reaction chamber 101, the amount gaseous fuels whose flow direction is changed by means of a pipe 33 for use outside the system can be reduced to ensure sufficient quantity CTBA gaseous fuel to the oxidation process in the reaction chamber 101. The amount of gaseous fuel that is forwarded via a conduit 33, can be reduced to a state in which all the gaseous fuel from the scrubber 27 is sent to air source 110.

Одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что окисление топлива и загрязняющих веществ в реакционной камере выполняется посредством процесса постепенного окисления. Во время данного процесса постепенного окисления температура в реакционной камере поддерживается на уровне температуры, которая обеспечивает полное окисление топлива и загрязняющих веществ без образования вредного выхлопа. Поскольку используется процесс постепенного окисления, содержание влаги в топливе не оказывает отрицательного влияния на окисление топлива. Во многих камерах сгорания содержание влаги может вызывать подавление воспламенения топлива и, тем самым, делать камеру ненадежной. Однако, поскольку процесс постепенного окисления выполняется без сжигания топлива, окисление топлива и загрязняющих веществ может выполняться независимо от повышенного содержания влаги. Действительно, во многих случаях повышенное содержание влаги может обеспечивать дополнительные преимущества.One advantage of the present invention is that the oxidation of fuel and contaminants in the reaction chamber is performed by a gradual oxidation process. During this gradual oxidation process, the temperature in the reaction chamber is maintained at a temperature that provides complete oxidation of the fuel and pollutants without the formation of a harmful exhaust. Since a gradual oxidation process is used, the moisture content of the fuel does not adversely affect the oxidation of the fuel. In many combustion chambers, the moisture content can suppress ignition of the fuel and thereby make the chamber unreliable. However, since the gradual oxidation process is performed without burning fuel, the oxidation of fuel and pollutants can be performed regardless of the increased moisture content. Indeed, in many cases, an increased moisture content may provide additional benefits.

Ниже описаны дополнительные варианты осуществления систем постепенного окисления, которые могут быть использованы вместе с интегрированной энергетической установкой с газификатором. Несмотря на то что газификатор не проиллюстрирован в данных вариантах осуществления, среднему специалисту в данной области техники будет понятно, как газификатор будет работать, исходя из предшествующих описаний систем и операций, описанных ниже. В нижеприведенных вариантах осуществления смесь воды и топлива может включать в себя, если в явной форме не разъяснено иное, подаваемую воду, которая содержит загрязняющие вещества из процесса газификации, которые будут окисляться в реакционной камере посредством процесса постепенного окисления, поскольку загрязняющие вещества могут «служить» в качестве топлива во время данного процесса.Additional embodiments of gradual oxidation systems that can be used in conjunction with an integrated gasifier power plant are described below. Although the gasifier is not illustrated in these embodiments, one of ordinary skill in the art will understand how the gasifier will work based on the previous descriptions of the systems and operations described below. In the embodiments below, the mixture of water and fuel may include, unless explicitly stated otherwise, supplied water that contains contaminants from the gasification process that will be oxidized in the reaction chamber through a gradual oxidation process, since the contaminants may “serve” as fuel during this process.

Как упомянуто выше, топлива, содержащие воду, часто не совместимы с некоторыми обычными процессами сжигания, поскольку содержание воды в топливе делает его негорючим. Кроме того, вода испаряется при воспламенении топлива, и скрытая теплота парообразования обусловлена отбором тепла из процесса сжигания. Если содержание воды в топливе слишком высокое, сжигание не может осуществляться. Этанол, обычный спирт, который может быть получен из фруктов, сахарного тростника, зерна, целлюлозных отходов и других источников, был использован в качестве возобновляемого топлива, но этанол, как правило, получают посредством образования сначала разбавленной смеси этанола и воды и последующего отделения воды от смеси. Вода и этанол полностью смешиваются, и отделение воды требует дорогостоящей дистилляции. Даже дистилляция обычно не может обеспечить отделение всей воды от этанола, и, как правило, необходимы специальные процессы для того, чтобы сделать этанол полностью безводным. Аналогичным образом, водно-масляные смеси из топливных резервуаров и резервуаров для сбора сточных вод часто транспортируют к средствам для сепарации и/или разложения воды в целях обработки, которые могут быть довольно дорогостоящими. Газовая турбина, которая может эффективно потреблять смеси топлива и воды, может обеспечить уменьшение потребления топлива, затраты на топливо, снижение требований к очистке и/или уменьшение ущерба окружающей среде. В некоторых обычных системах скрытая теплота испарения жидкого топлива и любой захваченной воды вызывает снижение кпд энергетического цикла газовой турбины.As mentioned above, fuels containing water are often not compatible with some conventional combustion processes, as the water content of the fuel makes it non-combustible. In addition, water evaporates when the fuel is ignited, and the latent heat of vaporization is due to the removal of heat from the combustion process. If the water content of the fuel is too high, combustion cannot be carried out. Ethanol, a common alcohol that can be obtained from fruits, sugarcane, grains, cellulosic waste, and other sources, has been used as a renewable fuel, but ethanol is typically produced by first forming a diluted mixture of ethanol and water and then separating water from mixtures. Water and ethanol are completely mixed, and the separation of water requires expensive distillation. Even distillation usually cannot ensure the separation of all water from ethanol, and, as a rule, special processes are needed to make ethanol completely anhydrous. Similarly, oil-water mixtures from fuel tanks and wastewater collection tanks are often transported to means for separating and / or decomposing water for processing purposes, which can be quite expensive. A gas turbine that can efficiently consume a mixture of fuel and water can reduce fuel consumption, fuel costs, reduce cleaning requirements and / or reduce environmental damage. In some conventional systems, the latent heat of vaporization of liquid fuel and any trapped water causes a reduction in the energy cycle of a gas turbine.

В приведенной в качестве примера системе 100, показанной на фиг.4, смесь 102 топлива и воды хранится в резервуаре 104. Смесь 102 топлива и воды может включать в себя загрязняющие вещества из газификатора. Смесь может быть закачана посредством использования устройства 108 создания давления через теплообменник/испаритель 118. Выходящий газ, выходящий из теплообменника 122 по трубе 124, подается в испаритель 118, в котором обеспечивается испарение жидкой смеси топлива и воды. За счет испарения жидкого топлива и воды посредством избыточного тепла, которое в противном случае было бы отведено в атмосферу, скрытая теплота парообразования обеспечивается из источника избыточного тепла и, таким образом, не вызывает существенного снижения кпд системы.In the exemplary system 100 shown in FIG. 4, a mixture of fuel and water 102 is stored in a tank 104. A mixture of fuel and water 102 may include contaminants from a gasifier. The mixture can be injected by using a pressure generating device 108 through a heat exchanger / evaporator 118. The exhaust gas exiting the heat exchanger 122 through a pipe 124 is supplied to the evaporator 118, in which the liquid mixture of fuel and water is vaporized. Due to the evaporation of liquid fuel and water by means of excess heat, which would otherwise be removed to the atmosphere, the latent heat of vaporization is provided from the source of excess heat and, therefore, does not significantly reduce the efficiency of the system.

В некоторых вариантах реализации общая эффективность системы может быть повышена. Например, подсчитано, что для многих обычных видов жидкого топлива (например, этанола, бензина, нефтяных дистиллятов и/или других) смесь топлива и воды, которая имеет 25 объемных процентов топлива, может быть подвергнута испарению только за счет избыточного тепла, отбираемого из выхлопа системы. Дополнительное преимущество заключается в том, что испарившаяся вода может обеспечить увеличение массового потока газовой смеси и, следовательно, также может обеспечить повышение выходной мощности турбины. В некоторых вариантах осуществления смесь воды и топлива может включать в себя загрязняющие вещества из газификатора.In some embodiments, the overall system efficiency may be improved. For example, it is estimated that for many common types of liquid fuels (for example, ethanol, gasoline, petroleum distillates and / or others), a mixture of fuel and water, which has 25 volume percent of the fuel, can be evaporated only by the excess heat taken from the exhaust system. An additional advantage is that the evaporated water can provide an increase in the mass flow of the gas mixture and, therefore, can also provide an increase in the output power of the turbine. In some embodiments, the water-fuel mixture may include contaminants from a gasifier.

В некоторых вариантах реализации ущерб окружающей среде может быть уменьшен за счет уменьшения выбросов загрязняющих веществ и/или других вредных материалов. Например, система 100 может обеспечить окисление топлива таким способом, который обеспечивает уменьшение или устранение выбросов оксидов азота (NOx), моноксида углерода (СО), летучих органических соединений (VOCs) и/или других типов потенциально опасных газов.In some embodiments, environmental damage can be reduced by reducing emissions of pollutants and / or other harmful materials. For example, system 100 can provide fuel oxidation in a manner that reduces or eliminates emissions of nitrogen oxides (NO x ), carbon monoxide (CO), volatile organic compounds (VOCs), and / or other types of potentially hazardous gases.

В некоторых вариантах реализации система 100 может обеспечить уменьшение или устранение образования оксидов азота за счет поддержания максимальной температуры топлива на уровне ниже 2300°F (1260°С) во время длительной работы (температуры свыше 2300 градусов Фаренгейта (°F) могут вызвать образование оксидов азота). За счет регулирования температуры и времени пребывания внутри реакционной камеры газотурбинная система может обеспечить образование выхлопных газов, имеющих содержание моноксида углерода (СО), составляющее менее одной части на миллион (ppm), и/или содержание оксида азота (NOx), составляющее менее одной части на миллион. В некоторых вариантах осуществления система 100 может быть выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность образования выхлопных газов, имеющих содержание NOx, составляющее менее 5 частей на миллион. В некоторых вариантах осуществления система 100 может быть выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность образования выхлопных газов, имеющих содержание NOx, составляющее менее 3 частей на миллион. В некоторых вариантах осуществления система 100 может быть выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность образования выхлопных газов, имеющих содержание NOx, составляющее менее 2 частей на миллион. Некоторые системы обеспечивают образование выхлопных газов, имеющих содержание СО, составляющее 15 частей на миллион или более, и/или содержание NOx, составляющее 15 частей на миллион или более.In some embodiments, system 100 can reduce or eliminate the formation of nitrogen oxides by maintaining the maximum fuel temperature below 2300 ° F (1260 ° C) during continuous operation (temperatures above 2300 degrees Fahrenheit (° F) can cause the formation of nitrogen oxides ) By controlling the temperature and residence time inside the reaction chamber, a gas turbine system can provide exhaust gases having a carbon monoxide (CO) content of less than one ppm (ppm) and / or a nitric oxide (NO x ) content of less than one parts per million. In some embodiments, the system 100 may be configured to allow formation of exhaust gases having an NO x content of less than 5 ppm. In some embodiments, the system 100 may be configured to allow formation of exhaust gases having an NO x content of less than 3 ppm. In some embodiments, the system 100 may be configured to allow formation of exhaust gases having an NO x content of less than 2 ppm. Some systems provide for the formation of exhaust gases having a CO content of 15 ppm or more and / or an NO x content of 15 ppm or more.

В некоторых вариантах осуществления система 100 выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность уменьшения или устранения образования оксидов азота за счет поддержания максимальной температуры в реакционной камере 101, которая ниже пороговой температуры, при которой происходит значительное образование оксидов азота. Например, в некоторых вариантах осуществления максимальная температура в реакционной камере 101 составляет менее 2300°F (1260°С). В некоторых вариантах осуществления максимальная температура в реакционной камере 101 находится в интервале от приблизительно 2000°F (1093,3°С) до приблизительно 2300°F (1260°С). В некоторых вариантах осуществления максимальная температура в реакционной камере 101 находится в интервале от приблизительно 2100°F (1148,9°С) до приблизительно 2300°F (1260°С). В некоторых вариантах осуществления максимальная температура в реакционной камере 101 находится в интервале от приблизительно 2200°F (1204,4°С) до приблизительно 2300°F (1260°С). В некоторых вариантах осуществления максимальная температура в реакционной камере 101 может превышать приблизительно 2300°F (1260°С) или составлять менее приблизительно 2000°F (1093,3°С).In some embodiments, the system 100 is configured to reduce or eliminate the formation of nitrogen oxides by maintaining a maximum temperature in the reaction chamber 101 that is below a threshold temperature at which significant formation of nitrogen oxides occurs. For example, in some embodiments, the maximum temperature in the reaction chamber 101 is less than 2300 ° F (1260 ° C). In some embodiments, the implementation of the maximum temperature in the reaction chamber 101 is in the range from approximately 2000 ° F (1093.3 ° C) to approximately 2300 ° F (1260 ° C). In some embodiments, the maximum temperature in the reaction chamber 101 is in the range of from about 2100 ° F. (1148.9 ° C.) to about 2300 ° F. (1260 ° C.). In some embodiments, the maximum temperature in the reaction chamber 101 is in the range of from about 2200 ° F (1204.4 ° C) to about 2300 ° F (1260 ° C). In some embodiments, the maximum temperature in the reaction chamber 101 may exceed about 2300 ° F (1260 ° C) or be less than about 2000 ° F (1093.3 ° C).

Некоторые смеси топлива и воды (например, смеси этанола и воды, побочные продукты переработки биомассы и другие) сравнительно легко получать, но они требуют дополнительной обработки для некоторых современных энергетических установок. Подобное топливо может быть непосредственно использовано в системе, описанной в данном документе, для выработки энергии, и в некоторых случаях обеспечивает выработку даже большего количества энергии, чем топливо, которое не смешано с водой. В некоторых случаях энергетическая установка может работать на смеси топлива и воды, которая представляет собой большей частью воду. Например, смесь испарившихся топлива и воды может быть подана в реакционную камеру, которая обеспечивает окисление топлива, и энергия от окисления топлива может обеспечить приведение в действие турбины.Some mixtures of fuel and water (for example, mixtures of ethanol and water, by-products of biomass processing and others) are relatively easy to obtain, but they require additional processing for some modern power plants. Such fuel can be directly used in the system described herein to generate energy, and in some cases provides even more energy than fuel that is not mixed with water. In some cases, a power plant can run on a mixture of fuel and water, which is mostly water. For example, a mixture of evaporated fuel and water can be fed into a reaction chamber that provides oxidation of the fuel, and energy from oxidation of the fuel can provide the drive of the turbine.

В некоторых случаях эффективность/кпд дополнительно повышается за счет использования тепла отходящих газов турбины для испарения всей или части смеси топлива и воды перед подводом смеси топлива и воды в реакционную камеру. Кроме того, поток массы через систему может увеличиваться за счет пара, образующегося из воды, что может привести к дополнительному увеличению выхода системы. Увеличенный выход (без увеличения количества вводимого топлива) может также обеспечить повышение эффективности. В некоторых вариантах реализации водяной пар из подобной системы обеспечивает увеличение потока массы, проходящего через окислитель, максимум на приблизительно 6%, при этом обеспечиваемая в результате эффективность и потенциальный выход повышаются максимум на приблизительно 5%. Например, в системе с мощностью 200 кВт увеличение мощности может составлять приблизительно 12 кВт без увеличения потребления топлива.In some cases, the efficiency / efficiency is further enhanced by using the heat of the turbine exhaust gas to vaporize all or part of the fuel-water mixture before introducing the fuel-water mixture into the reaction chamber. In addition, the mass flow through the system can increase due to the steam generated from the water, which can lead to an additional increase in the output of the system. An increased yield (without increasing the amount of fuel introduced) can also provide increased efficiency. In some embodiments, water vapor from such a system provides an increase in mass flow through the oxidizing agent by a maximum of about 6%, while the resulting efficiency and potential yield increase by a maximum of about 5%. For example, in a 200 kW system, an increase in power may be approximately 12 kW without an increase in fuel consumption.

В некоторых вариантах осуществления смесь, содержащая приблизительно 25% этанола и приблизительно 75% воды, может испаряться посредством отходящего тепла из энергетической установки, и турбинная система может осуществлять обработку образующейся в результате, испарившейся смеси для выработки энергии. В некоторых вариантах осуществления смесь может включать в себя приблизительно 20% этанола и 80% воды, и в дополнительных вариантах осуществления смесь может включать в себя приблизительно 15% этанола и 85% воды. В дополнительных вариантах осуществления смесь может иметь содержание воды, превышающее приблизительно 85%, и/или содержание этанола, составляющее менее приблизительно 15%. Например, в некоторых вариантах осуществления смесь может включать в себя до приблизительно 15% этанола. В некоторых вариантах осуществления смесь может включать в себя от приблизительно 2% до приблизительно 15% этанола. В вариантах осуществления, которые имеют низкое содержание топлива, например, в вариантах осуществления со смесью с содержанием этанола, составляющим от приблизительно 2% до приблизительно 15%, дополнительное топливо может быть добавлено для дополнения смеси с низким содержанием топлива, как разъяснено в дальнейшем в данном документе. В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы другие виды топлива, отличные от этанола, с теми же или аналогичными соотношениями.In some embodiments, a mixture containing about 25% ethanol and about 75% water can be evaporated by the waste heat from the power plant, and the turbine system can process the resulting evaporated mixture to generate energy. In some embodiments, the mixture may include approximately 20% ethanol and 80% water, and in further embodiments, the mixture may include approximately 15% ethanol and 85% water. In further embodiments, the mixture may have a water content in excess of about 85% and / or an ethanol content of less than about 15%. For example, in some embodiments, the mixture may include up to about 15% ethanol. In some embodiments, the mixture may include from about 2% to about 15% ethanol. In embodiments that have a low fuel content, for example, in embodiments with a mixture with an ethanol content of about 2% to about 15%, additional fuel may be added to supplement the low fuel mixture, as explained hereinafter document. In some embodiments, other fuels other than ethanol may be used with the same or similar proportions.

Фиг.4 показывает пример газотурбинной системы 100, в которой может использоваться топливо, смешанное с водой. Приведенная в качестве примера система 100 включает в себя источник 110 воздуха (например, окружающего воздуха), компрессор 114, турбину 115, теплообменник 122, резервуар 104 для жидкости, устройство 108 создания давления, испарительную камеру 118 и реакционную камеру 101. Как показано на фиг.4, приведенная в качестве примера система 100 может также включать в себя генератор 119 электрической энергии. В приведенной в качестве примера, показанной системе вал 105 механически соединяет турбину 115 с компрессором 114 и генератором 119 (при этом комбинацию турбины 115, компрессора 114 и генератора 119 называют турбогенератором). Газотурбинная система может включать в себя дополнительные компоненты, меньшее число компонентов и/или другие компоненты, которые могут быть использованы таким же и/или другим образом.FIG. 4 shows an example of a gas turbine system 100 in which fuel mixed with water can be used. An exemplary system 100 includes an air source (eg, ambient air) 110, a compressor 114, a turbine 115, a heat exchanger 122, a fluid reservoir 104, a pressure generating device 108, an evaporation chamber 118, and a reaction chamber 101. As shown in FIG. .4, an exemplary system 100 may also include an electric power generator 119. In the exemplary system shown, shaft 105 mechanically connects turbine 115 to compressor 114 and generator 119 (the combination of turbine 115, compressor 114, and generator 119 is called a turbogenerator). The gas turbine system may include additional components, fewer components and / or other components that can be used in the same and / or other way.

Приведенный в качестве примера источник 110 воздуха обеспечивает подачу воздуха для процессов окисления в реакционной камере 101. Углеводородное топливо окисляется при его нагреве до температуры, превышающей температуру его самовозгорания, в присутствии кислорода. Источник 110 воздуха обеспечивает подачу газа, содержащего кислород, который смешивается с топливом для окисления топлива. В некоторых вариантах осуществления источник 110 воздуха обеспечивается для системы 100 посредством газификатора, как разъяснено в вариантах осуществления в данном документе. Источник 110 воздуха может обеспечить подачу воздуха из атмосферы, окружающей систему 100. Воздух из источника 110 воздуха может содержать кислород в любой концентрации, достаточной для окисления топлива. Воздух из источника 110 воздуха может включать в себя другие газы помимо газообразного кислорода. Например, воздух может включать в себя азот, диоксид углерода и/или другие химически активные или химически неактивные газы.An exemplary air source 110 provides air for oxidation processes in the reaction chamber 101. Hydrocarbon fuel is oxidized when it is heated to a temperature above its spontaneous combustion temperature in the presence of oxygen. An air source 110 supplies oxygen containing gas that mixes with the fuel to oxidize the fuel. In some embodiments, an air source 110 is provided to the system 100 via a gasifier, as explained in the embodiments herein. The air source 110 may provide air from the atmosphere surrounding the system 100. The air from the air source 110 may contain oxygen in any concentration sufficient to oxidize the fuel. Air from the air source 110 may include gases other than gaseous oxygen. For example, air may include nitrogen, carbon dioxide, and / or other chemically active or chemically inactive gases.

В некоторых вариантах осуществления горючие газы могут быть добавлены в источник 110 воздуха для регулирования эксплуатационных характеристик системы 100. Например, в вариантах осуществления, в которых смесь с низким содержанием топлива не содержит достаточного количества топлива для самоподдерживающегося разложения или в которых процесс окисления не может поддерживаться, горючие газы могут быть добавлены вместе с воздухом в источнике 110 воздуха для обеспечения достаточного количества топлива для процесса окисления. Горючие газы, которые могут быть добавлены в источник 110 воздуха, включают, например, без ограничения, водород, метан, этан, этилен, природный газ, пропан, пропилен, пропадиен, n-бутан, изобутан, бутилен-1, бутадиен, изопентан, n-пентан, ацетилен, гексан и моноксид углерода.In some embodiments, combustible gases may be added to the air source 110 to control the performance of the system 100. For example, in embodiments in which the low-fuel mixture does not contain enough fuel for self-sustaining decomposition or in which the oxidation process cannot be supported, combustible gases may be added together with air in the air source 110 to provide sufficient fuel for the oxidation process. Combustible gases that may be added to the air source 110 include, for example, without limitation, hydrogen, methane, ethane, ethylene, natural gas, propane, propylene, propadiene, n-butane, isobutane, butylene-1, butadiene, isopentane, n-pentane, acetylene, hexane and carbon monoxide.

В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, может регулироваться в зависимости от количества топлива, обнаруживаемого в смеси 102 топлива и воды. Если содержание топлива в смеси 102 топлива и воды изменяется так, что смесь 102 будет иметь нежелательную концентрацию топлива, в ответ на это количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, может быть увеличено или уменьшено. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, зависит от величины содержания топлива в смеси 102 топлива и воды, поступающей в систему 100. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, зависит от сочетания величины содержания топлива в смеси 102 топлива и воды и температуры в реакционной камере 101. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, зависит от сочетания величины содержания топлива в смеси 102 топлива и воды и изменения температуры или скорости изменения температуры в реакционной камере 101.In some embodiments, the amount of combustible gas added to the air source 110 may be controlled depending on the amount of fuel found in the fuel / water mixture 102. If the fuel content of the fuel-water mixture 102 changes so that the mixture 102 has an undesired fuel concentration, in response to this, the amount of combustible gases added to the air source 110 can be increased or decreased. In some embodiments, the amount of combustible gas added to the air source 110 depends on the amount of fuel in the fuel and water mixture 102 entering the system 100. In some embodiments, the amount of combustible gas added to the air source 110 depends on a combination of the content fuel in a mixture of fuel and water and temperature in a reaction chamber 101. In some embodiments, the amount of combustible gas added to the air source 110 depends on a combination of the fuel content willow in a mixture of 102 fuel and water and changes in temperature or rate of change in temperature in the reaction chamber 101.

Величина содержания топлива в смеси 102 топлива и воды может быть определена в резервуаре 104 для жидкости, между устройством 108 создания давления и испарительной камерой 118 или между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101. Поскольку в некоторых случаях некоторая часть топлива в смеси 102 топлива и воды может окисляться при нагреве смеси 102 топлива и воды посредством испарительной камеры 118, в некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что содержание топлива в смеси 102 топлива и воды определяется между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101. В подобных вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 110 воздуха, зависит от содержания топлива в смеси 102 топлива и воды, определенного между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101.The amount of fuel in the fuel-water mixture 102 can be determined in the liquid tank 104, between the pressure generating device 108 and the vaporization chamber 118, or between the vaporization chamber 118 and the reaction chamber 101. Since in some cases some fuel is in the fuel-water mixture 102 can be oxidized by heating the fuel-water mixture 102 by means of the evaporation chamber 118, in some embodiments it is provided that the fuel content in the fuel-water mixture 102 is determined between the evaporation chamber 118 and the reaction chamber 101. In such embodiments, the amount of combustible gas added to the air source 110 depends on the fuel content in the fuel-water mixture 102 defined between the evaporation chamber 118 and the reaction chamber 101.

В некоторых случаях смесь 102 топлива и воды может содержать дополнительные компоненты, которые могут не считаться топливом. Например, в некоторых вариантах осуществления смесь 102 топлива и воды может содержать загрязняющие вещества и воду. Загрязненная вода может представлять собой побочный продукт какого-либо другого процесса, и загрязненная вода подводится в систему 100 для окисления загрязненной воды или сточных вод. Например, загрязненная вода может поступать из газоочистителя, который представляет собой часть газификатора, как описано выше. В процессе газификации вода используется для очистки образующегося в результате, газообразного топлива от загрязняющих веществ перед распределением газообразного топлива для использования. После этого загрязненная вода подается в систему 100, например, посредством осаждения загрязненной воды в резервуаре 104 для жидкости. Затем загрязненная вода всасывается в систему 100 способом, аналогичным описанному выше в отношении смеси 102 топлива и воды, и вода испаряется во время окисления загрязняющих веществ в реакционной камере 101. Таким образом, система 100 может функционировать в качестве средства обработки и очистки загрязненной, токсичной или сточной воды. Система 100 может функционировать в качестве устройства для борьбы с загрязнением, которое обеспечивает очистку загрязненной воды при одновременном образовании минимального количества вредного газообразного побочного продукта в случае его наличия.In some cases, the fuel / water mixture 102 may contain additional components that may not be considered fuel. For example, in some embodiments, the fuel-water mixture 102 may contain contaminants and water. Contaminated water may be a by-product of some other process, and contaminated water is supplied to system 100 to oxidize contaminated water or wastewater. For example, contaminated water may come from a scrubber, which is part of a gasifier, as described above. In the gasification process, water is used to clean the resulting gaseous fuel from contaminants before distributing the gaseous fuel for use. After that, the contaminated water is supplied to the system 100, for example, by the deposition of contaminated water in the tank 104 for liquid. Then, the contaminated water is sucked into the system 100 in a manner similar to that described above for the fuel and water mixture 102, and the water evaporates during the oxidation of the pollutants in the reaction chamber 101. Thus, the system 100 can function as a means of treating and purifying the contaminated, toxic or waste water. System 100 can function as a pollution control device that purifies contaminated water while at the same time generating a minimum amount of harmful gaseous by-product, if any.

В вариантах осуществления, в которых смесь 102 топлива и воды имеет очень низкое содержание топлива, содержит комбинацию низкого содержания топлива и загрязненной воды или включает в себя только загрязненную воду, дополняющее газообразное топливо может быть введено в систему 100 посредством источника 110 воздуха, как разъяснено выше. В некоторых вариантах осуществления газообразное топливо представляет собой по существу единственное топливо, которое обеспечивает поддержание процесса окисления в реакционной камере 101. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено, что газообразное топливо представляет собой, по меньшей мере, часть газообразного топлива, получаемого посредством газификатора.In embodiments where the fuel-water mixture 102 has a very low fuel content, comprises a combination of low fuel and contaminated water, or includes only contaminated water, the complementary gaseous fuel can be introduced into the system 100 via an air source 110, as explained above. . In some embodiments, the gaseous fuel is essentially the only fuel that maintains the oxidation process in the reaction chamber 101. In some embodiments, the gaseous fuel is at least a portion of the gaseous fuel produced by the gasifier.

В некоторых случаях загрязненная вода, подаваемая в систему 100, может дополняться жидким топливом перед окислением в реакционной камере 101. Например, если загрязненная вода из газификатора вводится в резервуар 104 для жидкости, жидкое топливо может быть добавлено в резервуар 104 для жидкости для увеличения содержания топлива в смеси 102 топлива и воды. Данный процесс может выполняться в дополнение к вводу газообразного топлива в источнике 110 воздуха или вместо ввода данного газообразного топлива.In some cases, the contaminated water supplied to the system 100 may be supplemented with liquid fuel before being oxidized in the reaction chamber 101. For example, if contaminated water from a gasifier is introduced into the liquid tank 104, liquid fuel may be added to the liquid tank 104 to increase the fuel content in a mixture of 102 fuel and water. This process may be performed in addition to introducing gaseous fuel into the air source 110, or instead of introducing this gaseous fuel.

Воздух из источника 110 воздуха может быть подведен в компрессор 114. В приведенной в качестве примера системе 100, показанной на фиг.4, приведенный в качестве примера компрессор 114 получает воздух из источника 110 воздуха через впускное отверстие компрессора, осуществляет сжатие полученного воздуха и отвод сжатого воздуха через выпускное отверстие компрессора. Компрессор 114 может получать механическую энергию вращательного движения от турбины 115 посредством вала 105. Механическая энергия вращательного движения от турбины 115 может использоваться в компрессоре 114 для повышения давления воздушно-топливной смеси в компрессоре 114. В некоторых вариантах реализации система 100 может включать в себя компрессор, который работает по-другому. Приведенный в качестве примера вал 105 передает энергию вращательного движения от турбины 115 компрессору 114 и генератору 119. В некоторых вариантах реализации вал 105 может включать в себя несколько валов. Например, первый вал может передавать энергию от турбины 115 компрессору 114, и второй вал может передавать энергию от турбины генератору 119.Air from the air source 110 may be supplied to the compressor 114. In the exemplary system 100 shown in FIG. 4, the exemplary compressor 114 receives air from the air source 110 through the inlet of the compressor, compresses the resulting air and removes the compressed air through the outlet of the compressor. Compressor 114 may receive rotational mechanical energy from turbine 115 via shaft 105. Rotational mechanical energy from turbine 115 may be used in compressor 114 to increase the pressure of the air-fuel mixture in compressor 114. In some embodiments, system 100 may include a compressor, which works differently. An exemplary shaft 105 transmits rotational energy from turbine 115 to compressor 114 and generator 119. In some embodiments, shaft 105 may include multiple shafts. For example, a first shaft can transmit energy from a turbine 115 to a compressor 114, and a second shaft can transfer energy from a turbine to a generator 119.

Сжатый воздух может быть подведен из компрессора 114 в теплообменник 122. Процесс сжатия вызывает нагрев воздуха, и теплообменник 122 может обеспечить дополнительный нагрев воздуха. Приведенный в качестве примера теплообменник 122 обеспечивает прием сжатого воздуха из компрессора 114, нагрев сжатого воздуха и отвод нагретого сжатого воздуха в реакционную камеру 101. Теплообменник 122 также может обеспечить прием газа, выходящего из турбины 115. Тепло от выходящего газа может использоваться в теплообменнике 122 для предварительного нагрева сжатого воздуха. Например, выходящий газ и воздушно-топливная смесь могут контактировать с противоположными сторонами теплопередающей конструкции, проходя через теплообменник 122. Теплопередающая конструкция может обеспечить отбор тепловой энергии от выходящего газа, имеющего более высокую температуру, и передачу тепловой энергии воздуху, имеющему более низкую температуру. В некоторых вариантах реализации система 100 может включать в себя теплообменник, который работает по-другому. Например, система 100 может обеспечить предварительный нагрев воздуха посредством использования тепла из другого источника, или система 100 может обеспечить подвод воздуха в реакционную камеру 101 без предварительного нагрева смеси.Compressed air can be supplied from compressor 114 to heat exchanger 122. The compression process causes air to heat, and heat exchanger 122 can provide additional air heating. An exemplary heat exchanger 122 receives compressed air from the compressor 114, heats the compressed air, and draws heated compressed air to the reaction chamber 101. The heat exchanger 122 can also receive gas from the turbine 115. Heat from the exhaust gas can be used in the heat exchanger 122 to preheating compressed air. For example, the exhaust gas and the air-fuel mixture may come into contact with opposite sides of the heat transfer structure passing through the heat exchanger 122. The heat transfer structure can provide heat energy from the exhaust gas having a higher temperature and transfer heat energy to the air having a lower temperature. In some embodiments, system 100 may include a heat exchanger that operates differently. For example, system 100 can provide preheating of air by using heat from another source, or system 100 can supply air to reaction chamber 101 without preheating the mixture.

Воздух может быть смешан с топливом для образования воздушно-топливной смеси перед подводом воздуха и топлива в реакционную камеру 101. Как правило, воздух может быть соединен с топливом в любом месте в системе 100. Например, топливо может быть смешано с воздухом перед подводом воздуха в компрессор 114, перед подводом воздуха в теплообменник 122, перед подводом воздуха в реакционную камеру и/или после подвода воздуха в реакционную камеру 101. В примере, показанном на фиг.4, воздух смешивается с топливом в трубопроводе 128 между теплообменником 122 и внутренней частью реакционной камеры 101. Топливо, поступившее в трубопровод 128, включает в себя газообразное топливо, образованное посредством испарения жидкой смеси 102 в испарительной камере 118. В некоторых случаях воздух и топливо могут смешиваться на входе в реакционную камеру.Air can be mixed with fuel to form an air-fuel mixture before air and fuel are fed into reaction chamber 101. Typically, air can be connected to fuel anywhere in system 100. For example, fuel can be mixed with air before air is fed into compressor 114, before supplying air to the heat exchanger 122, before supplying air to the reaction chamber and / or after supplying air to the reaction chamber 101. In the example shown in FIG. 4, air is mixed with fuel in a conduit 128 between the heat exchanger 122 and the morning part of the reaction chamber 101. The fuel entering the line 128 includes gaseous fuel formed by vaporizing the liquid mixture 102 in the evaporation chamber 118. In some cases, air and fuel can be mixed at the inlet of the reaction chamber.

В показанном примере резервуар 104 для текучей среды содержит жидкую смесь 102, которая включает в себя жидкое топливо и воду в жидком состоянии. Резервуар 104 для текучей среды может содержать дополнительные и/или другие газ, жидкость и/или твердые вещества. Резервуар 104 для текучей среды может включать в себя любой тип системы или контейнера для удерживания жидкости с любым пригодным размером или конфигурацией. Резервуар 104 для текучей среды может иметь впуски и/или выпуски, которые обеспечивают подвод текучей среды в резервуар 104 для текучей среды и отвод текучей среды из резервуара 104 для текучей среды. В некоторых примерах жидкая смесь 102 включает в себя жидкий этанол, жидкий керосин и/или жидкое топливо другого типа. Жидкая смесь 102 может включать в себя воду из любого источника воды.In the shown example, the reservoir 104 for the fluid contains a liquid mixture 102, which includes liquid fuel and water in a liquid state. The reservoir 104 for the fluid may contain additional and / or other gas, liquid and / or solids. The fluid reservoir 104 may include any type of system or container for holding fluid with any suitable size or configuration. The reservoir 104 for the fluid may have inlets and / or outlets that allow fluid to enter the reservoir 104 for the fluid and the removal of fluid from the reservoir 104 for the fluid. In some examples, the liquid mixture 102 includes liquid ethanol, liquid kerosene and / or another type of liquid fuel. The fluid mixture 102 may include water from any source of water.

В некоторых вариантах реализации вода в жидкой смеси 102 включает в себя загрязняющие вещества, твердые частицы, токсичные материалы и/или другие типы веществ. В некоторых вариантах осуществления загрязняющие вещества, твердые частицы, токсичные материалы и/или другие типы веществ могут представлять собой результат использования воды для мокрой очистки потока газа в газификаторе. Как правило, жидкая смесь 102 может иметь любое соотношение воды и топлива. В некоторых примерах жидкая смесь 102 имеет низкое процентное содержание жидкого топлива (например, 25%), и в некоторых примерах жидкая смесь 102 имеет более высокое процентное содержание жидкого топлива (например, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или более). В некоторых примерах жидкая смесь 102 имеет низкое процентное содержание воды в жидком состоянии (например, 20%, 10% или менее), и в некоторых примерах жидкая смесь 102 имеет более высокое процентное содержание воды в жидком состоянии (например, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% или более). Реакционная камера 101 предпочтительно выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность окисления топлива, загрязняющих веществ, твердых частиц, токсичных материалов и/или других типов веществ в достаточной степени для того, чтобы сделать выхлопные газы или выходящие продукты безвредными. Например, в некоторых вариантах осуществления данные вещества разлагаются до, по меньшей мере, СО2, Н2О и О2. В некоторых вариантах осуществления вещества разлагаются по существу только на СО2, Н2О и О2.In some embodiments, the water in the liquid mixture 102 includes contaminants, solid particles, toxic materials, and / or other types of substances. In some embodiments, contaminants, solid particles, toxic materials, and / or other types of substances may result from using water to wet clean the gas stream in the gasifier. Typically, the liquid mixture 102 may have any ratio of water to fuel. In some examples, the liquid mixture 102 has a low percentage of liquid fuel (e.g., 25%), and in some examples the liquid mixture 102 has a higher percentage of liquid fuel (e.g., 30%, 40%, 50%, 60%, 70% , 80%, 90% or more). In some examples, the liquid mixture 102 has a low percentage of water in the liquid state (for example, 20%, 10% or less), and in some examples, the liquid mixture 102 has a higher percentage of water in the liquid state (for example, 30%, 40% , 50%, 60%, 70% or more). The reaction chamber 101 is preferably configured to oxidize the fuel, pollutants, particulate matter, toxic materials and / or other types of substances sufficiently to render the exhaust gases or effluents harmless. For example, in some embodiments, these substances are decomposed to at least CO 2 , H 2 O and O 2 . In some embodiments, the substances decompose essentially only into CO 2 , H 2 O, and O 2 .

В некоторых случаях жидкая смесь 102 может включать в себя только жидкое топливо и воду в жидком состоянии при отсутствии какого-либо другого материала в смеси 102. Жидкая смесь 102 может включать в себя другие материалы помимо жидкого топлива и воды в жидком состоянии. Например, жидкая смесь 102 может включать в себя дополнительные и/или другие жидкости, газы и/или твердые вещества. В некоторых случаях дополнительная вода может быть добавлена в жидкую смесь 102 для повышения выходной мощности газотурбинной системы 100.In some cases, the liquid mixture 102 may include only liquid fuel and liquid water in the absence of any other material in the mixture 102. The liquid mixture 102 may include materials other than liquid fuel and water in the liquid state. For example, the liquid mixture 102 may include additional and / or other liquids, gases, and / or solids. In some cases, additional water may be added to the liquid mixture 102 to increase the output of the gas turbine system 100.

Жидкая смесь 102 может включать в себя текучие среды из источника текучих сред. Возможны многие различные типы источников текучих сред. К некоторым примерам источников текучих сред относятся предприятия винодельческой промышленности, предприятия по производству этанола, мусорные свалки/места захоронения отходов, предприятия по производству спиртов, нефтеперерабатывающие заводы, металлургические предприятия, химические заводы, нефтяные месторождения, предприятия общественного питания и/или другие источники жидкого топлива и/или воды в жидком состоянии.The fluid mixture 102 may include fluids from a source of fluids. Many different types of fluid sources are possible. Some examples of fluid sources include winemaking enterprises, ethanol enterprises, landfills / landfills, alcohol companies, oil refineries, steel mills, chemical plants, oil fields, catering and / or other sources of liquid fuel and / or water in a liquid state.

Жидкая смесь 102 может быть подведена из резервуара 104 для текучей среды в испарительную камеру 118. В приведенной в качестве примера, показанной системе 100 трубопровод 106 и устройство 108 создания давления обеспечивают сообщение по текучей среде между выпуском резервуара 104 для текучей среды и впуском испарительной камеры 118. Устройство 108 создания давления может представлять собой насос или устройство другого типа, которое вызывает поток текучей среды из резервуара 104 в испарительную камеру 118. Испарительная камера 118 может включать в себя теплообменник или нагревательное устройство другого типа, которое обеспечивает повышение температуры жидкой смеси 102.The fluid mixture 102 may be supplied from the fluid reservoir 104 to the evaporation chamber 118. In the exemplary system 100 shown, conduit 106 and pressure generating device 108 provide fluid communication between the outlet of the fluid reservoir 104 and the inlet of the evaporation chamber 118 The pressure generating device 108 may be a pump or other type of device that causes fluid to flow from the reservoir 104 into the evaporation chamber 118. The evaporation chamber 118 may include heat another type of heat exchanger or heating device, which provides an increase in the temperature of the liquid mixture 102.

Повышение температуры жидкой смеси может привести к увеличению скорости, с которой испаряются жидкости в испарительной камере 118. Выхлоп из турбинной системы 100 и/или другие источники тепловой энергии могут быть использованы для нагрева жидкостей в испарительной камере 118. В показанном примере трубопровод 124 обеспечивает подвод тепловой энергии к испарительной камере 118 от теплообменника 122. После передачи тепловой энергии испарительной камере 118 выхлоп может быть отведен в атмосферу посредством выпуска 112.An increase in the temperature of the liquid mixture can lead to an increase in the rate at which the liquids evaporate in the evaporation chamber 118. The exhaust from the turbine system 100 and / or other sources of thermal energy can be used to heat the liquids in the evaporation chamber 118. In the shown example, conduit 124 provides heat energy to the evaporation chamber 118 from the heat exchanger 122. After the transfer of thermal energy to the evaporation chamber 118, the exhaust can be discharged into the atmosphere through exhaust 112.

Жидкая смесь 102 испаряется в испарительной камере 118 для образования газовой смеси. Газовая смесь, образующаяся в испарительной камере 118, может включать в себя пары топлива из жидкого топлива в смеси 102 и/или водяные пары из воды в жидком состоянии, имеющейся в смеси 102. Например, нагрев жидкой смеси, представляющей собой смесь этанола и воды, может обеспечить испарение как этанола, так и воды. Соотношение испарившихся веществ может зависеть от парциальных давлений.The liquid mixture 102 is vaporized in the evaporation chamber 118 to form a gas mixture. The gas mixture generated in the evaporation chamber 118 may include fuel vapor from liquid fuel in mixture 102 and / or water vapor from liquid water present in mixture 102. For example, heating a liquid mixture that is a mixture of ethanol and water, can provide evaporation of both ethanol and water. The ratio of evaporated substances may depend on partial pressures.

Испарение жидкой смеси 102 может включать испарение воды с образованием газовой смеси, которая включает в себя воду в газообразном состоянии, и испарение жидкой смеси 102 может включать испарение топлива с образованием газовой смеси, которая включает в себя газообразное топливо. Газовая смесь может иметь любое газообразное состояние, например, парообразное состояние и/или газообразное состояние другого типа, генерируемое посредством процесса испарения. Например, газовая смесь может включать в себя испарившуюся жидкость, такую как водяной пар и/или пары топлива, образующуюся в результате процесса испарения любого типа. В парообразном состоянии парциальное давление пара может быть равно давлению при температуре начала кипения или превышать давление при температуре начала кипения, и/или температура пара может быть равна температуре начала кипения или превышать температуру начала кипения. Газовая смесь может иметь температуру ниже температуры начала кипения и/или давление ниже давления при температуре начала кипения.Evaporation of the liquid mixture 102 may include evaporation of water to form a gas mixture, which includes water in a gaseous state, and evaporation of the liquid mixture 102 may include evaporation of fuel to form a gas mixture, which includes gaseous fuel. The gas mixture can have any gaseous state, for example, a vapor state and / or a gaseous state of another type generated by the evaporation process. For example, the gas mixture may include an evaporated liquid, such as water vapor and / or fuel vapor, resulting from any type of vaporization process. In the vaporous state, the partial pressure of the steam may be equal to the pressure at the boiling point or exceed the pressure at the boiling point, and / or the steam temperature may be equal to the boiling point or exceed the boiling point. The gas mixture may have a temperature below the boiling point and / or a pressure below the pressure at the boiling point.

Процесс испарения жидкости может включать в себя фазовый переход из жидкости в газ при температуре, которая ниже температуры кипения жидкости. Процесс испарения может включать дополнительные и/или другие типы процессов испарения. Например, в некоторых случаях процесс испарения может включать кипение и/или другие термодинамические процессы, которые обеспечивают образование газа из жидкости. Тепло для испарения жидкой смеси 102 может быть обеспечено частично или полностью газом, выходящим из теплообменника 122. Помимо топлива и/или воды газовая смесь, образующаяся в испарительной камере 118, также может включать в себя другие материалы. Например, пары из жидкой смеси 102 могут быть смешаны с дополнительными и/или другими жидкостями, газами и/или твердыми веществами.The process of liquid evaporation may include a phase transition from liquid to gas at a temperature that is lower than the boiling point of the liquid. The evaporation process may include additional and / or other types of evaporation processes. For example, in some cases, the evaporation process may include boiling and / or other thermodynamic processes that allow gas to form from the liquid. The heat for evaporating the liquid mixture 102 can be provided partially or completely by the gas leaving the heat exchanger 122. In addition to the fuel and / or water, the gas mixture generated in the evaporation chamber 118 may also include other materials. For example, vapors from a liquid mixture 102 may be mixed with additional and / or other liquids, gases and / or solids.

Газовая смесь, образующаяся в испарительной камере 118, может быть подведена в реакционную камеру 101. В примере, показанном на фиг.4, газовая смесь, которая включает в себя испарившуюся воду и испарившееся топливо, подается в трубопровод 120 и из трубопровода 120 в трубопровод 128 для смешивания ее со сжатым и предварительно нагретым воздухом из теплообменника 122. Поскольку испарительная камера 118 по фиг.4 обеспечивает образование газообразной смеси топлива и воды, смешивание потока, выходящего из испарительной камеры 118, с воздухом в трубопроводе 120 обеспечивает образование газофазной смеси воздуха, топлива и воды. Смесь воздуха, топлива и воды может иметь низкую концентрацию топлива, например, концентрацию, которая ниже концентрации, соответствующей нижнему взрывоопасному пределу (LEL) для топлива.The gas mixture generated in the vaporization chamber 118 can be introduced into the reaction chamber 101. In the example shown in FIG. 4, the gas mixture, which includes the evaporated water and the vaporized fuel, is supplied to the pipe 120 and from the pipe 120 to the pipe 128 for mixing it with compressed and preheated air from a heat exchanger 122. Since the evaporation chamber 118 of FIG. 4 provides the formation of a gaseous mixture of fuel and water, mixing the flow exiting the evaporation chamber 118 with air in the pipeline 120 provides the formation of a gas-phase mixture of air, fuel and water. A mixture of air, fuel and water may have a low concentration of fuel, for example, a concentration that is lower than the concentration corresponding to the lower explosive limit (LEL) for fuel.

Смесь может иметь низкую теплотворную способность, например, составляющую приблизительно 15 британских тепловых единиц в секунду на кубический фут (btu/scf) (37,259 кВт/м3) или менее, или смесь может иметь более высокую теплотворную способность. Смесь может представлять собой негорючую смесь, например, неспособную поддерживать открытый огонь. В некоторых вариантах реализации количество топлива, испарившегося из жидкой смеси 102, достаточно для поддержания работы системы 100.The mixture can have a low calorific value, for example, of approximately 15 BTUs per second per cubic foot (btu / scf) (37,259 kWh / m 3) or less, or the mixture may have a higher calorific value. The mixture may be a non-combustible mixture, for example, unable to maintain an open flame. In some embodiments, the amount of fuel vaporized from the liquid mixture 102 is sufficient to maintain the system 100.

Система 100 может дополнительно включать в себя смеситель (непоказанный), который может обеспечивать смешивание воздуха с испарившейся смесью топлива и воды. Воздух может быть смешан с топливом и водой без смесительного устройства, например, посредством нагнетания испарившейся топливной смеси в поток воздуха. В некоторых примерах воздух, топливо, вода и/или другие вещества могут смешиваться в дополнительных и/или других местах в системе 100. Например, воздух из источника 110 воздуха может быть соединен с дополнительным топливом перед подводом воздуха в компрессор 114. В некоторых примерах реакционная камера 101 может иметь канал для впуска воздуха, который обеспечивает ввод воздуха из источника 110 воздуха непосредственно в реакционную камеру 101. В некоторых вариантах реализации воздух может быть введен в реакционную камеру 101 в виде регулирующего потока, например, для охлаждения зон с высокой температурой в реакционной камере 101. В некоторых вариантах реализации воздух и испарившаяся смесь могут быть подведены по отдельности в реакционную камеру 101 для образования смеси воздуха, топлива и воды в реакционной камере 101.System 100 may further include a mixer (not shown) that can mix air with an evaporated mixture of fuel and water. Air can be mixed with fuel and water without a mixing device, for example, by injecting an evaporated fuel mixture into an air stream. In some examples, air, fuel, water and / or other substances can be mixed in additional and / or other places in the system 100. For example, the air from the air source 110 can be connected to additional fuel before the air is supplied to the compressor 114. In some examples, the reaction the chamber 101 may have an air inlet channel that allows air to be introduced from the air source 110 directly into the reaction chamber 101. In some embodiments, air may be introduced into the reaction chamber 101 as a control eye, for example, for cooling a high temperature zones in the reaction chamber 101. In some embodiments, the air and the vaporized mixture may be summed separately to the reaction chamber 101 to form a mixture of air, fuel and water in the reaction chamber 101.

Воздух и топливо удерживаются в реакционной камере 101 в процессе окисления топлива. Окисление топлива в реакционной камере 101 может быть инициировано посредством повышения температуры топлива до температуры, равной температуре самовозгорания топлива или превышающей температуру самовозгорания топлива. Система 100 может обеспечить инициирование окисления в реакционной камере 101 независимо от материалов, представляющих собой катализаторы окисления (например, платину), и независимо от источника возгорания (например, пламени или искры зажигания). Топливо может быть окислено посредством воздуха в реакционной камере 101 без повышения температуры воздушно-топливной смеси до температуры, превышающей пороговую температуру, например, посредством поддержания максимальной температуры топлива в реакционной камере на уровне ниже пороговой температуры.Air and fuel are held in the reaction chamber 101 during the oxidation of the fuel. The oxidation of fuel in the reaction chamber 101 can be initiated by raising the temperature of the fuel to a temperature equal to the temperature of spontaneous combustion of the fuel or higher than the temperature of spontaneous combustion of the fuel. System 100 can provide for the initiation of oxidation in the reaction chamber 101, regardless of the materials that are the oxidation catalysts (e.g., platinum), and regardless of the source of ignition (e.g., a flame or spark). The fuel may be oxidized by air in the reaction chamber 101 without increasing the temperature of the air-fuel mixture to a temperature exceeding the threshold temperature, for example, by maintaining the maximum temperature of the fuel in the reaction chamber below a threshold temperature.

Пороговая температура может быть определена на основе одного или нескольких факторов, например, пороговая температура может представлять собой рекомендованную или максимальную рабочую температуру турбины, рекомендованную или максимальную температуру на входе турбины, температуру, которая вызывает образование оксидов азота, температуру, выбранную исходя из скорости потока топлива, проходящего через реакционную камеру 101, и/или других факторов.The threshold temperature can be determined based on one or more factors, for example, the threshold temperature can be the recommended or maximum operating temperature of the turbine, the recommended or maximum temperature at the inlet of the turbine, the temperature that causes the formation of nitrogen oxides, the temperature selected based on the fuel flow rate passing through the reaction chamber 101, and / or other factors.

В некоторых вариантах реализации топливо окисляется в реакционной камере 101 при температуре, которая ниже температуры, вызывающей образование оксидов азота. По существу, реакционная камера 101 может обеспечить окисление практически всего топлива при одновременном образовании только минимальных количеств оксидов азота. Например, выхлопной газ из системы 100 может включать в себя каждое из веществ, представляющих собой оксид азота, летучие органические соединения (VOCs) и СО, в количестве менее одной части на миллион и может даже обеспечить уменьшение концентраций летучих органических соединений и СО, содержащихся в поступающем воздухе.In some embodiments, the fuel is oxidized in the reaction chamber 101 at a temperature that is lower than the temperature causing the formation of nitrogen oxides. Essentially, the reaction chamber 101 can provide oxidation of almost all of the fuel while simultaneously generating only minimal amounts of nitrogen oxides. For example, the exhaust gas from system 100 may include each of the substances that are nitric oxide, volatile organic compounds (VOCs) and CO in an amount of less than one part per million and may even provide a reduction in the concentrations of volatile organic compounds and CO contained in incoming air.

Реакционная камера 101 может иметь внутренний объем, футерованный изоляционным огнеупорным материалом. Поглощающий тепло при высоких температурах и/или термостойкий материал, такой как керамический материал или горная порода, называемый наполнителем, может быть предусмотрен в реакционной камере 101. Наполнитель может иметь теплоаккумулирующую способность, которая способствует медленному окислению бедного топлива, проходящего через реакционную камеру 101. Теплоаккумулирующая способность может способствовать стабилизации температур для постепенного окисления топлива посредством передачи тепла поступающим газам и приема тепла от окисленных газов.The reaction chamber 101 may have an internal volume lined with insulating refractory material. Heat absorbing material at high temperatures and / or a heat-resistant material, such as ceramic material or rock, called filler, may be provided in the reaction chamber 101. The filler may have a heat storage capacity that contributes to the slow oxidation of lean fuel passing through the reaction chamber 101. Heat storage the ability can help stabilize temperatures for the gradual oxidation of fuel by transferring heat to incoming gases and receiving heat from the oxidation nnyh gases.

В некоторых случаях теплоаккумулирующая способность огнеупорных материалов в реакционной камере 101 может служить в качестве компенсатора/демпфера, обеспечивающего поглощение тепла и предотвращение избыточных температур, которые могли бы вызвать повреждение турбины и/или образование нежелательных побочных продуктов (например, оксидов азота, диоксидов углерода, летучих органических соединений и/или других). В некоторых случаях теплоаккумулирующая способность огнеупорных материалов в реакционной камере 101 может обеспечить временный источник тепловой энергии, которая может способствовать поддержанию процесса окисления топлива.In some cases, the heat storage capacity of the refractory materials in the reaction chamber 101 can serve as a compensator / damper to absorb heat and prevent excessive temperatures that could cause damage to the turbine and / or the formation of unwanted by-products (e.g., nitrogen oxides, carbon dioxide, volatile organic compounds and / or others). In some cases, the heat storage capacity of the refractory materials in the reaction chamber 101 can provide a temporary source of thermal energy, which can help maintain the fuel oxidation process.

Объем и форма реакционной камеры 101 и конфигурация системы в целом могут быть заданы такими, чтобы обеспечить регулируемый поток и регулируемую скорость потока, проходящего через камеру, с обеспечением времени пребывания, достаточного для полного окисления топлива. Путь потока может быть достаточно длинным, так что скорость потока воздушно-топливной смеси вдоль пути потока, усредненная на длине пути потока, обеспечивает возможность полного окисления топлива. В качестве примера среднее время пребывания газа в камере может быть равно одной секунде или больше одной секунды в некоторых случаях. Среднее время пребывания газа в камере может составлять менее одной секунды в некоторых случаях. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может находиться в интервале от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 10 секунд. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может находиться в интервале от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 5 секунд. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может находиться в интервале от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 2 секунд. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может находиться в интервале от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 1 секунды. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может находиться в интервале от приблизительно 1 секунды до приблизительно 2 секунд. В некоторых вариантах осуществления время пребывания газа в камере может составлять менее приблизительно 0,1 секунды или более приблизительно 10 секунд. Скорость окисления смеси зависит от компонентов топлива, концентрации топлива, концентрации кислорода, давления, температуры и других факторов. Таким образом, скорость окисления можно регулировать посредством соответствующего регулирования данных параметров.The volume and shape of the reaction chamber 101 and the configuration of the system as a whole can be set so as to provide an adjustable flow and an adjustable flow rate through the chamber, with a residence time sufficient for complete oxidation of the fuel. The flow path can be quite long, so that the flow rate of the air-fuel mixture along the flow path averaged over the length of the flow path allows complete oxidation of the fuel. As an example, the average gas residence time in the chamber may be equal to one second or more than one second in some cases. The average residence time of the gas in the chamber may be less than one second in some cases. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may range from about 0.1 seconds to about 10 seconds. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may range from about 0.5 seconds to about 5 seconds. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may range from about 0.5 seconds to about 2 seconds. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may range from about 0.5 seconds to about 1 second. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may range from about 1 second to about 2 seconds. In some embodiments, the gas residence time in the chamber may be less than about 0.1 seconds, or more than about 10 seconds. The oxidation rate of the mixture depends on the components of the fuel, fuel concentration, oxygen concentration, pressure, temperature and other factors. Thus, the oxidation rate can be controlled by appropriately adjusting these parameters.

Реакционная камера 101 также может включать в себя один или несколько датчиков для определения таких характеристик, как температура, давление, скорость потока или других характеристик, соответствующих запуску и/или работе газотурбинной системы 100. Реакционная камера 101 также может включать в себя внутренние конструктивные элементы и/или устройства, которые обеспечивают регулирование характеристик процесса окисления. Например, реакционная камера 101 может включать в себя устройства для отклонения потока, клапаны и/или другие элементы, которые обеспечивают регулирование/контроль температуры, давления, скорости потока и/или других характеристик текучих сред в реакционной камере.The reaction chamber 101 may also include one or more sensors for determining characteristics such as temperature, pressure, flow rate, or other characteristics corresponding to the start and / or operation of the gas turbine system 100. The reaction chamber 101 may also include internal structural elements and / or devices that provide regulation of the characteristics of the oxidation process. For example, reaction chamber 101 may include flow deflectors, valves, and / or other elements that provide for controlling / controlling temperature, pressure, flow rate, and / or other characteristics of the fluids in the reaction chamber.

Реакционная камера 101 может иметь один или несколько впусков. Каждый из впусков может обеспечить подвод воздуха, топлива, воды или любой комбинации данных компонентов в реакционную камеру. Например, газообразная смесь топлива и воды из испарительной камеры 118 может быть подведена непосредственно в реакционную камеру 101. В некоторых вариантах реализации жидкая смесь 102 может быть подведена непосредственно в реакционную камеру 101 в жидком состоянии. Реакционная камера 101 имеет один или несколько выпусков, которые обеспечивают подвод окисленного топлива и/или других материалов к турбине 115.The reaction chamber 101 may have one or more inlets. Each of the inlets can provide air, fuel, water, or any combination of these components to the reaction chamber. For example, a gaseous mixture of fuel and water from the evaporation chamber 118 may be supplied directly to the reaction chamber 101. In some embodiments, the liquid mixture 102 may be supplied directly to the reaction chamber 101 in a liquid state. The reaction chamber 101 has one or more outlets that allow the supply of oxidized fuel and / or other materials to the turbine 115.

В показанном примере выпускная труба 132 обеспечивает подвод выходящего газа к входу турбины 115 посредством трубопровода 130. Во время процесса нагрева и/или во время длительной работы газ, выходящий из реакционной камеры 101 по выпускам, может включать в себя продукты полного окисления топлива, химически неактивные газы и только ничтожно малые количества оксидов азота и диоксида углерода. В некоторых случаях газ, выходящий из реакционной камеры 101 по выпускам, может включать в себя неокисленное топливо, оксиды азота, диоксид углерода и/или другие материалы в количествах, превышающих ничтожно малые количества.In the example shown, the exhaust pipe 132 provides the supply of exhaust gas to the inlet of the turbine 115 through the pipe 130. During the heating process and / or during continuous operation, the gas leaving the exhaust reaction chamber 101 may include chemically inactive products of complete oxidation of the fuel gases and only negligible amounts of nitrogen oxides and carbon dioxide. In some cases, the gas leaving the reaction chamber 101 at the exhaust may include unoxidized fuel, nitrogen oxides, carbon dioxide and / or other materials in amounts exceeding negligible amounts.

При эксплуатации давление в реакционной камере 101 может быть повышено, например, до давления, превышающего атмосферное давление, и/или до давления, превышающего давление окружающей среды в наружном пространстве вокруг реакционной камеры 101. Давление в реакционной камере может быть обеспечено посредством компрессора 114 и/или другого устройства создания давления. В некоторых примерах манометрическое давление в реакционной камере 101, находящейся под давлением, составляет более двух фунтов на квадратный дюйм (13,79 кПа) (то есть более чем на два фунта на квадратный дюйм превышает давление окружающей среды в пространстве, наружном по отношению к реакционной камере). В некоторых случаях манометрическое давление в реакционной камере 101 во время работы составляет от десяти от пятидесяти фунтов на квадратный дюйм (от 68,9476 до 344,738 кПа) или более.During operation, the pressure in the reaction chamber 101 may be increased, for example, to a pressure exceeding atmospheric pressure and / or to a pressure exceeding the ambient pressure in the outer space around the reaction chamber 101. The pressure in the reaction chamber may be provided by means of compressor 114 and / or other pressure generating device. In some examples, the gauge pressure in the pressurized reaction chamber 101 is more than two psi (13.79 kPa) (i.e., more than two psi higher than the ambient pressure in the space external to the reaction camera). In some cases, the gauge pressure in the reaction chamber 101 during operation is from ten to fifty pounds per square inch (68.9476 to 344.738 kPa) or more.

Материалы, подаваемые в реакционную камеру 101, находящуюся под давлением, могут быть введены в реакционную камеру 101 при высоком давлении, например, давлении, превышающем давление внутри реакционной камеры 101. Например, воздух, топливо и/или вода могут быть введены в реакционную камеру 101, находящуюся под давлением, под давлением, равным внутреннему давлению в реакционной камере 101 или превышающим внутреннее давление в реакционной камере 101. Высокое давление в реакционной камере 101 обеспечивает подвод текучей среды из реакционной камеры в турбину 115, что позволяет газу, выходящему из реакционной камеры 101, снабжать турбину энергией.The materials supplied to the pressure chamber 101 can be introduced into the reaction chamber 101 at high pressure, for example, a pressure higher than the pressure inside the reaction chamber 101. For example, air, fuel and / or water can be introduced into the reaction chamber 101 under pressure, at a pressure equal to the internal pressure in the reaction chamber 101 or greater than the internal pressure in the reaction chamber 101. High pressure in the reaction chamber 101 provides the supply of fluid from the reaction chamber to a casing 115, which allows the gas leaving the reaction chamber 101 to supply energy to the turbine.

Турбина 115 обеспечивает преобразование энергии газообразного продукта окисления в механическую энергию вращательного движения. Приведенная в качестве примера турбина 115 обеспечивает прием окисленного топлива через вход турбины, расширение окисленного топлива между входом турбины и выходом турбины и отвод расширенного газа через выход турбины. Турбина 115 может обеспечить передачу механической энергии вращательного движения компрессору 114 посредством вала 105. Турбина 115 может обеспечить передачу механической энергии вращательного движения генератору 119 посредством вала 105. В некоторых вариантах реализации система 100 может включать в себя турбину, которая работает по-другому.Turbine 115 converts the energy of the gaseous oxidation product into mechanical energy of rotational motion. An exemplary turbine 115 receives oxidized fuel through a turbine inlet, expands oxidized fuel between a turbine inlet and a turbine outlet, and expands the expanded gas through a turbine outlet. Turbine 115 may provide rotational mechanical energy to compressor 114 via shaft 105. Turbine 115 may provide rotational mechanical energy to generator 119 via shaft 105. In some embodiments, system 100 may include a turbine that operates differently.

Генератор 119 преобразует энергию вращательного движения от турбины 115 в электрическую энергию. Например, генератор 119 может обеспечить отдачу электрической энергии в электрическую сеть или в систему, которая накапливает электрическую энергию и/или работает на электрической энергии. В некоторых вариантах реализации генератор 119 может сообщать механическую энергию компрессору 114 во время запуска. Например, генератор может быть выполнен с возможностью работы в режиме двигателя, который обеспечивает преобразование электрической мощности в механическую энергию. В некоторых случаях система 100 может работать без передачи энергии генератору 119. Например, система 100 может работать как термический окислитель для разложения топлива и/или других материалов (например, материалов в жидкой смеси 102) независимо от выработки энергии.A generator 119 converts rotational energy from a turbine 115 into electrical energy. For example, generator 119 may provide for the transfer of electrical energy to an electrical network or to a system that stores electrical energy and / or runs on electrical energy. In some implementations, generator 119 may provide mechanical energy to compressor 114 during startup. For example, the generator may be configured to operate in an engine mode that converts electrical power into mechanical energy. In some cases, system 100 may operate without transferring energy to generator 119. For example, system 100 may act as a thermal oxidizer to decompose fuel and / or other materials (eg, materials in liquid mixture 102) regardless of energy generation.

В некоторых вариантах работы приведенной в качестве примера системы 100 реакционная камера 101 работает в реакционном состоянии. Источник 110 воздуха обеспечивает подачу воздуха в компрессор 114. Компрессор 114 осуществляет сжатие воздуха и подвод сжатого воздуха в теплообменник 122. Теплообменник 122 обеспечивает нагрев сжатого воздуха. Жидкая смесь 102, которая включает в себя жидкое топливо и воду в жидком состоянии, подводится в испарительную камеру 118 через устройство 108 создания давления. Жидкая смесь 102 испаряется в испарительной камере 118 с образованием газовой смеси. Газовая смесь включает в себя топливо и воду, при этом оба компонента находятся в газовой фазе, которая может включать в себя топливо и/или водяной пар. Газовая смесь соединяется с нагретым сжатым воздухом в трубопроводе 128. Получающаяся в результате смесь воздуха, топлива и воды вводится в реакционную камеру 101. Смесь нагревается и топливо окисляется в реакционной камере 101.In some embodiments of the exemplary system 100, the reaction chamber 101 operates in a reaction state. Air source 110 provides air to compressor 114. Compressor 114 compresses air and supplies compressed air to heat exchanger 122. Heat exchanger 122 provides heating of compressed air. The liquid mixture 102, which includes liquid fuel and water in a liquid state, is supplied to the evaporation chamber 118 through a pressure generating device 108. The liquid mixture 102 evaporates in the evaporation chamber 118 to form a gas mixture. The gas mixture includes fuel and water, while both components are in the gas phase, which may include fuel and / or water vapor. The gas mixture is connected to the heated compressed air in line 128. The resulting mixture of air, fuel and water is introduced into the reaction chamber 101. The mixture is heated and the fuel is oxidized in the reaction chamber 101.

В некоторых вариантах реализации смесь остается в реакционной камере 101 достаточно долго для окисления по существу всего топлива в смеси. В некоторых случаях тепло, выделяющееся в реакционной камере 101 при окислении испарившегося топлива из жидкой смеси 102, может обеспечить достаточное количество тепловой энергии для нагрева поступающего топлива до температуры окисления при одновременном поддержании внутренней температуры реакционной камеры 101 на уровне, превышающем температуру, требуемую для окисления топлива и снабжения турбины 115 энергией.In some embodiments, the mixture remains in the reaction chamber 101 long enough to oxidize substantially all of the fuel in the mixture. In some cases, the heat released in the reaction chamber 101 during the oxidation of the evaporated fuel from the liquid mixture 102 can provide sufficient heat to heat the incoming fuel to an oxidation temperature while maintaining the internal temperature of the reaction chamber 101 above the temperature required for oxidizing the fuel and supplying turbine 115 with energy.

Выходящий газ, который включает в себя газообразный продукт окисления и воду, подается через реакционную камеру 101 в выпуск реакционной камеры к турбине 115. Температура выходящего газа, выходящего из реакционной камеры, может составлять приблизительно 1600°F (871,1°С) или более, или выходящий газ может иметь более низкую температуру. Выходящий газ может быть подвергнут фильтрации перед поступлением его на вход турбины. Газообразный продукт окисления может быть охлажден посредством текучей среды (например, воздуха и/или другого газа или жидкости), подаваемой к продукту окисления перед турбиной 115, например, для предотвращения перегрева турбины 115.The exhaust gas, which includes the gaseous oxidation product and water, is supplied through the reaction chamber 101 to the outlet of the reaction chamber to the turbine 115. The temperature of the exhaust gas leaving the reaction chamber may be about 1600 ° F. (871.1 ° C.) or more , or the exhaust gas may have a lower temperature. The exhaust gas may be filtered before entering the turbine inlet. The gaseous oxidation product can be cooled by means of a fluid (for example, air and / or another gas or liquid) supplied to the oxidation product in front of the turbine 115, for example, to prevent overheating of the turbine 115.

Выходящий газ снабжает энергией турбину 115, и турбина 115 обеспечивает преобразование тепловой энергии выходящего газа в механическую энергию вращательного движения. Механическая энергия вращательного движения, подаваемая турбиной 115, обеспечивает приведение в действие компрессора 114 и/или генератора 119. Турбина 115 обеспечивает подвод выходящего газа из выхода турбины 115 к теплообменнику 122. Выходящий газ снабжает тепловой энергией теплообменник 122. Выходящий газ также может быть подведен в испарительную камеру 118 и может обеспечить снабжение испарительной камеры 118 тепловой энергией. Выходящий газ выходит из системы, например, по выпускной/выхлопной трубе.The exhaust gas energizes the turbine 115, and the turbine 115 converts the thermal energy of the exhaust gas into mechanical energy of rotational motion. The mechanical rotational energy supplied by the turbine 115 enables the compressor 114 and / or the generator 119 to be driven. The turbine 115 provides the outlet gas from the outlet of the turbine 115 to the heat exchanger 122. The exhaust gas provides heat energy to the heat exchanger 122. The exhaust gas can also be supplied to the evaporation chamber 118 and can provide heat to the evaporation chamber 118. Exhaust gas exits the system, for example, through an exhaust / exhaust pipe.

Система окисления может работать как устройство для борьбы с загрязнением за счет обработки сточных вод, жидких отходов и отходов в виде смесей с любой концентрацией топлива или загрязняющих веществ. Система также выполнена с возможностью обработки газообразных отходов и отходов в виде смесей в концентрациях, которые не подходят для обеспечения самоподдерживающейся реакции, посредством подачи дополнительного жидкого топлива или газообразного топлива для поддержания хода реакции. Соответственно, система может обеспечить деструкцию газообразных и/или жидких отходов при одновременном обеспечении преимуществ, заключающихся в более высокой эффективности, увеличенной мощности и получении более экологически безопасных, побочных продуктов.The oxidation system can work as a device for combating pollution by treating wastewater, liquid waste and waste in the form of mixtures with any concentration of fuel or pollutants. The system is also capable of treating gaseous wastes and wastes in the form of mixtures in concentrations that are not suitable for providing a self-sustaining reaction by supplying additional liquid fuel or gaseous fuel to maintain the course of the reaction. Accordingly, the system can ensure the destruction of gaseous and / or liquid wastes while providing the advantages of higher efficiency, increased capacity and more environmentally friendly, by-products.

Фиг.5 показывает другую приведенную в качестве примера, газотурбинную систему 200, в которой может использоваться топливо, которое смешано с водой. Данные варианты осуществления включают загрязняющие вещества из газификатора, которые могут быть окислены в реакционной камере 101 посредством процесса постепенного окисления. В приведенной в качестве примера системе 200 жидкая смесь 102 вводится в нагретый воздушный поток в трубопроводе 128. Жидкая смесь 102 подается из резервуара 104 посредством устройства 108 создания давления и из устройства 108 создания давления по трубопроводу 134. Жидкая смесь 102 на фиг.5 подается из трубопровода 134 в трубопровод 128, в котором жидкая смесь 102 смешивается с нагретым воздухом. Тепловая энергия от нагретого воздуха в трубопроводе 128 обеспечивает испарение жидкой смеси 102 для образования газовой смеси. По существу приведенная в качестве примера система 200 не требует отдельной испарительной камеры. Тепловая энергия в воздухе может быть достаточной для испарения жидкой смеси 102 перед вводом в реакционную камеру 101. Другие компоненты системы 200 могут функционировать по существу так же, как описано в отношении приведенной в качестве примера системы 100 по фиг.4.5 shows another exemplary gas turbine system 200 in which fuel that is mixed with water can be used. These embodiments include gasifier contaminants that can be oxidized in the reaction chamber 101 through a gradual oxidation process. In the exemplary system 200, the liquid mixture 102 is introduced into the heated air stream in the pipe 128. The liquid mixture 102 is supplied from the reservoir 104 by the pressure generating device 108 and from the pressure generating device 108 through the pipe 134. The liquid mixture 102 in FIG. line 134 to line 128, in which the liquid mixture 102 is mixed with heated air. The thermal energy from the heated air in line 128 provides vaporization of the liquid mixture 102 to form the gas mixture. Essentially, an exemplary system 200 does not require a separate evaporation chamber. The thermal energy in air may be sufficient to vaporize the liquid mixture 102 before being introduced into the reaction chamber 101. Other components of the system 200 may function essentially as described with respect to the exemplary system 100 of FIG. 4.

На фиг.5 показана жидкая смесь 102, поступающая в поток воздуха за теплообменником 122 по ходу потока. Жидкая смесь 102 в качестве дополнения или альтернативного варианта может быть введена до теплообменника 122 по ходу потока при условии, что тепловой энергии в воздухе достаточно для испарения смеси. Несмотря на то что данный подход может вызвать снижение эффективности/кпд системы, он может обеспечить возможность использования смесей даже более бедного топлива и воды. Кроме того, тепло отработавших газов на выходе теплообменника 122 может быть использовано для других применений.Figure 5 shows a liquid mixture 102 entering the air stream behind the heat exchanger 122 along the stream. The liquid mixture 102, in addition or as an alternative, can be introduced upstream of the heat exchanger 122, provided that there is sufficient thermal energy in the air to evaporate the mixture. Although this approach may cause a decrease in system efficiency / efficiency, it can provide the possibility of using mixtures of even poorer fuel and water. In addition, the heat of the exhaust gases at the outlet of the heat exchanger 122 can be used for other applications.

Фиг.6 показывает пример газотурбинной системы 300, которая может осуществлять обработку жидкостей. Система 300 включает в себя источник 136 топлива и источник 131 жидкости. В некоторых вариантах осуществления в источник 131 жидкости может подаваться жидкость (например, вода) из газификатора. В подобных вариантах осуществления жидкость может включать в себя загрязняющие вещества, которые могут быть окислены во время процесса постепенного окисления в реакционной камере 101. Жидкая смесь 138 в резервуаре 104 для текучей среды включает в себя жидкость из источника 131 жидкости. В некоторых вариантах реализации в систему 300 подается комбинация жидкого топлива и газообразного топлива. Например, газообразное топливо может обеспечиваться посредством источника 136 топлива, и жидкое топливо может обеспечиваться посредством источника 131 жидкости. В некоторых вариантах реализации в систему 300 подается только или главным образом жидкое топливо из источника 131 жидкости, и источник топлива обеспечивает подачу незначительного количества дополнительного топлива или не подает никакое дополнительное топливо. В некоторых вариантах осуществления в систему 300 подается только или главным образом газообразное топливо из источника 136 топлива, и источник 131 жидкости обеспечивает подачу незначительного количества дополнительного топлива или не подает никакое дополнительное топливо.6 shows an example of a gas turbine system 300 that can process liquids. System 300 includes a fuel source 136 and a liquid source 131. In some embodiments, liquid (eg, water) may be supplied to a fluid source 131 from a gasifier. In such embodiments, the fluid may include contaminants that may be oxidized during the gradual oxidation process in the reaction chamber 101. The fluid mixture 138 in the fluid reservoir 104 includes fluid from a fluid source 131. In some embodiments, a combination of liquid fuel and gaseous fuel is supplied to system 300. For example, gaseous fuel may be provided by a fuel source 136, and liquid fuel may be provided by a liquid source 131. In some embodiments, only or mainly liquid fuel is supplied to the system 300 from a liquid source 131, and the fuel source provides a small amount of additional fuel or no additional fuel. In some embodiments, only or mainly gaseous fuel is supplied from the fuel source 136 to the system 300, and the liquid source 131 provides a small amount of additional fuel or no additional fuel.

Приведенный в качестве примера источник 136 топлива обеспечивает подачу топлива в систему 300 в некоторых случаях для поддержания процесса окисления в реакционной камере 101 и/или для нагрева реакционной камеры 101. В приведенной в качестве примера системе 300 может использоваться топливо, которое исходно является газообразным, и/или в системе 300 может использоваться жидкое или твердое топливо, которое может быть преобразовано в газ или пар.An exemplary fuel source 136 provides fuel to the system 300 in some cases to support the oxidation process in the reaction chamber 101 and / or to heat the reaction chamber 101. In the exemplary system 300, fuel that is initially gaseous can be used, and / or in the system 300, liquid or solid fuels can be used, which can be converted to gas or steam.

Источник 136 топлива может обеспечить подачу топлива одного вида и/или многих разных видов топлива, один или все из которых могут быть окислены в реакционной камере 101. Источник 136 топлива может обеспечить подачу углеводородного топлива и/или других видов топлива. Источник 136 топлива может обеспечить подачу бедного топлива. Бедное топливо может включать в себя газы с низкой теплотворной способностью (то есть с малой энергией на единицу массы) и/или топливо, имеющее малую теплоту сгорания. К бедному топливу могут относиться газы, содержащие топливо в концентрации, которая меньше концентрации, обеспечивающей возможность поддержания открытого пламени и/или другой реакции горения. Например, топливо может быть смешано с воздухом, при этом в результате получается концентрация топлива, которая ниже концентрации, соответствующей нижнему взрывоопасному пределу (LEL) для топлива.A fuel source 136 can provide fuel of one type and / or many different types of fuel, one or all of which can be oxidized in the reaction chamber 101. A fuel source 136 can provide a supply of hydrocarbon fuel and / or other types of fuel. Fuel source 136 may provide lean fuel. Poor fuel may include gases with low calorific value (i.e., low energy per unit mass) and / or fuel having a low calorific value. Poor fuels may include gases that contain fuels in a concentration that is less than the concentration that makes it possible to maintain an open flame and / or other combustion reaction. For example, fuel can be mixed with air, resulting in a concentration of fuel that is lower than the concentration corresponding to the lower explosive limit (LEL) for fuel.

В некоторых случаях подача подобного бедного топлива к искре или в пламя, даже в присутствии воздуха, может вызвать задувание искры или пламени без окисления топлива в смеси. Однако, когда температура бедного топлива повышается до температуры, превышающей температуру его самовозгорания, топливо может окисляться в присутствии воздуха без введения искры или пламени. Конкретный пример бедного топлива включает в себя газ, который представляет собой большей частью диоксид углерода или азот и содержит малые количества метана, этана, моноксида углерода и других видов топлива. Подобный газ часто выходит из так называемых непродуктивных скважин для добычи природного газа. Источник 136 топлива может обеспечивать подачу топлива, отличающегося от бедного топлива, или в дополнение к бедному топливу. Например, в некоторых вариантах реализации источник 136 топлива может обеспечивать подачу пропана, бутана, керосина, бензина и/или топлива других видов помимо бедного топлива или в дополнение к бедному топливу. В некоторых случаях источник 136 топлива может обеспечивать подачу водородного топлива.In some cases, supplying such poor fuel to a spark or flame, even in the presence of air, can cause blowing of the spark or flame without oxidizing the fuel in the mixture. However, when the temperature of the lean fuel rises to a temperature above its spontaneous combustion temperature, the fuel can oxidize in the presence of air without introducing a spark or flame. A specific example of lean fuel includes gas, which is mostly carbon dioxide or nitrogen and contains small amounts of methane, ethane, carbon monoxide and other fuels. Such gas often comes out of so-called unproductive wells for natural gas production. A fuel source 136 may provide fuel other than poor fuel, or in addition to poor fuel. For example, in some embodiments, fuel source 136 may provide propane, butane, kerosene, gasoline, and / or other types of fuel in addition to poor fuel or in addition to poor fuel. In some cases, fuel source 136 may provide hydrogen fuel.

Источник 136 топлива может содержать газ, выделяющийся при разложении отходов на свалке/в месте захоронения отходов, который может иметь только небольшое процентное содержание топлива в виде метана (например, 3 процента или менее). Газ, имеющий подобную низкую концентрацию метана, может иметь концентрацию, которая ниже концентрации, соответствующей нижнему взрывоопасному пределу. Нижний взрывоопасный предел (LEL) для топлива может относиться к самой низкой концентрации топлива в воздухе, обеспечивающей возможность образования вспышки огня в присутствии источника воспламенения. Концентрации, более низкие по сравнению с нижним взрывоопасным пределом (LEL), как правило, имеют слишком малое значение для горения. Разные виды топлива имеют разные значения нижнего взрывоопасного предела (LEL), как правило, в диапазоне от приблизительно 1 объемного процента до 5 объемных процентов, хотя некоторые виды топлива имеют нижний взрывоопасный предел вне данного диапазона приблизительных значений. Некоторые конкретные примеры значений нижнего взрывоопасного предела (LEL) составляют (приблизительно, на основе объема) 3 объемных процента для этана, 4 объемных процента для водорода, 5 объемных процентов для метана и 2 объемных процента для пропана.The fuel source 136 may contain gas released during decomposition of waste in a landfill / landfill, which may have only a small percentage of fuel in the form of methane (for example, 3 percent or less). A gas having a similar low concentration of methane may have a concentration that is lower than the concentration corresponding to the lower explosive limit. The lower explosive limit (LEL) for fuel may refer to the lowest concentration of fuel in the air, allowing the formation of a flash of fire in the presence of an ignition source. Concentrations lower than the lower explosive limit (LEL) are generally too low for combustion. Different fuels have different values of the lower explosive limit (LEL), usually in the range from about 1 volume percent to 5 volume percent, although some types of fuel have a lower explosive limit outside this range of approximate values. Some specific examples of lower explosive limit (LEL) values are (approximately based on volume) 3 volume percent for ethane, 4 volume percent for hydrogen, 5 volume percent for methane and 2 volume percent for propane.

Топливо из источника 136 топлива может представлять собой топливо из природного (например, «неантропологического») источника или топливо из искусственного (например, антропологического) источника. Например, источник 136 топлива может обеспечить подачу метана из отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота, из болота, рисовой фермы и/или метана, образуемого посредством ферментации или другой биологической или химической обработки органического вещества. Другие приводимые в качестве примера источники топлива могут включать навоз, бытовые отходы, заболоченные земли, газ, просачивающийся из мест утечки в системе 300 или других системах, или операции бурения и извлечения. В некоторых вариантах реализации источник 136 топлива включает в себя топливо, смешанное с водой, и топливо из источника 136 топлива включает в себя водяной пар. В некоторых вариантах реализации источник 136 топлива обеспечивает подачу только газообразного топлива в систему 300. В системе 300 также могут быть использованы один или несколько дополнительных источников топлива. Например, газообразное топливо может подаваться в систему посредством источника 136 топлива, и жидкое топливо может подаваться в систему 300 посредством источника 131 жидкости.The fuel from fuel source 136 may be fuel from a natural (eg, “non-anthropological”) source or fuel from an artificial (eg, anthropological) source. For example, fuel source 136 may provide methane from livestock waste, from swamps, rice farms, and / or methane produced by fermentation or other biological or chemical treatment of organic matter. Other exemplary fuel sources may include manure, household waste, wetlands, gas leaking from leaks in system 300 or other systems, or drilling and recovery operations. In some embodiments, the fuel source 136 includes fuel mixed with water, and the fuel from the fuel source 136 includes water vapor. In some embodiments, the fuel source 136 provides only gaseous fuel to the system 300. One or more additional fuel sources may also be used in the system 300. For example, gaseous fuel may be supplied to the system via a fuel source 136, and liquid fuel may be supplied to the system 300 through a liquid source 131.

В тех случаях, когда предусмотрено твердое топливо, процесс преобразования может быть использован для преобразования твердого топлива в газообразное топливо, которое может быть затем использовано системой 300 посредством нагнетания газообразного топлива посредством источника 136 топлива. Процесс преобразования может предусматривать использование газификатора, как разъяснено выше. В тех случаях, когда предусмотрено жидкое топливо, жидкое топливо может быть добавлено в резервуар 104 для жидкости посредством источника 131 жидкости, из которого оно всасывается в систему с жидкой смесью 138. Соответственно, система 300 может быть выполнена с возможностью приема топлива в твердом, жидком или газообразном виде.In cases where solid fuel is provided, the conversion process can be used to convert solid fuel to gaseous fuel, which can then be used by system 300 by injecting gaseous fuel through a fuel source 136. The conversion process may include the use of a gasifier, as explained above. In cases where liquid fuel is provided, liquid fuel can be added to the liquid tank 104 through a liquid source 131 from which it is sucked into the liquid mixture system 138. Accordingly, the system 300 can be configured to receive fuel in a solid, liquid or gaseous form.

Источник 131 жидкости обеспечивает подачу всей или части жидкой смеси 138 в резервуар 104 для текучей среды. Жидкая смесь 138, подаваемая из источника 131 жидкости, может включать в себя жидкую смесь 102 или может быть идентична жидкой смеси 102, описанной в связи с другими вариантами осуществления, описанными в данном документе. Источник 131 жидкости может включать в себя множество разных источников воды в жидком состоянии, жидкого топлива и/или других жидкостей, подлежащих обработке посредством системы 300. В некоторых вариантах осуществления жидкая смесь 102 включает в себя загрязняющие вещества, образующиеся в результате мокрой очистки потока газа в газификаторе. В некоторых вариантах реализации источник 131 жидкости обеспечивает подачу только воды в жидком состоянии, только жидкого топлива или некоторой комбинации двух компонентов.A fluid source 131 provides all or part of the fluid mixture 138 to a fluid reservoir 104. The fluid mixture 138 supplied from the fluid source 131 may include a fluid mixture 102 or may be identical to the fluid mixture 102 described in connection with other embodiments described herein. The liquid source 131 may include many different sources of liquid water, liquid fuel, and / or other liquids to be processed by the system 300. In some embodiments, the liquid mixture 102 includes contaminants resulting from wet cleaning of the gas stream in gasifier. In some embodiments, a fluid source 131 provides only water in a liquid state, only liquid fuel, or some combination of two components.

К некоторым примерам источников текучих сред относятся предприятия винодельческой промышленности, предприятия по производству этанола, мусорные свалки/места захоронения отходов, предприятия по производству спиртов, угольные шахты, нефтеперерабатывающие заводы, металлургические предприятия, химические заводы, нефтяные месторождения, заболоченные местности, канализационные очистные сооружения и/или другие источники жидкого топлива и/или воды в жидком состоянии. Например, потоки в виноделии, при производстве этанола и при пивоварении могут иметь некондиционные продукты, содержащие воду, которые могут быть подвергнуты обработке в системе 300. Этанол производят сотнями способов, например, в больших и малых перегонных аппаратах, любой из которых может быть использован в качестве источника 131 жидкости. По мере расширения области использования биотоплива все больше исходных продуктов используются для производства этанола. В тех случаях, когда такие исходные материалы, как водоросли, пуэрария (кудзу) или древесина, используются для производства этанола, система 300 может обеспечить разложение лигнина, волокна и малоэффективных потоков.Some examples of fluid sources include wineries, ethanol enterprises, landfills / landfills, alcohol plants, coal mines, oil refineries, steel mills, chemical plants, oil fields, wetlands, sewage treatment plants, and / or other sources of liquid fuel and / or water in a liquid state. For example, flows in winemaking, in the production of ethanol and in brewing may have substandard products containing water, which can be processed in system 300. Ethanol is produced in hundreds of ways, for example, in large and small distillation apparatuses, any of which can be used in as a source of 131 liquids. As the use of biofuels expands, more and more raw materials are used to produce ethanol. In cases where raw materials such as algae, pueraria (kudzu), or wood are used to produce ethanol, system 300 can provide for the decomposition of lignin, fiber, and inefficient streams.

Жидкая смесь 138 может включать в себя спирт во множестве разных концентраций, например, 40 установленных градусов крепости, 100 установленных градусов крепости и/или в других концентрациях. Как таковая, система 300 может быть размещена, например, на пивоварне, на предприятии по переработке биомассы или на предприятии по производству этанола для потребления побочных продуктов на предприятии. Система 300 также может находиться в отдельном месте и получать побочные продукты посредством доставки или дистрибуции. Помимо данных примеров жидкая смесь 138 может быть получена и/или образована другим способом.The fluid mixture 138 may include alcohol in a variety of different concentrations, for example, 40 set degrees of strength, 100 set degrees of strength and / or other concentrations. As such, system 300 may be located, for example, in a brewery, in a biomass processing plant, or in an ethanol plant for the consumption of by-products in a plant. System 300 may also be located in a separate location and receive by-products through delivery or distribution. In addition to these examples, a liquid mixture 138 can be obtained and / or formed in another way.

Система 300 может функционировать на основе использования топлива из источника 136 топлива, система 300 может функционировать на основе использования топлива из источника 131 жидкости, и/или система 300 может функционировать на основе использования топлива как из источника 136 топлива, так и из источника 131 жидкости одновременно и/или в разные моменты времени. Например, на угольных шахтах, где требуется энергия для бурения скважин для извлечения и отвода метана, система 300 вначале может работать на керосине или этаноле из источника 131 жидкости. Поскольку происходит улавливание метана из угольных шахт, метан может служить в качестве источника 136 топлива и может вытеснять керосин или этанол до тех пор, пока только отведенный метан не станет представлять собой единственное топливо для системы 300.The system 300 may operate based on the use of fuel from a fuel source 136, the system 300 may operate based on the use of fuel from a liquid source 131, and / or the system 300 may operate based on the use of fuel from both a fuel source 136 and a liquid source 131 at the same time. and / or at different points in time. For example, in coal mines, where energy is required to drill wells to extract and discharge methane, system 300 may initially operate on kerosene or ethanol from a fluid source 131. Since methane is captured from coal mines, methane can serve as a source of fuel 136 and can displace kerosene or ethanol until only the recovered methane is the only fuel for system 300.

Как только отведенный метан будет в достаточной мере исчерпан, система 300 может работать на метане из вентиляционных шахт, обеспечивая экологически чистую энергию и уничтожая парниковый газ. На металлургических предприятиях экологически чистая энергия может подаваться системой 300, работающей на керосине или этаноле из источника 131 жидкости. Когда станет доступным доменный газ, система 300 может работать на доменном газе из источника 136 топлива. На нефтеперерабатывающих заводах или химических заводах отработавший газ, несущий летучие органические соединения, может служить в качестве топлива для системы 300 вместо сжигания его в тепловом окислителе. Некондиционные побочные продукты, такие как лигроин, могут быть использованы в качестве дополнительного топлива и выработки экологически чистой энергии, например, вместо их сбора и транспортировки посредством грузовых автомобилей в место сброса отходов. Газ с мусорных свалок, имеющий низкое содержание метана, может быть объединен с газом из нефтегазовых месторождений вблизи мусорной свалки для выработки экологически чистой энергии. Помимо данных примеров система 300 может работать на основе использования жидкого топлива и газообразного топлива другим способом.Once the exhausted methane is sufficiently exhausted, system 300 can run on methane from the ventilation shafts, providing clean energy and destroying greenhouse gas. In metallurgical enterprises, clean energy can be supplied by a system 300 operating on kerosene or ethanol from a source 131 of liquid. When blast furnace gas becomes available, system 300 may run on blast furnace gas from a fuel source 136. In refineries or chemical plants, exhaust gas carrying volatile organic compounds can serve as fuel for system 300 instead of being burned in a thermal oxidizer. Substandard by-products, such as naphtha, can be used as additional fuel and generate clean energy, for example, instead of being collected and transported by trucks to a landfill. Landfill gas having a low methane content can be combined with gas from oil and gas fields near the landfill to generate clean energy. In addition to these examples, system 300 may operate based on the use of liquid fuel and gaseous fuel in another way.

Когда жидкая смесь 138 включает в себя жидкое топливо, система 300 может работать по существу так же, как система 100 по фиг.4. Например, испарительная камера 118 может обеспечить испарение жидкой смеси 138 и получающаяся в результате газовая смесь может быть объединена с воздухом и подведена в реакционную камеру 101. Испарившееся топливо из испарительной камеры 118 может обеспечить снабжение системы 300 топливом без топлива из источника 136 топлива. В некоторых случаях поток воздуха из теплообменника 122 включает в себя топливо из источника 136 топлива. По существу топливо из источника 136 топлива и испарившееся топливо из испарительной камеры 118 могут быть объединены, и оба топлива могут быть одновременно подвергнуты окислению в реакционной камере 101.When the liquid mixture 138 includes liquid fuel, the system 300 can operate essentially the same as the system 100 of FIG. 4. For example, the evaporation chamber 118 can provide vaporization of the liquid mixture 138 and the resulting gas mixture can be combined with air and brought into the reaction chamber 101. The evaporated fuel from the evaporation chamber 118 can provide fuel-free system 300 with fuel from the fuel source 136. In some cases, the air flow from the heat exchanger 122 includes fuel from a fuel source 136. Essentially the fuel from the fuel source 136 and the vaporized fuel from the evaporation chamber 118 can be combined, and both fuels can be simultaneously oxidized in the reaction chamber 101.

В некоторых вариантах реализации жидкая смесь 138 не включает в себя значительных количеств жидкого топлива, и система 300 работает полностью или по существу полностью на топливе из источника 136 топлива. Например, жидкая смесь 138 может включать в себя воду в жидком состоянии и/или другие материалы, которые не выделяют значительных количеств тепловой энергии при подвергании их обработке в реакционной камере 101. В подобных случаях тепло, выделяющееся в реакционной камере 101 при окислении топлива из источника 136 топлива, может обеспечить разложение загрязняющих веществ, побочных продуктов и/или других материалов в жидкой смеси 138. В качестве примера вода в жидком состоянии с мусорной свалки/из места захоронения отходов может содержать токсичные материалы и/или другие типы загрязняющих веществ, которые могут быть подвергнуты разложению в реакционной камере 101. По существу источник 131 жидкости может представлять собой свалочный резервуар/место захоронения отходов, в котором образуются свалочные текучие среды. Свалочные текучие среды могут включать в себя метан, который подают в источник 136 топлива, и свалочные текучие среды могут включать в себя воду, которую конденсируют и подают в резервуар 104 для текучей среды.In some embodiments, the liquid mixture 138 does not include significant amounts of liquid fuel, and the system 300 runs entirely or substantially entirely on fuel from a fuel source 136. For example, the liquid mixture 138 may include liquid water and / or other materials that do not emit significant amounts of thermal energy when they are processed in the reaction chamber 101. In such cases, the heat released in the reaction chamber 101 when the fuel is oxidized from the source 136 fuels, can provide the decomposition of pollutants, by-products and / or other materials in a liquid mixture 138. As an example, liquid water from a landfill / landfill may contain toxic materials and / or other types of contaminants that can be decomposed in the reaction chamber 101. In essence, the liquid source 131 may be a landfill tank / landfill in which landfill fluids are generated. Landfill fluids may include methane, which is supplied to a fuel source 136, and landfill fluids may include water, which is condensed and fed to a fluid reservoir 104.

В приведенной в качестве примера системе 300 жидкая смесь 138 испаряется в испарительной камере 118 посредством использования тепла из теплообменника 122, как в системе 100 по фиг.4. Жидкая смесь 138 может быть в альтернативном варианте или дополнительно подвергнута испарению другим способом. Например, жидкая смесь 138 может быть подвергнута испарению посредством нагнетания смеси в поток горячего воздуха, как в системе 200 по фиг.5; в некоторых вариантах реализации жидкая смесь 138 может быть подвергнута испарению в реакционной камере 101.In the exemplary system 300, the liquid mixture 138 is vaporized in the evaporation chamber 118 by using heat from the heat exchanger 122, as in the system 100 of FIG. 4. The fluid mixture 138 may alternatively or additionally be evaporated in another manner. For example, the liquid mixture 138 may be vaporized by injecting the mixture into a stream of hot air, as in system 200 of FIG. 5; in some embodiments, the liquid mixture 138 may be vaporized in the reaction chamber 101.

В некоторых вариантах осуществления горючие газы могут быть добавлены посредством источника 136 топлива для регулирования эксплуатационных характеристик системы 300. Например, в вариантах осуществления, в которых смесь с низким содержанием топлива не содержит достаточного количества топлива для самоподдерживающегося разложения или в которых процесс окисления не может поддерживаться на основе содержания топлива только в жидкой смеси 138, горючие газы могут быть добавлены вместе с воздухом в источнике 110 воздуха посредством источника 136 топлива для обеспечения достаточного количества топлива для самоподдерживающегося процесса окисления. Горючие газы, которые могут быть добавлены посредством источника 136 топлива, включают в себя, например, без ограничения, водород, метан, этан, этилен, природный газ, пропан, пропилен, пропадиен, n-бутан, изобутан, бутилен-1, бутадиен, изопентан, n-пентан, ацетилен, гексан и моноксид углерода.In some embodiments, combustible gases may be added via a fuel source 136 to control the performance of the system 300. For example, in embodiments where the low fuel mixture does not contain enough fuel for self-sustaining decomposition or in which the oxidation process cannot be supported based on the fuel content of the liquid mixture only 138, combustible gases can be added together with air in the air source 110 through a source of 136 tons Pliva to provide sufficient fuel for self-sustaining oxidation process. Combustible gases that can be added via fuel source 136 include, for example, without limitation, hydrogen, methane, ethane, ethylene, natural gas, propane, propylene, propadiene, n-butane, isobutane, butylene-1, butadiene, isopentane, n-pentane, acetylene, hexane and carbon monoxide.

Количество горючих газов, добавляемых посредством источника 136 топлива, может регулироваться в зависимости от количества топлива, обнаруживаемого в жидкой смеси 138. Если содержание топлива в жидкой смеси 138 изменяется так, что смесь 138 будет иметь нежелательную концентрацию топлива, в ответ на это количество горючих газов, добавляемых в источнике 136 топлива, может быть увеличено или уменьшено. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 136 топлива, зависит от величины содержания топлива в жидкой смеси 138, поступающей в систему 300. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 136 топлива, зависит от сочетания величины содержания топлива в жидкой смеси 138 и температуры в реакционной камере 101. В некоторых вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 136 топлива, зависит от сочетания величины содержания топлива в жидкой смеси 138 и изменения температуры или скорости изменения температуры в реакционной камере 101.The amount of combustible gas added through the fuel source 136 can be controlled depending on the amount of fuel found in the liquid mixture 138. If the fuel content in the liquid mixture 138 is changed so that the mixture 138 will have an undesirable concentration of fuel in response to this amount of combustible gas added to the fuel source 136 can be increased or decreased. In some embodiments, the amount of combustible gas added to the fuel source 136 depends on the amount of fuel in the liquid mixture 138 entering the system 300. In some embodiments, the amount of combustible gas added in the fuel source 136 depends on a combination of the amount of fuel in liquid mixture 138 and temperature in the reaction chamber 101. In some embodiments, the amount of combustible gas added to the fuel source 136 depends on a combination of the fuel content in the liquid cm B 138 and the temperature or rate of temperature change in the reaction chamber 101.

Величина содержания топлива в жидкой смеси 138 может быть определена в резервуаре 104 для жидкости, между устройством 108 создания давления и испарительной камерой 118 или между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101. Поскольку в некоторых случаях некоторая часть топлива в жидкой смеси 138 может окисляться при нагреве жидкой смеси 138 посредством испарительной камеры 118, в некоторых вариантах осуществления предусмотрено то, что содержание топлива в жидкой смеси 138 определяется между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101. В подобных вариантах осуществления количество горючих газов, добавляемых в источнике 136 топлива, зависит от содержания топлива в жидкой смеси 138, определенного между испарительной камерой 118 и реакционной камерой 101.The amount of fuel in the liquid mixture 138 can be determined in the liquid tank 104, between the pressure generating device 108 and the vaporization chamber 118, or between the vaporization chamber 118 and the reaction chamber 101. Since in some cases some of the fuel in the liquid mixture 138 can oxidize when heated liquid mixture 138 by means of the evaporation chamber 118, in some embodiments, it is contemplated that the fuel content in the liquid mixture 138 is determined between the evaporation chamber 118 and the reaction chamber 101. In paragraph It is convenient embodiments, the amount of combustible gases added to the fuel source 136 depends on the fuel content in the liquid mixture 138, defined between the vaporization chamber 118 and reaction chamber 101.

В некоторых случаях жидкая смесь 138 может содержать дополнительные компоненты, которые могут не считаться топливом. Например, в некоторых вариантах осуществления жидкая смесь 138 может содержать загрязняющие вещества и воду. Загрязненная вода может представлять собой побочный продукт какого-либо другого процесса, и загрязненная вода подводится в систему 300 для окисления загрязненной воды или сточных вод. Например, загрязненная вода может поступать из газоочистителя, который представляет собой часть газификатора, подобного описанному выше, который может представлять собой источник 131 жидкости. В процессе газификации вода используется для очистки образующегося в результате газообразного топлива от загрязняющих веществ перед распределением газообразного топлива для использования. После этого загрязненная вода подается в систему 300, например, посредством осаждения загрязненной воды в резервуаре 104 для жидкости. Затем загрязненная вода всасывается в систему 300 способом, аналогичным описанному выше в отношении жидкой смеси 138, и вода испаряется во время окисления загрязняющих веществ в реакционной камере 101. Таким образом, система 300 может функционировать в качестве средства обработки и очистки загрязненной, токсичной или сточной воды. Система 300 может функционировать в качестве устройства для борьбы с загрязнением, которое обеспечивает очистку загрязненной воды при одновременном образовании минимального количества вредного газообразного побочного продукта в случае его наличия.In some cases, the fluid mixture 138 may contain additional components that may not be considered fuel. For example, in some embodiments, the implementation of the liquid mixture 138 may contain contaminants and water. Contaminated water may be a by-product of some other process, and contaminated water is supplied to system 300 to oxidize contaminated water or wastewater. For example, contaminated water may come from a scrubber, which is part of a gasifier similar to that described above, which may be a fluid source 131. In the gasification process, water is used to clean the resulting gaseous fuel from contaminants before distributing the gaseous fuel for use. After that, the contaminated water is supplied to the system 300, for example, by the deposition of contaminated water in the reservoir 104 for the liquid. The contaminated water is then sucked into the system 300 in a manner similar to that described above for the liquid mixture 138, and the water evaporates during the oxidation of the contaminants in the reaction chamber 101. Thus, the system 300 can function as a means of treating and treating contaminated, toxic or waste water . System 300 may function as a pollution control device that purifies contaminated water while minimizing the formation of a harmful gaseous by-product, if any.

В вариантах осуществления, в которых жидкая смесь 138 имеет очень низкое содержание топлива, содержит комбинацию низкого содержания топлива и загрязненной воды или включает в себя только загрязненную воду, дополняющее газообразное топливо может быть введено в систему 300 посредством источника 136 топлива, как разъяснено выше. В некоторых вариантах осуществления газообразное топливо представляет собой по существу единственное топливо, которое обеспечивает поддержание процесса окисления в реакционной камере 101. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено, что газообразное топливо представляет собой, по меньшей мере, часть газообразного топлива, получаемого посредством газификатора, и вода из газоочистителя, предусмотренного в газификаторе, вводится в систему 300 посредством источника 131 жидкости.In embodiments in which the liquid mixture 138 has a very low fuel content, comprises a combination of a low fuel content and contaminated water, or includes only contaminated water, the complementary gaseous fuel can be introduced into the system 300 via a fuel source 136, as explained above. In some embodiments, the gaseous fuel is essentially the only fuel that maintains the oxidation process in the reaction chamber 101. In some embodiments, the gaseous fuel is at least a portion of the gaseous fuel produced by the gasifier and water from the scrubber provided in the gasifier is introduced into the system 300 through a fluid source 131.

В некоторых случаях загрязненная вода, подаваемая в систему 300, может дополняться жидким топливом перед окислением в реакционной камере 101. Например, если загрязненная вода из газификатора вводится в резервуар 104 для жидкости, жидкое топливо может быть добавлено в резервуар 104 для жидкости для увеличения содержания топлива в жидкой смеси 138. Данный процесс может выполняться в дополнение к вводу газообразного топлива посредством источника 136 топлива или вместо ввода данного газообразного топлива.In some cases, the contaminated water supplied to the system 300 may be supplemented with liquid fuel before being oxidized in the reaction chamber 101. For example, if contaminated water from a gasifier is introduced into the liquid tank 104, liquid fuel may be added to the liquid tank 104 to increase the fuel content in liquid mixture 138. This process can be performed in addition to introducing gaseous fuel through a source of fuel 136 or instead of introducing a given gaseous fuel.

Система 200 по фиг.5 может быть адаптирована для приема жидкостей из источника 131 жидкости и/или топлива из источника 136 топлива. В любой из систем 100, 200, 300 жидкие смеси могут быть преобразованы в газ в реакционной камере и/или перед подводом смеси в реакционную камеру. В тех случаях, когда жидкую смесь преобразуют в газ до реакционной камеры, газообразная смесь может быть объединена с воздухом, топливом и/или другими газами в реакционной камере и/или до подвода воздуха, топлива и других газов в реакционную камеру. Перемещение текучих сред через системы 100, 200, 300, например, между различными компонентами систем может быть измерено датчиками и/или контрольно-измерительными устройствами, управление данным перемещением и/или регулирование данного перемещения может быть осуществлено посредством клапанов управления и других типов регуляторов потока, и/или перемещающиеся текучие среды могут содержаться в трубопроводах, трубах, каналах, камерах и/или конструктивных элементах других типов. По существу системы 100, 200, 300 могут включать в себя дополнительные устройства, конструктивные элементы и подсистемы, не показанные особо на фигурах.The system 200 of FIG. 5 may be adapted to receive fluids from a fluid and / or fuel source 131 from a fuel source 136. In any of the systems 100, 200, 300, liquid mixtures can be converted into gas in the reaction chamber and / or before the mixture is fed into the reaction chamber. In cases where the liquid mixture is converted to gas before the reaction chamber, the gaseous mixture can be combined with air, fuel and / or other gases in the reaction chamber and / or before the air, fuel and other gases are introduced into the reaction chamber. The movement of fluids through systems 100, 200, 300, for example, between different components of the systems can be measured by sensors and / or control devices, control of this movement and / or regulation of this movement can be carried out by means of control valves and other types of flow controllers, and / or moving fluids may be contained in pipelines, pipes, channels, chambers and / or structural elements of other types. Essentially, systems 100, 200, 300 may include additional devices, structural elements, and subsystems not shown specifically in the figures.

Фиг.7А и 7В представляют собой блок-схемы, показывающие поток текучей среды в приведенных в качестве примера, окислительных реакционных системах. На фиг.7А и 7В потоки воды, топлива и воздуха показаны схематически. Несмотря на то что текучие среды показаны отдельно на блок-схемах, в разных вариантах реализации текучие среды могут быть смешаны в одном или нескольких соответствующих местах. Например, вода в жидком состоянии и жидкое топливо, показанные на фиг.7А, могут представлять собой компоненты жидкой смеси 102 по фиг.1А-2В. В качестве другого примера топливо и воздух, показанные на фиг.7В, могут представлять собой воздушно-топливную смесь, поступающую в компрессор 114 по фиг.6.7A and 7B are flowcharts showing fluid flow in exemplary oxidative reaction systems. 7A and 7B, flows of water, fuel, and air are shown schematically. Although fluids are shown separately in flow diagrams, in various embodiments, fluids may be mixed in one or more appropriate places. For example, liquid water and liquid fuel shown in FIG. 7A may be components of the liquid mixture 102 of FIGS. 1A-2B. As another example, the fuel and air shown in FIG. 7B may be an air-fuel mixture entering the compressor 114 of FIG. 6.

Текучие среды показаны на фиг.7А и 7В как входящие в реакционную камеру 410 и выходящие из реакционной камеры 410. Каждая из текучих сред может быть подведена в реакционную камеру 410 отдельно от остальных показанных текучих сред, и/или одна или несколько из показанных текучих сред могут быть подведены в реакционную камеру 410 вместе с другой текучей средой. Например, в некоторых вариантах реализации воздух и смесь топлива и воды вводятся в реакционную камеру 410 по отдельности (то есть воздух вводят по первому впуску и смесь топлива и воды вводят по второму впуску), и в некоторых вариантах реализации воздух и смесь топлива и воды смешивают для образования смеси воздуха, топлива и воды перед поступлением топлива в реакционную камеру 410 (то есть смесь воздуха, топлива и воды может быть введена в реакционную камеру, находящуюся под давлением, по общему впуску).The fluids are shown in FIGS. 7A and 7B as entering the reaction chamber 410 and leaving the reaction chamber 410. Each of the fluids may be introduced into the reaction chamber 410 separately from the remaining fluids shown, and / or one or more of the fluids shown can be brought into the reaction chamber 410 together with another fluid. For example, in some embodiments, air and a mixture of fuel and water are separately introduced into the reaction chamber 410 (i.e., air is introduced through a first inlet and a mixture of fuel and water is introduced through a second inlet), and in some embodiments, air and a mixture of fuel and water are mixed to form a mixture of air, fuel and water before fuel enters the reaction chamber 410 (i.e., a mixture of air, fuel and water can be introduced into the reaction chamber under pressure at the common inlet).

В некоторых вариантах осуществления воздух смешивают посредством системы со смесью топлива и воды. В некоторых вариантах осуществления смесь топлива и воды представляет собой испарившийся газ. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают с водяной смесью. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают с паром. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают со смесью топлива и воды. В некоторых вариантах осуществления смесь топлива и воды представляет собой испарившийся газ.In some embodiments, air is mixed through a system with a mixture of fuel and water. In some embodiments, the fuel-water mixture is vaporized gas. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with the water mixture. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with steam. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with a mixture of fuel and water. In some embodiments, the fuel-water mixture is vaporized gas.

Пунктирные линии на фиг.7А и 7В представляют собой схематическое изображение тепловой энергии от реакционной камеры, используемой для повышения температуры текучих сред вне реакционной камеры 410. В некоторых вариантах реализации текучие среды нагревают вне реакционной камеры 410 без тепла от реакционной камеры 410, и один или несколько из процессов теплопередачи, представленных на фигурах, могут быть исключены. В некоторых вариантах реализации дополнительные и/или другие текучие среды нагревают вне реакционной камеры 410 посредством тепла от реакционной камеры 410, и используют дополнительные и/или другие процессы теплопередачи.The dashed lines in FIGS. 7A and 7B are a schematic representation of the thermal energy from the reaction chamber used to raise the temperature of the fluids outside the reaction chamber 410. In some embodiments, the fluids are heated outside the reaction chamber 410 without heat from the reaction chamber 410, and one or several of the heat transfer processes shown in the figures may be excluded. In some embodiments, additional and / or other fluids are heated outside the reaction chamber 410 by heat from the reaction chamber 410, and additional and / or other heat transfer processes are used.

Как на фиг.7А, так и на фиг.7В показано окисление топлива посредством воздуха в реакционной камере 410. Окисление топлива посредством воздуха может происходить без повышения температуры топлива до значений, превышающих пороговую температуру, например, посредством поддержания максимальной температуры топлива в реакционной камере на уровне ниже пороговой температуры. Пороговая температура может представлять собой рекомендованную или максимальную рабочую температуру турбины, рекомендованную или максимальную температуру на входе турбины, температуру, которая вызывает образование оксидов азота, температуру, выбранную исходя из скорости потока топлива, проходящего через реакционную камеру 410, и/или других факторов и т.д. В некоторых вариантах реализации топливо окисляют в реакционной камере 410 при температуре, которая ниже температуры, вызывающей образование оксидов азота. Реакционная камера 410 может представлять собой реакционную камеру 101, показанную в других вариантах осуществления, описанных в данном документе. Реакционная камера 410 может представлять собой окислительную реакционную камеру другого типа. В реакционной камере 410 может быть создано или не создано повышенное давление.Both FIGS. 7A and 7B show fuel oxidation by air in the reaction chamber 410. Fuel oxidation by air can occur without increasing the temperature of the fuel to values above the threshold temperature, for example, by maintaining the maximum temperature of the fuel in the reaction chamber at level below threshold temperature. The threshold temperature may be the recommended or maximum operating temperature of the turbine, the recommended or maximum temperature at the inlet of the turbine, the temperature that causes the formation of nitrogen oxides, the temperature selected based on the flow rate of fuel passing through the reaction chamber 410, and / or other factors, and t .d. In some embodiments, the fuel is oxidized in the reaction chamber 410 at a temperature that is lower than the temperature causing the formation of nitrogen oxides. The reaction chamber 410 may be a reaction chamber 101 shown in other embodiments described herein. The reaction chamber 410 may be a different type of oxidation reaction chamber. In the reaction chamber 410, increased pressure may or may not be created.

В показанных примерах тепловая энергия, выделяющаяся при окислении топлива в реакционной камере 410, преобразуется в механическую энергию. По существу газовая турбина, паровая турбина и/или другая система, которая обеспечивает преобразование тепловой энергии в механическую энергию, может быть использована совместно с реакционной камерой 410. Механическая энергия может быть преобразована в электрическую энергию, например, посредством генератора. В некоторых случаях энергия, выделяющаяся при окислении топлива в реакционной камере 410, используется дополнительными или другими способами.In the examples shown, the thermal energy released during the oxidation of fuel in the reaction chamber 410 is converted to mechanical energy. Essentially a gas turbine, a steam turbine, and / or another system that converts thermal energy into mechanical energy can be used in conjunction with a reaction chamber 410. Mechanical energy can be converted into electrical energy, for example, by means of a generator. In some cases, the energy released during the oxidation of fuel in the reaction chamber 410 is used by additional or other methods.

В приведенной в качестве примера окислительной реакционной системе 400, показанной на фиг.7А, вода 401 в жидком состоянии и жидкое топливо 402 превращаются в воду 403 в газообразном состоянии и газообразное топливо 404. Топливо может включать спирт, керосин, бензин и/или другие виды топлива. Газообразное топливо 404 может включать в себя пары топлива и/или топливо в газообразном состоянии другого типа. Вода 403 в газообразном состоянии может включать в себя водяной пар и/или воду в газообразном состоянии другого типа. Вода 403 в газообразном состоянии, газообразное топливо 404 и воздух 405 подводятся в реакционную камеру 410. Топливо 404 окисляется посредством воздуха 405 в реакционной камере 410, когда топливо 404, воздух 405 и вода 403 находятся в реакционной камере 410.In the exemplary oxidation reaction system 400 shown in FIG. 7A, liquid water 401 and liquid fuel 402 are converted to gaseous water 403 and gaseous fuel 404. The fuel may include alcohol, kerosene, gasoline and / or other types fuel. Gaseous fuel 404 may include other types of fuel vapor and / or fuel in a gaseous state. Water 403 in a gaseous state may include water vapor and / or another type of gaseous water. Water 403 in a gaseous state, gaseous fuel 404, and air 405 are supplied to the reaction chamber 410. Fuel 404 is oxidized by air 405 in the reaction chamber 410 when fuel 404, air 405, and water 403 are in the reaction chamber 410.

Загрязняющие вещества, токсичные материалы и/или другие вещества, смешанные с водой 403, могут быть подвергнуты разложению, окислению и/или иным образом модифицированы в реакционной камере 410. Загрязняющие вещества, которые могут включать в себя токсичные материалы, включают вещества, которые могут быть вредными для окружающей среды и/или живых организмов. Реакция окисления топлива 404 и воздуха 405 вызывает образование газообразного продукта 406 окисления, который отводится из реакционной камеры 410 вместе с водой 403. Тепловая энергия воды 403 и продукта 406 окисления преобразуется в механическую энергию.Contaminants, toxic materials and / or other substances mixed with water 403 can be decomposed, oxidized and / or otherwise modified in the reaction chamber 410. Pollutants, which may include toxic materials, include substances that may be harmful to the environment and / or living organisms. The oxidation reaction of fuel 404 and air 405 causes the formation of a gaseous oxidation product 406, which is removed from the reaction chamber 410 together with water 403. The thermal energy of water 403 and oxidation product 406 is converted to mechanical energy.

В приведенной в качестве примера, окислительной реакционной системе 450, показанной на фиг.7В, вода 431 в жидком состоянии подается в реакционную камеру 410, и/или вода 431 в жидком состоянии превращаются в воду 436 в газообразном состоянии вне реакционной камеры. В вариантах реализации, в которых вода 431 в жидком состоянии подводится в реакционную камеру 410, вода 431 в жидком состоянии превращается в воду 434 в газообразном состоянии в реакционной камере 410.In the exemplary oxidation reaction system 450 shown in FIG. 7B, water 431 in a liquid state is supplied to a reaction chamber 410, and / or water 431 in a liquid state is converted to water 436 in a gaseous state outside the reaction chamber. In embodiments where water 431 in a liquid state is supplied to a reaction chamber 410, water 431 in a liquid state is converted to water 434 in a gaseous state in a reaction chamber 410.

В вариантах реализации, в которых вода 431 в жидком состоянии превращается в воду 436 в газообразном состоянии вне реакционной камеры 410, вода 436 в газообразном состоянии подводится в реакционную камеру 410. Топливо 432 и воздух 433 подводятся в реакционную камеру 410. Топливо 432 окисляется посредством воздуха 433 в реакционной камере 410, когда топливо 432, воздух 433 и вода 434 и/или вода 436 находятся в реакционной камере. Реакция окисления топлива 432 посредством воздуха 433 приводит к образованию газообразного продукта 435 окисления, который отводится из реакционной камеры 410 вместе с водой 434 и/или водой 436. Тепловая энергия воды 434 и/или воды 436 и продукта 435 окисления преобразуется в механическую энергию.In embodiments where water 431 in a liquid state is converted to water 436 in a gaseous state outside of reaction chamber 410, water 436 in a gaseous state is supplied to reaction chamber 410. Fuel 432 and air 433 are supplied to reaction chamber 410. Fuel 432 is oxidized by air 433 in the reaction chamber 410 when fuel 432, air 433 and water 434 and / or water 436 are in the reaction chamber. The oxidation reaction of fuel 432 by air 433 leads to the formation of a gaseous oxidation product 435, which is removed from the reaction chamber 410 together with water 434 and / or water 436. The thermal energy of water 434 and / or water 436 and oxidation product 435 is converted to mechanical energy.

В обеих приведенных в качестве примера системах 400, 450 процесс превращения жидкости в газ может включать процесс испарения, в котором используется тепло от окисления топлива в реакционной камере 410. Превращение жидкости в газ может включать испарение, парообразование, кипение и/или процессы других типов. Загрязняющие вещества, токсичные материалы и/или другие вещества, смешанные с водой 403, 434 и/или 436, могут быть подвергнуты разложению, окислению и/или иным образом модифицированы в реакционной камере 410 в любой из двух приведенных в качестве примера систем 400, 450. Масса воды 403, 434 и/или 436 может приводить к увеличению механической энергии, вырабатываемой приведенными в качестве примера системами 400, 450.In both exemplary systems 400, 450, the process of converting liquid to gas may include an evaporation process that uses heat from oxidation of fuel in the reaction chamber 410. The conversion of liquid to gas may include evaporation, vaporization, boiling, and / or other types of processes. Contaminants, toxic materials and / or other substances mixed with water 403, 434 and / or 436 may be decomposed, oxidized and / or otherwise modified in the reaction chamber 410 in either of the two exemplary systems 400, 450 The mass of water 403, 434 and / or 436 may lead to an increase in the mechanical energy produced by the exemplary systems 400, 450.

Фиг.7С и 7D представляют собой блок-схемы, показывающие процесс, аналогичный процессам, проиллюстрированным на фиг.7А и 7В. Фиг.7С и 7D показывают поток текучей среды в приведенных в качестве примера окислительных реакционных системах, включающих в себя газификатор (фиг.7С) и необязательно включающих в себя газификатор (фиг.7D). На фиг.7С и 7D потоки воды, топлива и воздуха показаны схематически. Несмотря на то что текучие среды показаны отдельно на блок-схемах, в разных примерах реализации текучие среды могут быть смешаны в одном или нескольких соответствующих местах. Например, газообразное топливо и воздух между газификатором и реакционной камерой на фиг.7С показаны отдельно, и два данных компонента могут быть составляющими газовой смеси.FIGS. 7C and 7D are flowcharts showing a process similar to the processes illustrated in FIGS. 7A and 7B. FIGS. 7C and 7D show fluid flow in exemplary oxidative reaction systems including a gasifier (FIG. 7C) and optionally including a gasifier (FIG. 7D). On figs and 7D the flows of water, fuel and air are shown schematically. Although fluids are shown separately in flow diagrams, in various embodiments, fluids may be mixed at one or more appropriate locations. For example, gaseous fuel and air between the gasifier and the reaction chamber in FIG. 7C are shown separately, and two of these components may be constituents of the gas mixture.

На фиг.7С газификатор получает твердое топливо и обеспечивает преобразование твердого топлива в газообразное топливо. Вода в газообразном состоянии подается для мокрой очистки газообразного топлива, и подвергнутое мокрой очистке газообразное топливо выходит из газификатора и может быть направлено непосредственно в реакционную камеру или в альтернативном варианте может быть перенаправлено для использования вне системы. Загрязненная вода в жидком состоянии, использованная для мокрой очистки газообразного топлива, также направляется в реакционную камеру. Несмотря на то что фигура показывает перенаправление газообразного топлива из системы, это представляет собой возможную, но необязательную операцию, и в некоторых вариантах осуществления все газообразное топливо, получаемое посредством газификатора, используется в реакционной камере. В некоторых вариантах осуществления, подобных показанным, только часть газообразного топлива, получаемого посредством газификатора, используется в реакционной камере.7C, the gasifier receives solid fuel and converts solid fuel to gaseous fuel. Water in a gaseous state is supplied for wet purification of the gaseous fuel, and the gaseous fuel subjected to wet purification exits the gasifier and can be sent directly to the reaction chamber or, alternatively, can be redirected for use outside the system. Liquid contaminated water used for wet cleaning of gaseous fuels is also sent to the reaction chamber. Although the figure shows the redirection of gaseous fuel from the system, this is a possible but optional operation, and in some embodiments, all gaseous fuel produced by the gasifier is used in the reaction chamber. In some embodiments similar to those shown, only a fraction of the gaseous fuel produced by the gasifier is used in the reaction chamber.

В реакционной камере вода в жидком состоянии нагревается до получения воды в газообразном состоянии, и в некоторых вариантах осуществления вода в газообразном состоянии, которая была нагрета ранее, дополнительно нагревается при подготовке к преобразованию тепловой энергии в механическую энергию. Загрязненная вода в жидком состоянии, поступающая в реакционную камеру, превращается в воду в газообразном состоянии и загрязняющие вещества, содержащиеся в воде в жидком состоянии. Загрязняющие вещества окисляются вместе с любым топливом, которое подается в реакционную камеру, и образуют продукт окисления, который используется затем вместе с водой в газообразном состоянии для преобразования тепловой энергии в механическую энергию.In the reaction chamber, water in a liquid state is heated to obtain water in a gaseous state, and in some embodiments, water in a gaseous state that has been previously heated is further heated in preparation for converting thermal energy into mechanical energy. Polluted water in a liquid state entering the reaction chamber is converted into water in a gaseous state and pollutants contained in water in a liquid state. The pollutants are oxidized together with any fuel that is fed into the reaction chamber and form an oxidation product, which is then used together with water in a gaseous state to convert thermal energy into mechanical energy.

Текучие среды показаны на фиг.7С как входящие в реакционную камеру и выходящие из реакционной камеры. Текучие среды могут быть подведены в реакционную камеру отдельно от остальных показанных текучих сред, и/или одна или несколько из показанных текучих сред могут быть подведены в реакционную камеру вместе с другой текучей средой. Например, в некоторых вариантах реализации воздух и смесь топлива и воды вводятся в реакционную камеру по отдельности (то есть воздух вводят по первому впуску и смесь топлива и воды вводят по второму впуску), и в некоторых вариантах реализации воздух и смесь топлива и воды смешивают для образования смеси воздуха, топлива и воды перед поступлением топлива в реакционную камеру (то есть смесь воздуха, топлива и воды может быть введена в реакционную камеру, находящуюся под давлением, по общему впуску).Fluids are shown in FIG. 7C as entering and leaving the reaction chamber. Fluids may be introduced into the reaction chamber separately from the remaining fluids shown, and / or one or more of the fluids shown may be introduced into the reaction chamber together with another fluid. For example, in some embodiments, air and a mixture of fuel and water are separately introduced into the reaction chamber (i.e., air is introduced through the first inlet and the mixture of fuel and water is introduced through the second inlet), and in some embodiments, air and the mixture of fuel and water are mixed to the formation of a mixture of air, fuel and water before fuel enters the reaction chamber (that is, a mixture of air, fuel and water can be introduced into the reaction chamber under pressure at the common inlet).

В некоторых вариантах осуществления воздух смешивают посредством системы со смесью топлива и воды. В некоторых вариантах осуществления смесь топлива и воды представляет собой испарившийся газ. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают с водяной смесью. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают с паром. В некоторых вариантах осуществления воздушно-топливную смесь смешивают со смесью топлива и воды. В некоторых вариантах осуществления смесь топлива и воды представляет собой испарившийся газ.In some embodiments, air is mixed through a system with a mixture of fuel and water. In some embodiments, the fuel-water mixture is vaporized gas. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with the water mixture. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with steam. In some embodiments, the air-fuel mixture is mixed with a mixture of fuel and water. In some embodiments, the fuel-water mixture is vaporized gas.

Пунктирные линии на фиг.7C и 7D представляют собой схематическое изображение тепловой энергии от реакционной камеры, используемой для повышения температуры текучих сред вне реакционной камеры. Это может быть выполнено, например, посредством теплообменника 122 или испарительной камеры 118 по фиг.4. В некоторых вариантах реализации текучие среды нагревают вне реакционной камеры без тепла от реакционной камеры, и один или несколько из процессов теплопередачи, представленных на фигурах, могут быть исключены. В некоторых вариантах реализации дополнительные и/или другие текучие среды нагревают вне реакционной камеры посредством тепла от реакционной камеры, и используют дополнительные и/или другие процессы теплопередачи. Процесс превращения жидкости в газ может включать процесс испарения, в котором используется тепло от окисления топлива в реакционной камере. Превращение жидкости в газ может включать испарение, парообразование, кипение и/или процессы других типов.The dashed lines in FIGS. 7C and 7D are a schematic representation of the thermal energy from the reaction chamber used to raise the temperature of the fluids outside the reaction chamber. This can be accomplished, for example, by means of a heat exchanger 122 or an evaporation chamber 118 of FIG. 4. In some embodiments, fluids are heated outside the reaction chamber without heat from the reaction chamber, and one or more of the heat transfer processes illustrated in the figures can be omitted. In some embodiments, additional and / or other fluids are heated outside the reaction chamber by heat from the reaction chamber, and additional and / or other heat transfer processes are used. The process of converting a liquid into gas may include an evaporation process that uses heat from oxidation of fuel in the reaction chamber. Converting a liquid into gas may include evaporation, vaporization, boiling, and / or other types of processes.

Фиг.7С и 7D показывают окисление топлива посредством воздуха в реакционной камере. Окисление топлива посредством воздуха может происходить без повышения температуры топлива до значений, превышающих пороговую температуру, например, посредством поддержания максимальной температуры топлива в реакционной камере на уровне ниже пороговой температуры. Пороговая температура может представлять собой рекомендованную или максимальную рабочую температуру турбины, рекомендованную или максимальную температуру на входе турбины, температуру, которая вызывает образование оксидов азота, температуру, выбранную исходя из скорости потока топлива, проходящего через реакционную камеру и/или других факторов и т.д. В некоторых вариантах реализации топливо окисляется в реакционной камере при температуре, которая ниже температуры, вызывающей образование оксидов азота. Реакционные камеры по фиг.7С и 7D, а также другие части системы могут представлять собой реакционные камеры, показанные в других вариантах осуществления, описанных в данном документе. Реакционная камера может представлять собой окислительную реакционную камеру другого типа. В реакционной камере может быть создано или не создано повышенное давление.Figs and 7D show the oxidation of fuel by air in the reaction chamber. Oxidation of fuel by air can occur without increasing the temperature of the fuel to values that exceed the threshold temperature, for example, by maintaining the maximum temperature of the fuel in the reaction chamber below a threshold temperature. The threshold temperature may be the recommended or maximum operating temperature of the turbine, the recommended or maximum temperature at the inlet of the turbine, the temperature that causes the formation of nitrogen oxides, the temperature selected based on the flow rate of the fuel passing through the reaction chamber and / or other factors, etc. . In some embodiments, the fuel is oxidized in the reaction chamber at a temperature that is lower than the temperature causing the formation of nitrogen oxides. The reaction chambers of FIGS. 7C and 7D, as well as other parts of the system, can be reaction chambers shown in other embodiments described herein. The reaction chamber may be a different type of oxidation reaction chamber. An increased pressure may or may not be created in the reaction chamber.

В показанных в качестве примера процессах тепловая энергия, выделяющаяся при окислении топлива в реакционной камере, преобразуется в механическую энергию. Газовая турбина, паровая турбина и/или другая система, которая обеспечивает преобразование тепловой энергии в механическую энергию, может быть использована совместно с реакционной камерой. Механическая энергия может быть преобразована в электрическую энергию, например, посредством генератора. В некоторых случаях энергия, выделяющаяся при окислении топлива в реакционной камере, используется дополнительными или другими способами.In the processes shown by way of example, the thermal energy released during the oxidation of fuel in the reaction chamber is converted to mechanical energy. A gas turbine, a steam turbine, and / or another system that converts thermal energy into mechanical energy can be used in conjunction with a reaction chamber. Mechanical energy can be converted into electrical energy, for example, by means of a generator. In some cases, the energy released during the oxidation of fuel in the reaction chamber is used by additional or other methods.

В примерах по фиг.7С и 7D топливо подается в реакционную камеру. Топливо может представлять собой газообразное топливо, которое соединяется с газообразным топливом из газификатора. Топливо также может представлять собой жидкое топливо, которое подается в реакционную камеру само по себе или совместно с водой в жидком состоянии. В некоторых вариантах осуществления количество газообразного топлива или жидкого топлива, добавляемое в систему помимо газообразного топлива из газификатора и/или загрязненной воды в жидком состоянии, базируется на определении содержания топлива, подаваемого в реакционную камеру посредством (i) газообразного топлива из газификатора, (ii) загрязняющих веществ в воде, находящейся в жидком состоянии, или (iii) комбинации газообразного топлива из газификатора и загрязняющих веществ в воде, находящейся в жидком состоянии.In the examples of FIGS. 7C and 7D, fuel is supplied to the reaction chamber. The fuel may be a gaseous fuel that combines with gaseous fuel from a gasifier. The fuel may also be liquid fuel, which is supplied to the reaction chamber alone or together with water in a liquid state. In some embodiments, the amount of gaseous fuel or liquid fuel added to the system in addition to gaseous fuel from the gasifier and / or contaminated water in the liquid state is based on determining the content of fuel supplied to the reaction chamber by (i) gaseous fuel from the gasifier, (ii) pollutants in water in a liquid state, or (iii) a combination of gaseous fuel from a gasifier and pollutants in water in a liquid state.

В окислительной реакционной системе, показанной на фиг.7С, вода в жидком состоянии, жидкое топливо и загрязненная жидкость превращаются в воду в газообразном состоянии, газообразное топливо и загрязняющие вещества. Топливо может включать спирт, керосин, бензин и/или другие типы топлива. Газообразное топливо может включать в себя пары топлива и/или топливо в газообразном состоянии другого типа. Вода в газообразном состоянии может включать в себя водяной пар и/или воду в газообразном состоянии другого типа. Воздух, вода в газообразном состоянии, газообразное топливо и загрязняющие вещества подводятся в реакционную камеру или превращаются в вещества в газообразном состоянии в реакционной камере. Топливо и загрязняющие вещества окисляются посредством воздуха, когда они находятся в реакционной камере.In the oxidizing reaction system shown in FIG. 7C, liquid water, liquid fuel, and contaminated liquid are converted to gaseous water, gaseous fuel, and pollutants. Fuel may include alcohol, kerosene, gasoline and / or other types of fuel. Gaseous fuels may include fuel vapors and / or another type of gaseous fuel. Water in a gaseous state may include water vapor and / or water in a gaseous state of another type. Air, water in a gaseous state, gaseous fuel and pollutants are introduced into the reaction chamber or converted into substances in a gaseous state in the reaction chamber. Fuel and pollutants are oxidized by air when they are in the reaction chamber.

Как разъяснено, загрязняющие вещества, токсичные материалы и/или другие вещества, смешанные с водой, могут быть подвергнуты разложению, окислению и/или иным образом модифицированы в реакционной камере. Загрязняющие вещества, которые могут включать в себя токсичные материалы, включают вещества, которые могут быть вредными для окружающей среды и/или живых организмов. Реакция окисления топлива, воздуха и загрязняющих веществ вызывает образование газообразного продукта окисления, который отводится из реакционной камеры вместе с водой. Тепловая энергия воды и продукта окисления преобразуется в механическую энергию.As explained, contaminants, toxic materials and / or other substances mixed with water can be decomposed, oxidized and / or otherwise modified in the reaction chamber. Contaminants, which may include toxic materials, include substances that may be harmful to the environment and / or living organisms. The oxidation reaction of fuel, air and pollutants causes the formation of a gaseous oxidation product, which is removed from the reaction chamber together with water. The thermal energy of water and the oxidation product is converted into mechanical energy.

В приведенной в качестве примера окислительной реакционной системе, показанной на фиг.7С и 7D, вода в жидком состоянии подводится в реакционную камеру, и/или вода в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии вне реакционной камеры. В вариантах реализации, в которых вода в жидком состоянии подводится в реакционную камеру, вода в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии в реакционной камере. В некоторых вариантах осуществления вода в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии только в реакционной камере, и в некоторых вариантах осуществления вода в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии только вне реакционной камеры. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть воды в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии вне реакционной камеры, и некоторая часть воды в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии внутри реакционной камеры. В вариантах реализации, в которых вода в жидком состоянии превращается в воду в газообразном состоянии вне реакционной камеры, вода в газообразном состоянии направляется в реакционную камеру для дополнительного нагрева воды в газообразном состоянии.In the exemplary oxidation reaction system shown in FIGS. 7C and 7D, liquid water is supplied to the reaction chamber, and / or liquid water is converted to gaseous water outside the reaction chamber. In embodiments where water in a liquid state is supplied to the reaction chamber, water in a liquid state is converted to water in a gaseous state in the reaction chamber. In some embodiments, liquid water is converted to gaseous water only in the reaction chamber, and in some embodiments, liquid water is converted to gaseous water only outside the reaction chamber. In some embodiments, some of the liquid water is converted to gaseous water outside the reaction chamber, and some of the liquid water is converted to gaseous water inside the reaction chamber. In embodiments where water in a liquid state is converted to water in a gaseous state outside the reaction chamber, water in a gaseous state is sent to the reaction chamber to further heat water in a gaseous state.

Фиг.7D иллюстрирует процессы, аналогичные тем, которые показаны на фиг.7С. Однако в процессах по фиг.7D источником загрязненной жидкости необязательно является газоочиститель, предусмотренный в газификаторе. Фиг.7D иллюстрирует, что процесс окисления в реакционной камере может быть использован для обработки загрязненной воды, которая подается в систему, и для того, чтобы сделать ранее загрязненную воду по существу безвредной. В некоторых вариантах осуществления загрязненная вода подается в систему с единственной целью ее обработки, и реакционная камера выполнена с возможностью обеспечения окисления загрязняющих веществ в воде и получения образующихся в результате продуктов окисления и воды в газообразном состоянии для преобразования тепловой энергии в механическую энергию.Fig. 7D illustrates processes similar to those shown in Fig. 7C. However, in the processes of FIG. 7D, the source of contaminated liquid is not necessarily the scrubber provided in the gasifier. Fig. 7D illustrates that the oxidation process in the reaction chamber can be used to treat contaminated water that is supplied to the system, and to make previously contaminated water substantially harmless. In some embodiments, contaminated water is supplied to the system for the sole purpose of treating it, and the reaction chamber is configured to oxidize the contaminants in the water and produce the resulting oxidation products and water in a gaseous state to convert thermal energy into mechanical energy.

Несмотря на то что фиг.7А-7D показывают жидкость и образующийся в результате газ в виде воды в жидком состоянии и воды в газообразном состоянии, жидкость может представлять собой жидкость, отличную от воды, или вода в жидком состоянии может содержать жидкости, отличные от воды.Although FIGS. 7A-7D show a liquid and the resulting gas in the form of water in a liquid state and water in a gaseous state, the liquid may be a liquid other than water, or water in a liquid state may contain liquids other than water .

Нагнетание воды или пара в газообразные продукты сгорания в газовых турбинах может обеспечить увеличение выходной мощности турбин. Однако для компенсации снижения температуры, возникающего вследствие такого нагнетания, было необходимо увеличить количество сжигаемого топлива, что обеспечивает более высокие температуры и приводит к увеличенному образованию вредных газообразных оксидов азота (NOx). В некоторых вариантах осуществления, как упомянуто выше, система постепенного окисления, описанная в данном документе, может обеспечить окисление топлива без увеличения образования NOx и при одновременном увеличении выхода системы посредством подачи воды в систему.The injection of water or steam into the gaseous products of combustion in gas turbines can increase the output power of the turbines. However, to compensate for the decrease in temperature resulting from such injection, it was necessary to increase the amount of fuel burned, which provides higher temperatures and leads to increased formation of harmful gaseous nitrogen oxides (NO x ). In some embodiments, implementation, as mentioned above, the gradual oxidation system described herein can provide fuel oxidation without increasing NO x formation and while increasing system yield by supplying water to the system.

Как разъяснено в связи с вариантами осуществления, описанными в данном документе, топливо систем окисляется, когда воздушно-топливная смесь проходит вдоль проточного канала в реакционной камере. Топливо предпочтительно окисляется посредством процесса беспламенного постепенного окисления, который обеспечивает разложение по существу всего топлива. Топливо предпочтительно окисляется при температуре, достаточно низкой для уменьшения или предотвращения образования и/или выброса вредных соединений, таких как оксиды азота, и при температуре, достаточно высокой для окисления топлива и других загрязняющих веществ, которые вводятся в камеру.As explained in connection with the embodiments described herein, the fuel of the systems is oxidized when the air-fuel mixture passes along the flow channel in the reaction chamber. The fuel is preferably oxidized by a flameless gradual oxidation process that decomposes substantially all of the fuel. The fuel is preferably oxidized at a temperature low enough to reduce or prevent the formation and / or release of harmful compounds, such as nitrogen oxides, and at a temperature high enough to oxidize the fuel and other contaminants that are introduced into the chamber.

Воздушно-топливная смесь проходит через реакционную камеру и поглощает тепло из внутренней части реакционной камеры, которая может включать в себя наполнитель, возможно содержащийся в камере. В результате температура воздушно-топливной смеси постепенно повышается, когда смесь проходит через реакционную камеру. Когда температура воздушно-топливной смеси достигнет температуры самовозгорания топлива или превысит температуру самовозгорания топлива, топливо подвергается экзотермической реакции окисления. Таким образом, реакция окисления может инициироваться независимо от материала, представляющего собой катализатор окисления, или источника зажигания. В некоторых случаях каталитический материал может быть предусмотрен в реакционной камере для эффективного снижения температуры возгорания топлива, но преимущества систем, описанных в данном документе, включают эксплуатацию реакционной камеры для обеспечения постепенного окисления воздушно-топливной смеси без катализатора.The air-fuel mixture passes through the reaction chamber and absorbs heat from the inside of the reaction chamber, which may include a filler, possibly contained in the chamber. As a result, the temperature of the air-fuel mixture gradually rises as the mixture passes through the reaction chamber. When the temperature of the air-fuel mixture reaches the temperature of spontaneous combustion of the fuel or exceeds the temperature of spontaneous combustion of the fuel, the fuel undergoes an exothermic oxidation reaction. Thus, the oxidation reaction can be initiated regardless of the material, which is an oxidation catalyst, or an ignition source. In some cases, catalytic material may be provided in the reaction chamber to effectively reduce the ignition temperature of the fuel, but the advantages of the systems described herein include the operation of the reaction chamber to provide gradual oxidation of the air-fuel mixture without a catalyst.

Когда топливо окисляется, экзотермическая реакция обеспечивает передачу тепла реакционной камере и, возможно, наполнителю, и тепловая энергия передается в другую зону проточного канала в реакционной камере. Тепловая энергия, передаваемая через реакционную камеру, может передаваться поступающему топливу для того, чтобы способствовать инициированию окисления поступающего топлива. Реакционная камера может быть выполнена с такой конструкцией, что в некотором диапазоне рабочих условий (например, при максимальной скорости потока и концентрации топлива) достаточное время пребывания и температура топлива обеспечиваются для создания возможности окисления некоторой части или всего топлива в воздушно-топливной смеси по существу до полного окисления. В некоторых случаях температура смеси воздуха и топлива в реакционной камере может регулироваться для поддержания максимальной температуры смеси воздуха и топлива по существу на уровне или ниже желательной температуры на входе турбины.When the fuel is oxidized, the exothermic reaction provides heat transfer to the reaction chamber and possibly to the filler, and thermal energy is transferred to another zone of the flow channel in the reaction chamber. Thermal energy transmitted through the reaction chamber can be transferred to the incoming fuel in order to facilitate the initiation of oxidation of the incoming fuel. The reaction chamber can be designed in such a way that in a certain range of operating conditions (for example, at a maximum flow rate and fuel concentration), sufficient residence time and fuel temperature are provided to enable oxidation of some or all of the fuel in the air-fuel mixture essentially to complete oxidation. In some cases, the temperature of the air-fuel mixture in the reaction chamber may be adjusted to maintain the maximum temperature of the air-fuel mixture substantially at or below the desired temperature at the turbine inlet.

Как описано выше, несколько вариантов осуществления предусматривают добавление пара или воды в систему по одной или нескольким из многих причин (например, для уменьшения вероятности горения, для регулирования температуры, для повышения эффективности/кпд и/или выхода и т.д.). Различия между данными системами и системами сжигания в отношении ввода пара или воды являются существенными. Например, ввод пара или воды до камеры сгорания газовой турбины по ходу потока может повлиять на полноту сгорания и может привести к выпуску несгоревших углеводородов. Ввод пара за камерой сгорания газовой турбины по ходу потока окажет охлаждающее воздействие на газы и, следовательно, потребует обеспечения дополнительного топлива в камере сгорания, что вызывает увеличение максимальной температуры пламени и увеличение образования вредных выбросов оксидов азота (NOx). Ввод воды за камерой сгорания по ходу потока потребует сжигания большего количества топлива, что приводит к дополнительному ухудшению ситуации вследствие образовании еще большего количества вредных оксидов азота (NOx).As described above, several embodiments provide the addition of steam or water to the system for one or more of many reasons (for example, to reduce the likelihood of burning, to control temperature, to increase efficiency / efficiency and / or output, etc.). The differences between these systems and combustion systems in relation to the introduction of steam or water are significant. For example, the injection of steam or water upstream of the combustion chamber of a gas turbine can affect the completeness of combustion and can lead to the release of unburned hydrocarbons. The introduction of steam behind the combustion chamber of the gas turbine upstream will have a cooling effect on the gases and, therefore, will require additional fuel in the combustion chamber, which will increase the maximum flame temperature and increase the formation of harmful emissions of nitrogen oxides (NO x ). Introducing water downstream of the combustion chamber will require burning more fuel, which will further aggravate the situation due to the formation of even more harmful nitrogen oxides (NO x ).

Варианты осуществления систем постепенного окисления, описанных в данном документе, позволяют избежать подобных проблем, поскольку они создают возможность наличия достаточного времени для обеспечения возможности выхода из потенциальных нештатных ситуаций, связанных с нарушениями технологического режима, описанных выше. Данные варианты осуществления также имеют ряд других преимуществ. Реакционная камера имеет значительно большие размеры, чем камера сгорания. Она может быть заполнена керамическим наполнителем. Любые растворенные твердые вещества, которые имеются в воде, будут адсорбироваться на наполнителе, в результате чего уменьшается или устраняется потребность в очистке воды перед использованием. В ряде случаев применения, например, связанных со свалками и реакторными установками для гидролиза на водоочистных станциях, большое количество загрязненной воды скапливается на месте. В ином случае данную воду пришлось бы перемещать к оборудованию для очистки подобной загрязненной воды. За счет ввода воды в систему и даже в реакционную камеру не только обеспечивается разложение загрязняющих веществ, но любой энергетический потенциал в подобных загрязняющих веществах «извлекается» посредством окисления загрязняющих веществ.Embodiments of the gradual oxidation systems described herein avoid such problems because they create the ability to have sufficient time to provide a way out of potential contingencies associated with process disruptions described above. These embodiments also have several other advantages. The reaction chamber is significantly larger than the combustion chamber. It can be filled with ceramic filler. Any dissolved solids that are present in the water will be adsorbed on the filler, thereby reducing or eliminating the need for water purification before use. In a number of applications, for example, associated with landfills and reactor plants for hydrolysis at wastewater treatment plants, a large amount of contaminated water accumulates on site. Otherwise, this water would have to be moved to equipment for cleaning such contaminated water. By introducing water into the system and even into the reaction chamber, not only is the decomposition of pollutants ensured, but any energy potential in such pollutants is “extracted” by oxidizing the pollutants.

Фиг.8 иллюстрирует варианты осуществления схемы технологического процесса для газотурбинной системы 500 с нагнетанием пара. Воздух всасывается в систему из источника 110 воздуха, и топливный газ вводится посредством источника 136 топлива. Воздух и топливо смешиваются вместе при атмосферном давлении, и смесь подвергается сжатию в компрессоре 114. Сжатая смесь нагревается в теплообменнике 122, откуда она подается по трубе 128 в реакционную камеру 101 постепенного окисления.8 illustrates embodiments of a process diagram for a gas turbine system 500 with steam injection. Air is sucked into the system from the air source 110, and fuel gas is introduced through the fuel source 136. Air and fuel are mixed together at atmospheric pressure, and the mixture is compressed in a compressor 114. The compressed mixture is heated in a heat exchanger 122, from where it is supplied through a pipe 128 to the gradual oxidation reaction chamber 101.

В реакционной камере 101 поддерживается температура, достаточная для окисления топлива в смеси, при этом теплота окисления обеспечивает повышение температуры получаемых газов. Температура в реакционной камере 101 поддерживается достаточно высокой для окисления всего топлива в смеси, но ниже температуры, которая вызвала бы образование вредных газообразных оксидов азота (NOx).A temperature sufficient to oxidize the fuel in the mixture is maintained in the reaction chamber 101, while the heat of oxidation provides an increase in the temperature of the resulting gases. The temperature in the reaction chamber 101 is kept high enough to oxidize all of the fuel in the mixture, but below the temperature that would cause the formation of harmful gaseous nitrogen oxides (NO x ).

Газ, выходящий из реакционной камеры 101, отводится по выпускной трубе 132 и трубопроводу 130 к турбине 115, в которой выходящий газ расширяется, отдавая полезную мощность для приведения в действие компрессора 114 и для других применений, таких как выработка электричества посредством генератора. Плотность газа обратно пропорциональна его температуре. Когда температура окружающей среды повышается, плотность поступающего воздуха и смеси топлива и воздуха уменьшается, и, следовательно, масса газа, проходящего через компрессор, также снижается. Данный меньший поток массы приводит к уменьшению выходной мощности, обеспечиваемой газовой турбиной, в результате чего уменьшается энергия, преобразуемая в электричество.Gas leaving the reaction chamber 101 is discharged through an exhaust pipe 132 and a pipe 130 to a turbine 115 in which the exhaust gas expands, providing useful power for driving the compressor 114 and for other applications, such as generating electricity through a generator. The density of a gas is inversely proportional to its temperature. When the ambient temperature rises, the density of the incoming air and the mixture of fuel and air decreases, and therefore, the mass of gas passing through the compressor also decreases. This smaller mass flow leads to a decrease in the output power provided by the gas turbine, resulting in a decrease in the energy converted to electricity.

В некоторых зонах наиболее дорогая электроэнергия - это электроэнергия во время пиков в летние дни, поскольку именно тогда потребность является наибольшей и именно тогда выработка электроэнергии традиционными электростанциями снижается. Газотурбинные системы, описанные в данном документе, могут обеспечить повышение выходной мощности газотурбинной электростанции, в результате чего выработка электроэнергии будет происходить точно тогда, когда потребность в ней наибольшая. Один способ, каким это может быть обеспечено, состоит во введении воды или пара в систему.In some areas, the most expensive electricity is electricity during peaks in summer days, because it is then that the demand is greatest and it is then that the generation of electricity by traditional power plants decreases. The gas turbine systems described in this document can provide an increase in the output power of a gas turbine power plant, as a result of which power generation will occur exactly when the demand for it is greatest. One way this can be achieved is by introducing water or steam into the system.

Вода может поступать из источника 150 воды или из резервуара 104 для жидкости, имеющего источник 131 жидкости. Вода подается по трубопроводу 106 к насосу или устройству 108 создания давления, в котором ее давление повышается. После этого вода подводится в испарительную камеру 118, и образующийся в результате пар подводится по трубопроводу 120 в трубопровод 128, из которого он затем вводится в реакционную камеру 101. Тепло для испарения воды отбирается от газа, выходящего из турбины, который проходит по трубопроводу 126, через теплообменник 122, по трубопроводу 124 в испарительную камеру 118. Смесь пара, воздуха и топлива, подведенная в реакционную камеру 101 посредством трубопровода 128, имеет больший поток массы, чем смесь, включающая в себя только воздух и топливо. При большем потоке массы теперь имеется увеличенный поток массы, проходящий через реакционную камеру 101 и через турбину 115, что приводит к увеличенной выработке электроэнергии.Water may come from a water source 150 or from a fluid reservoir 104 having a fluid source 131. Water is supplied via line 106 to a pump or pressure generating device 108, at which its pressure rises. After that, water is supplied to the evaporation chamber 118, and the resulting steam is supplied via line 120 to line 128, from which it is then introduced into reaction chamber 101. Heat for evaporating water is taken from the gas leaving the turbine that passes through line 126, through the heat exchanger 122, through line 124 to the evaporation chamber 118. The mixture of steam, air and fuel supplied to the reaction chamber 101 through line 128 has a larger mass flow than a mixture comprising only air and fuel. With a larger mass flow, there is now an increased mass flow passing through the reaction chamber 101 and through the turbine 115, which leads to increased power generation.

В некоторых вариантах осуществления вода или пар, нагнетаемая(-ый) в систему, содержит от приблизительно 50 объемных процентов до приблизительно 80 объемных процентов топливной смеси, содержащей топливо и воздух. В некоторых вариантах осуществления вода или пар, нагнетаемая(-ый) в систему, содержит от приблизительно 40% до приблизительно 85% топливной смеси, и в дополнительных вариантах осуществления вода или пар содержит от приблизительно 20% до приблизительно 90% топливной смеси.In some embodiments, the water or steam injected into the system comprises from about 50 volume percent to about 80 volume percent of the fuel mixture containing fuel and air. In some embodiments, the water or steam injected into the system comprises from about 40% to about 85% of the fuel mixture, and in further embodiments, the water or steam contains from about 20% to about 90% of the fuel mixture.

Другие реакции могут способствовать достижению увеличенного выхода. Пар, поступающий в трубопровод 128, имеет более низкую температуру, чем смесь топлива и воздуха, и, следовательно, температура газов, поступающих в реакционную камеру 101, будет ниже, чем без введения пара. Следовательно, предпочтительно увеличить или отрегулировать иным образом отношение топлива к воздуху в газе, поступающем в компрессор 114, в зависимости от количества пара, подлежащего вводу в трубопровод 128.Other reactions may contribute to an increased yield. The steam entering the pipe 128 has a lower temperature than the mixture of fuel and air, and therefore, the temperature of the gases entering the reaction chamber 101 will be lower than without the introduction of steam. Therefore, it is preferable to increase or otherwise adjust the ratio of fuel to air in the gas entering the compressor 114, depending on the amount of steam to be introduced into the pipe 128.

В некоторых вариантах осуществления отношение топлива к воздуху зависит от количества пара, вводимого в трубопровод 128. Например, во время эксплуатации система может работать в первом состоянии без ввода пара в трубопровод 128. В данном первом состоянии система может работать при первом отношении топлива к воздуху. Во втором состоянии пар может вводиться в трубопровод 128, и желательное отношение топлива к воздуху может быть определено и реализовано в зависимости от количества пара, вводимого в трубопровод 128, для поддержания процессов постепенного окисления в реакционной камере 101. Поддержание процесса окисления может быть осуществлено без повышения максимальной температуры внутри реакционной камеры при одновременном обеспечении по-прежнему полного окисления топлива внутри реакционной камеры.In some embodiments, the fuel-to-air ratio is dependent on the amount of steam introduced into the pipe 128. For example, during operation, the system may operate in a first state without introducing steam into the pipe 128. In this first state, the system may operate with a first fuel-to-air ratio. In the second state, steam can be introduced into conduit 128, and the desired ratio of fuel to air can be determined and implemented depending on the amount of steam introduced into conduit 128 to support gradual oxidation processes in the reaction chamber 101. The oxidation process can be maintained without increasing maximum temperature inside the reaction chamber while still ensuring complete oxidation of the fuel inside the reaction chamber.

Увеличенный поток массы и поток топлива обеспечат увеличение энергии, подаваемой к турбине 115, и, следовательно, повышение выходной мощности турбинной системы. Энергия, потребляемая компрессором 114, остается в значительной степени такой же, как раньше, и увеличенная выходная мощность турбины используется генератором для увеличения выработки им электроэнергии.The increased mass flow and fuel flow will increase the energy supplied to the turbine 115, and therefore increase the output power of the turbine system. The energy consumed by compressor 114 remains substantially the same as before, and the increased output of the turbine is used by the generator to increase its power generation.

Фиг.9 показывает варианты осуществления модифицированной схемы потоков, которая обеспечивает достижение по существу такого же результата, как и варианты осуществления, показанные на фиг.8. В газотурбинной системе 600 по фиг.9 пар, подводимый по трубопроводу 120, подается непосредственно в реакционную камеру 101 посредством трубопровода 155. Пар вводится из трубопровода 155 в реакционную камеру 101 посредством впускного элемента 160, который может представлять собой, например, сопло. Несмотря на то что место ввода находится дальше по ходу потока, чем ранее (то есть находится в реакционной камере 101 вместо нахождения его в трубопроводе 128), результаты по существу такие же. Дополнительный поток топлива может быть обеспечен посредством увеличения отношения топлива к воздуху, в результате чего дополнительное тепло выделяется внутри реакционной камеры 101 и, следовательно, температура повышается до того же порогового значения, что и ранее, что обеспечивает наличие дополнительной энергии, преобразуемой в электричество.FIG. 9 shows embodiments of a modified flow pattern that achieves substantially the same result as the embodiments shown in FIG. In the gas turbine system 600 of FIG. 9, steam supplied via line 120 is supplied directly to reaction chamber 101 via line 155. Steam is introduced from line 155 into reaction chamber 101 through an inlet member 160, which may be, for example, a nozzle. Despite the fact that the entry point is further downstream than before (that is, it is in the reaction chamber 101 instead of being in the pipe 128), the results are essentially the same. Additional fuel flow can be provided by increasing the fuel-to-air ratio, as a result of which additional heat is generated inside the reaction chamber 101 and, therefore, the temperature rises to the same threshold value as before, which ensures the presence of additional energy converted into electricity.

Газ, выходящий из реакционной камеры 101, вытесняется по выпускной трубе 132 и трубопроводу 130 к турбине 115, в которой выходящий газ расширяется, отдавая энергию для приведения в действие компрессора 114. После расширения выходящего газа в турбине 115 он подводится в теплообменник 122 для нагрева смеси топлива и воздуха, поступающей из компрессора 114. Затем выходящий газ подводится в испарительную камеру 118 по трубопроводу 124 для нагрева и/или испарения воды из устройства 108 создания давления. После прохода через испарительную камеру 118 выходящий газ может быть выпущен из системы по выпуску 112.The gas leaving the reaction chamber 101 is displaced through the exhaust pipe 132 and the pipe 130 to the turbine 115, in which the exhaust gas expands, giving off energy to drive the compressor 114. After the expansion of the exhaust gas in the turbine 115, it is supplied to the heat exchanger 122 to heat the mixture fuel and air coming from compressor 114. Then, the exhaust gas is supplied to the evaporation chamber 118 through a pipe 124 for heating and / or evaporating water from the pressure generating device 108. After passing through the evaporation chamber 118, the exhaust gas can be discharged from the exhaust system 112.

Фиг.10 иллюстрирует дополнительные варианты осуществления газотурбинной системы 700, в которой предусмотрено введение воды непосредственно в реакционную камеру 101. При данной проиллюстрированной схеме потоков испарение воды происходит внутри реакционной камеры 101. Это требует еще более высокого отношения топлива к воздуху, чем ранее, для получения энергии, необходимой для нагрева воды и превращения ее в пар путем испарения в реакционной камере 101.10 illustrates further embodiments of a gas turbine system 700 in which water is introduced directly into the reaction chamber 101. With this illustrated flow pattern, water evaporates within the reaction chamber 101. This requires an even higher fuel to air ratio than before to obtain energy needed to heat the water and turn it into steam by evaporation in the reaction chamber 101.

Вода подается из источника 131 жидкости в устройство 108 создания давления по трубопроводу 106. После этого вода подводится из устройства 108 создания давления непосредственно в реакционную камеру 101 по трубопроводу 120. Вода вводится в реакционную камеру из трубопровода 120 через впускной элемент 165, который может представлять собой, например, сопло. Газ, выходящий из реакционной камеры 101, вытесняется по выпускной трубе 132 и трубопроводу 130 к турбине 115, в которой выходящий газ расширяется, отдавая энергию для приведения в действие компрессора 114. После расширения выходящего газа в турбине 115 он подводится в теплообменник 122 для нагрева смеси топлива и воздуха, поступающей из компрессора 114. Затем выходящий газ может быть выпущен из системы по выпуску 112.Water is supplied from a fluid source 131 to a pressure generating device 108 through a pipe 106. After that, water is supplied from a pressure generating device 108 directly to the reaction chamber 101 through a pipe 120. Water is introduced into the reaction chamber from a pipe 120 through an inlet member 165, which may be , for example, a nozzle. The gas leaving the reaction chamber 101 is displaced through the exhaust pipe 132 and the pipe 130 to the turbine 115, in which the exhaust gas expands, giving off energy to drive the compressor 114. After the expansion of the exhaust gas in the turbine 115, it is supplied to the heat exchanger 122 to heat the mixture fuel and air coming from compressor 114. Then, the exhaust gas can be discharged from the exhaust system 112.

В системе эффективность может быть повышена за счет использования тепла отходящих газов для образования пара, и чем больше утилизация отходящего тепла при парообразовании, тем более эффективной может быть система. Влияние на эффективность может быть рассчитано следующим образом: Если 100 кВт·ч тепловой энергии «имеется» в топливе, то приблизительно 30 кВт·ч тепловой энергии преобразуются в электроэнергию. Без нагнетания пара остальные 70 кВт·ч тепловой энергии уходят с отходящими газами, в результате чего получают кпд, составляющий, например, приблизительно 30%. Однако, если будет предусмотрено нагнетание пара, то приблизительно 35 кВт·ч тепловой энергии, в противном случае расходуемой бесполезно, посредством системы может быть передано воде для образования пара. Данный пар теперь должен быть смешан с другими газами и дополнительно нагрет для повышения температуры газов до заданного порогового значения. Данный нагрев требует подвода и окисления дополнительного топлива. Когда, например, требуется 10 кВт·ч дополнительного топлива для нагрева пара до соответствующей температуры и если генерируются дополнительные 3 кВт·ч, эффективность остается такой же, как ранее: кпд будет равен приблизительно 30%. При генерировании больше, чем дополнительные 3 кВт·ч, эффективность/кпд повышается до значений, превышающих приблизительно 30%, и если генерируется менее 3 дополнительных кВт·ч, то эффективность/кпд снижается до значений менее приблизительно 30%.In a system, efficiency can be improved by using the heat of the exhaust gases to generate steam, and the greater the utilization of the waste heat during vaporization, the more efficient the system can be. The impact on efficiency can be calculated as follows: If 100 kWh of thermal energy is “present” in the fuel, then approximately 30 kWh of thermal energy is converted into electricity. Without steam injection, the remaining 70 kWh of thermal energy leaves with the exhaust gases, resulting in an efficiency of, for example, approximately 30%. However, if steam injection is provided, then approximately 35 kWh of thermal energy, otherwise wasted uselessly, can be transferred to the water through the system to generate steam. This steam must now be mixed with other gases and additionally heated to raise the temperature of the gases to a predetermined threshold value. This heating requires the supply and oxidation of additional fuel. When, for example, 10 kWh of additional fuel is required to heat steam to the appropriate temperature and if an additional 3 kWh is generated, the efficiency remains the same as before: the efficiency will be approximately 30%. When generating more than an additional 3 kWh, the efficiency / efficiency is increased to values in excess of about 30%, and if less than 3 additional kWh is generated, then the efficiency / efficiency is reduced to values of less than about 30%.

Дополнительные соображения включают соображения относительно электроэнергии, требуемой для нагнетания воды до заданного давления, и относительно потерь в системе, возникающих в результате увеличенного потока. В то время как эффективность описанной системы может быть повышена по сравнению с системами, не включающими воду или пар, одно из преимуществ вариантов осуществления, описанных в данном документе, заключается в том, что системы постепенного окисления, которые предусматривают подачу дополнительной воды или пара, могут обеспечить получение большей выходной мощности, в особенности тогда, когда условия окружающей среды в противном случае привели бы к снижению выходной мощности.Additional considerations include considerations regarding the electric power required to pump water to a predetermined pressure, and regarding system losses resulting from increased flow. While the efficiency of the described system can be improved compared to systems that do not include water or steam, one of the advantages of the embodiments described herein is that gradual oxidation systems that provide additional water or steam can to provide higher output power, especially when environmental conditions would otherwise lead to a decrease in output power.

Несмотря на то что предпочтительные варианты осуществления изобретения были описаны подробно, определенные изменения и модификации, включая варианты осуществления, которые не имеют всех признаков и не обеспечивают всех преимуществ, описанных в данном документе, будут очевидными для специалистов в данной области техники. Специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничивается конкретно раскрытыми вариантами осуществления и охватывает другие альтернативные или дополнительные варианты осуществления и/или применения и их очевидные модификации и эквиваленты. Кроме того, Несмотря на то что некоторое количество разновидностей было показано и описано с изменяющимися деталями, другие модификации, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения, будут очевидными для специалистов в данной области техники исходя из данного раскрытия.Although preferred embodiments of the invention have been described in detail, certain changes and modifications, including embodiments that do not have all the features and do not provide all the advantages described herein, will be apparent to those skilled in the art. Those skilled in the art will understand that the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, but encompasses other alternative or additional embodiments and / or applications and their obvious modifications and equivalents. In addition, although a number of varieties have been shown and described with varying details, other modifications that are within the scope of the present invention will be apparent to those skilled in the art based on this disclosure.

Также предусмотрено, что различные комбинации или субкомбинации определенных признаков/элементов и аспектов вариантов осуществления могут быть реализованы и могут находиться по-прежнему в пределах объема настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что различные признаки/элементы и аспекты раскрытых вариантов осуществления могут быть скомбинированы или заменены друг на друга для образования изменяющихся вариантов осуществления настоящего изобретения. Таким образом, предусмотрено, что объем настоящего изобретения, раскрытого в данном документе, не должен быть ограничен конкретными раскрытыми вариантами осуществления, описанными выше.It is also contemplated that various combinations or subcombinations of certain features / elements and aspects of embodiments may be implemented and may still be within the scope of the present invention. Accordingly, it should be understood that various features / elements and aspects of the disclosed embodiments may be combined or substituted for each other to form changing embodiments of the present invention. Thus, it is contemplated that the scope of the present invention disclosed herein should not be limited to the specific disclosed embodiments described above.

Claims (62)

1. Система постепенного окисления, содержащая:
установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение газообразного топлива из твердого топлива;
газоочиститель, который обеспечивает удаление загрязняющих веществ из газообразного топлива посредством очищающей жидкости; и
камеру беспламенного горения, которая (i) принимает очищающую жидкость и загрязняющие вещества из газоочистителя, (ii) поддерживает внутреннюю температуру достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, и (iii) обеспечивает такое время пребывания, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере беспламенного горения.
1. The gradual oxidation system containing:
installation for gasification of solid fuel, which provides the extraction of gaseous fuel from solid fuel;
a gas scrubber that removes contaminants from the gaseous fuel through a cleaning fluid; and
a flameless combustion chamber that (i) receives cleaning liquid and pollutants from the scrubber, (ii) maintains an internal temperature sufficient to allow a gradual oxidation process, and (iii) provides a residence time such that substantially all contaminants from the scrubber are oxidized in the chamber flameless burning.
2. Система по п. 1, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания процесса постепенного окисления без катализатора.2. The system of claim 1, wherein the flameless combustion chamber is configured to support a gradual oxidation process without a catalyst. 3. Система по п. 1, в которой газообразное топливо очищается водой посредством газоочистителя.3. The system of claim 1, wherein the gaseous fuel is cleaned with water through a gas scrubber. 4. Система по п. 3, в которой загрязняющие вещества, принимаемые из газоочистителя, находятся в воде.4. The system of claim 3, wherein the contaminants received from the scrubber are in the water. 5. Система по п. 4, в которой устройство ввода содержит компрессор для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения.5. The system of claim 4, wherein the input device comprises a compressor for increasing the water pressure before introducing water into the flameless combustion chamber. 6. Система по п. 1, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры,
достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.
6. The system of claim 1, wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain internal temperature,
sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds.
7. Система по п. 1, дополнительно содержащая турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с возможностью приема нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения и расширения данного газа.7. The system of claim 1, further comprising a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, wherein the turbine is configured to receive heated and compressed gas from the flameless combustion chamber and expand the gas. 8. Система по п. 1, в которой камера беспламенного горения обеспечивает поддержание максимальной температуры ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота.8. The system of claim 1, wherein the flameless combustion chamber maintains a maximum temperature below a temperature that causes the formation of nitric oxide. 9. Система по п. 1, в которой камера беспламенного горения обеспечивает прием газообразного топлива из газоочистителя и окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления.9. The system of claim 1, wherein the flameless combustion chamber receives gaseous fuel from the scrubber and oxidizes the gaseous fuel during the gradual oxidation process. 10. Система по п. 9, в которой камера беспламенного горения обеспечивает прием и окисление по существу всего газообразного топлива из газоочистителя.10. The system of claim 9, wherein the flameless combustion chamber receives and oxidizes substantially all of the gaseous fuel from the scrubber. 11. Система по п. 9, в которой камера беспламенного горения обеспечивает прием и окисление первой части газообразного топлива из газоочистителя, и вторая часть газообразного топлива из газоочистителя распределяется из системы.11. The system of claim 9, wherein the flameless combustion chamber receives and oxidizes the first part of the gaseous fuel from the scrubber, and the second part of the gaseous fuel from the scrubber is distributed from the system. 12. Система по п. 1, в которой камера беспламенного горения обеспечивает прием газообразного топлива из газоочистителя посредством первого впуска и прием дополняющего газообразного топлива из второго впуска.12. The system of claim 1, wherein the flameless combustion chamber receives gaseous fuel from the scrubber through the first inlet and receives supplementary gaseous fuel from the second inlet. 13. Система постепенного окисления, содержащая:
первый впуск, выполненный с возможностью подвода загрязненной жидкости в систему;
второй впуск, выполненный с возможностью подвода топлива в систему;
камеру беспламенного горения, которая принимает загрязненную жидкость и топливо и поддерживает внутреннюю температуру достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, при поддержании максимальной температуры в камере горения ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота, так что топливо и загрязняющие вещества в жидкости окисляются; и
выпуск, выполненный с возможностью отвода выходящего газа из камеры горения, при этом выходящий газ содержит газообразный продукт окисления, образованный посредством процесса постепенного окисления в камере горения.
13. A gradual oxidation system comprising:
a first inlet configured to supply contaminated fluid to the system;
a second inlet configured to supply fuel to the system;
a flameless combustion chamber that receives contaminated liquid and fuel and maintains an internal temperature sufficient to ensure a gradual oxidation process, while maintaining the maximum temperature in the combustion chamber below a temperature that causes the formation of nitric oxide, so that the fuel and pollutants in the liquid are oxidized; and
an outlet configured to discharge exhaust gas from the combustion chamber, wherein the exhaust gas contains a gaseous oxidation product formed by a gradual oxidation process in the combustion chamber.
14. Система по п. 13, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания процесса постепенного окисления без катализатора.14. The system of claim 13, wherein the flameless combustion chamber is configured to support a gradual oxidation process without a catalyst. 15. Система по п. 13, в которой газоочиститель обеспечивает прием загрязненной жидкости и очистку газообразного топлива водой.15. The system of claim 13, wherein the scrubber receives contaminated liquid and purifies the gaseous fuel with water. 16. Система по п. 15, в которой загрязненная жидкость содержит воду из газоочистителя.16. The system of claim 15, wherein the contaminated liquid contains water from the scrubber. 17. Система по п. 15, в которой топливо содержит газообразное топливо из газоочистителя, и камера беспламенного горения обеспечивает окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления.17. The system of claim 15, wherein the fuel comprises gaseous fuel from the scrubber and the flameless combustion chamber oxidizes the gaseous fuel during the gradual oxidation process. 18. Система по п. 13, дополнительно содержащая компрессор,
который обеспечивает повышение давления загрязненной жидкости перед поступлением жидкости в камеру беспламенного горения.
18. The system of claim 13, further comprising a compressor,
which provides increased pressure of the contaminated liquid before the liquid enters the flameless combustion chamber.
19. Система по п. 13, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.19. The system of claim 13, wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.01 seconds to about 10 seconds. 20. Система по п. 13, дополнительно содержащая турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с возможностью приема выходящего газа и расширения выходящего газа.20. The system of claim 13, further comprising a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, wherein the turbine is configured to receive exhaust gas and expand the exhaust gas. 21. Система по п. 13, в которой камера беспламенного горения обеспечивает поддержание максимальной температуры ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота.21. The system of claim 13, wherein the flameless combustion chamber maintains a maximum temperature below a temperature that causes the formation of nitric oxide. 22. Способ окисления твердого топлива, включающий:
извлечение газообразного топлива из твердого топлива посредством установки для газификации твердого топлива;
очистку газообразного топлива очищающей жидкостью в газоочистителе для удаления загрязняющих веществ из газообразного топлива;
отвод очищающей жидкости и загрязняющих веществ из газоочистителя в камеру беспламенного горения; и
окисление загрязняющих веществ в камере горения посредством (i) поддержания внутренней температуры в камере горения, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления и (ii) обеспечения времени пребывания в камере горения так, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере горения.
22. The method of oxidation of solid fuels, including:
recovering gaseous fuels from solid fuels through a solid fuel gasification unit;
cleaning gaseous fuels with a cleaning liquid in a gas scrubber to remove contaminants from the gaseous fuel;
removal of cleaning fluid and contaminants from the scrubber to the flameless combustion chamber; and
oxidation of pollutants in the combustion chamber by (i) maintaining an internal temperature in the combustion chamber sufficient to provide a gradual oxidation process and (ii) providing a residence time in the combustion chamber such that substantially all of the pollutants from the scrubber are oxidized in the combustion chamber.
23. Способ по п. 22, в котором камера беспламенного горения обеспечивает поддержание процесса постепенного окисления без катализатора.23. The method according to p. 22, in which the flameless combustion chamber supports the process of gradual oxidation without a catalyst. 24. Способ по п. 22, в котором газообразное топливо очищают водой посредством газоочистителя.24. The method according to p. 22, in which the gaseous fuel is purified with water through a gas scrubber. 25. Способ по п. 24, в котором загрязняющие вещества, принимаемые камерой горения из газоочистителя, находятся в воде.25. The method according to p. 24, in which the pollutants received by the combustion chamber of the scrubber are in water. 26. Способ по п. 24, дополнительно включающий сжатие воды и загрязняющих веществ посредством компрессора перед окислением в камере беспламенного горения.26. The method according to p. 24, further comprising compressing water and pollutants through a compressor before oxidation in a flameless combustion chamber. 27. Способ по п. 22, в котором время пребывания составляет от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.27. The method of claim 22, wherein the residence time is from about 0.01 seconds to about 10 seconds. 28. Способ по п. 22, дополнительно включающий отвод нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения в турбину и расширение газа в турбине.28. The method of claim 22, further comprising discharging the heated and compressed gas from the flameless combustion chamber to the turbine and expanding the gas in the turbine. 29. Способ по п. 22, дополнительно включающий отвод газообразного топлива из газоочистителя в камеру беспламенного горения и окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления.29. The method according to p. 22, further comprising removing gaseous fuel from the scrubber to the flameless combustion chamber and oxidizing the gaseous fuel during the gradual oxidation process. 30. Способ по п. 29, в котором по существу все газообразное топливо из газоочистителя отводят в камеру беспламенного горения и окисляют посредством камеры беспламенного горения.30. The method of claim 29, wherein substantially all of the gaseous fuel from the scrubber is diverted to a flameless combustion chamber and oxidized by a flameless combustion chamber. 31. Способ по п. 29, в котором первую часть газообразного топлива из газоочистителя отводят в камеру беспламенного горения и окисляют посредством камеры беспламенного горения, и вторую часть газообразного топлива из газоочистителя распределяют в стороне от камеры горения.31. The method according to p. 29, in which the first part of the gaseous fuel from the scrubber is diverted to the flameless combustion chamber and oxidized by the flameless combustion chamber, and the second part of the gaseous fuel from the scrubber is distributed away from the combustion chamber. 32. Способ по п. 22, в котором газообразное топливо отводят в камеру беспламенного горения посредством первого впуска, и камера горения обеспечивает прием дополняющего газообразного топлива из второго впуска.32. The method according to p. 22, in which the gaseous fuel is discharged into the flameless combustion chamber by the first inlet, and the combustion chamber receives the complementary gaseous fuel from the second inlet. 33. Способ по п. 22, в которой камера горения обеспечивает поддержание максимальной внутренней температуры ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота.33. The method according to p. 22, in which the combustion chamber maintains a maximum internal temperature below the temperature that causes the formation of nitric oxide. 34. Способ окисления загрязняющих веществ в жидкости, включающий:
подвод загрязненной жидкости в камеру беспламенного горения посредством первого впуска;
подвод топлива в камеру беспламенного горения посредством второго впуска; и
окисление загрязняющих веществ в загрязненной жидкости вместе с топливом в камере беспламенного горения посредством (i) поддержания внутренней температуры в камере горения, достаточной для обеспечения процесса постепенного окисления, (ii) поддержания максимальной температуры в камере горения ниже температуры, которая вызывает образование оксида азота, и (iii) обеспечения времени пребывания в камере горения так, что по существу все загрязняющие вещества из газоочистителя окисляются в камере горения.
34. A method of oxidizing pollutants in a liquid, comprising:
supply of contaminated liquid to the flameless combustion chamber by means of a first inlet;
fuel supply to the flameless combustion chamber by means of a second inlet; and
the oxidation of pollutants in the contaminated liquid together with the fuel in the flameless combustion chamber by (i) maintaining the internal temperature in the combustion chamber sufficient to ensure a gradual oxidation process, (ii) maintaining the maximum temperature in the combustion chamber below the temperature that causes the formation of nitric oxide, and (iii) providing a residence time in the combustion chamber such that substantially all contaminants from the scrubber are oxidized in the combustion chamber.
35. Способ по п. 34, в котором камера беспламенного горения обеспечивает поддержание процесса постепенного окисления без катализатора.35. The method according to p. 34, in which the flameless combustion chamber supports the process of gradual oxidation without a catalyst. 36. Способ по п. 34, в котором загрязненную жидкость отводят в камеру горения из газоочистителя, который обеспечивает очистку газообразного топлива водой.36. The method according to p. 34, in which the contaminated liquid is discharged into the combustion chamber from the scrubber, which provides for the purification of gaseous fuel with water. 37. Способ по п. 36, в котором загрязненная жидкость содержит воду из газоочистителя.37. The method according to p. 36, in which the contaminated liquid contains water from the scrubber. 38. Способ по п. 34, в котором топливо содержит газообразное топливо из газоочистителя, и камера беспламенного горения обеспечивает окисление газообразного топлива во время процесса постепенного окисления.38. The method of claim 34, wherein the fuel comprises gaseous fuel from the scrubber, and the flameless combustion chamber oxidizes the gaseous fuel during the gradual oxidation process. 39. Способ по п. 34, дополнительно включающий сжатие загрязненной жидкости перед подводом жидкости в камеру беспламенного горения.39. The method according to p. 34, further comprising compressing the contaminated liquid before supplying the liquid to the flameless combustion chamber. 40. Способ по п. 34, в котором время пребывания составляет от приблизительно 0,01 секунды до приблизительно 10 секунд.40. The method of claim 34, wherein the residence time is from about 0.01 seconds to about 10 seconds. 41. Способ по п. 34, дополнительно включающий отвод нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения в турбину и расширение газа в турбине.41. The method of claim 34, further comprising discharging the heated and compressed gas from the flameless combustion chamber to the turbine and expanding the gas in the turbine. 42. Система постепенного окисления с установкой для газификации твердого топлива, содержащая:
установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение газообразного топлива из твердого топлива;
газоочиститель, который обеспечивает очистку газообразного топлива;
камеру беспламенного горения, которая выполнена с возможностью приема очищенного газообразного топлива посредством первого впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива, при этом камера беспламенного горения содержит второй впуск; и
устройство ввода, соединенное со вторым впуском, выполненное с возможностью приема загрязняющих веществ из газоочистителя и ввода загрязняющих веществ в камеру беспламенного горения;
при этом камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления загрязняющих веществ.
42. A gradual oxidation system with a solid fuel gasification plant, comprising:
installation for gasification of solid fuel, which provides the extraction of gaseous fuel from solid fuel;
a gas scrubber that cleans the gaseous fuel;
a flameless combustion chamber, which is configured to receive purified gaseous fuel through the first inlet and to support the process of gradual oxidation of the gaseous fuel, wherein the flameless combustion chamber comprises a second inlet; and
an input device connected to the second inlet, configured to receive pollutants from the scrubber and input pollutants into the flameless combustion chamber;
wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize pollutants.
43. Система по п. 42, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания процесса постепенного окисления без катализатора.43. The system of claim 42, wherein the flameless combustion chamber is configured to support a gradual oxidation process without a catalyst. 44. Система по п. 42, в которой газообразное топливо очищается водой посредством газоочистителя.44. The system of claim 42, wherein the gaseous fuel is cleaned with water through a scrubber. 45. Система по п. 44, в которой загрязняющие вещества, принимаемые из газоочистителя, находятся в воде.45. The system of claim 44, wherein the contaminants received from the scrubber are in the water. 46. Система по п. 45, в которой устройство ввода содержит компрессор для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения.46. The system of claim 45, wherein the input device comprises a compressor for increasing the water pressure before introducing water into the flameless combustion chamber. 47. Система по п. 42, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 1 секунды.47. The system of claim 42, wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize gaseous fuel in a time interval of from about 0.1 second to about 1 second. 48. Система по п. 42, дополнительно содержащая турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с возможностью приема нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения и расширения газа.48. The system of claim 42, further comprising a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, wherein the turbine is configured to receive heated and compressed gas from the flameless combustion chamber and expand the gas. 49. Способ окисления твердого топлива, включающий:
извлечение газообразного топлива из твердого топлива посредством установки для газификации твердого топлива;
очистку газообразного топлива посредством газоочистителя для удаления загрязняющих веществ из газообразного топлива;
постепенное окисление газообразного топлива посредством камеры беспламенного горения, которая выполнена с возможностью приема очищенного газообразного топлива посредством первого впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива;
ввод загрязняющих веществ из газоочистителя в камеру беспламенного горения; и
поддержание внутренней температуры в камере беспламенного горения, достаточной для окисления загрязняющих веществ.
49. A method for oxidizing solid fuels, comprising:
recovering gaseous fuels from solid fuels through a solid fuel gasification unit;
purification of gaseous fuel by means of a gas scrubber to remove contaminants from the gaseous fuel;
the gradual oxidation of gaseous fuel through a flameless combustion chamber, which is configured to receive purified gaseous fuel through a first inlet and supporting the process of gradual oxidation of gaseous fuel;
the introduction of pollutants from the scrubber into the flameless combustion chamber; and
maintaining the internal temperature in the flameless combustion chamber, sufficient for the oxidation of pollutants.
50. Способ по п. 49, дополнительно включающий поддержание процесса постепенного окисления в камере беспламенного горения без катализатора.50. The method according to p. 49, further comprising maintaining a process of gradual oxidation in a flameless combustion chamber without a catalyst. 51. Способ по п. 49, дополнительно включающий сжатие газообразного топлива перед постепенным окислением газообразного топлива посредством камеры беспламенного горения.51. The method according to p. 49, further comprising compressing the gaseous fuel before the gradual oxidation of the gaseous fuel through a flameless combustion chamber. 52. Способ по п. 49, дополнительно включающий сжатие воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения.52. The method according to p. 49, further comprising compressing the water before introducing water into the flameless combustion chamber. 53. Способ по п. 49, дополнительно включающий поддержание внутренней температуры в камере беспламенного горения, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 1 секунды.53. The method of claim 49, further comprising maintaining an internal temperature in the flameless combustion chamber sufficient to oxidize the gaseous fuel in a time interval of from about 0.1 second to about 1 second. 54. Способ по п. 49, дополнительно включающий расширение сжатого и нагретого газа из камеры беспламенного горения посредством турбины, сообщающейся по текучей среде с камерой беспламенного горения.54. The method according to p. 49, further comprising expanding the compressed and heated gas from the flameless combustion chamber by means of a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber. 55. Система постепенного окисления с установкой для газификации твердого топлива, содержащая:
установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение и очистку газообразного топлива из твердого топлива;
камеру беспламенного горения, которая выполнена с возможностью приема очищенного газообразного топлива посредством впуска и поддержания процесса постепенного окисления газообразного топлива; и
устройство ввода, выполненное с возможностью приема загрязняющих веществ из установки для газификации и ввода загрязняющих веществ в камеру беспламенного горения;
при этом камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления загрязняющих веществ.
55. A gradual oxidation system with a solid fuel gasification unit, comprising:
installation for gasification of solid fuel, which provides for the extraction and purification of gaseous fuel from solid fuel;
a flameless combustion chamber, which is configured to receive purified gaseous fuel through an inlet and supporting a process of gradual oxidation of gaseous fuel; and
an input device configured to receive pollutants from the installation for gasification and input of pollutants into the flameless combustion chamber;
wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize pollutants.
56. Система по п. 55, в которой камера беспламенного горения обеспечивает поддержание внутренней температуры без катализатора.56. The system of claim 55, wherein the flameless combustion chamber maintains an internal temperature without a catalyst. 57. Система по п. 55, в которой установка для газификации содержит газоочиститель, который обеспечивает очистку газообразного топлива.57. The system of claim 55, wherein the gasification plant comprises a gas scrubber that cleans gaseous fuels. 58. Система по п. 57, в которой газообразное топливо очищается водой посредством газоочистителя.58. The system of claim 57, wherein the gaseous fuel is cleaned with water through a gas scrubber. 59. Система по п. 58, в которой загрязняющие вещества, принимаемые устройством ввода, находятся в воде.59. The system of claim 58, wherein the contaminants received by the input device are in water. 60. Система по п. 58, в которой устройство ввода содержит компрессор для повышения давления воды перед вводом воды в камеру беспламенного горения.60. The system of claim 58, wherein the input device comprises a compressor for increasing the water pressure before introducing water into the flameless combustion chamber. 61. Система по п. 55, в которой камера беспламенного горения выполнена с возможностью поддержания внутренней температуры, достаточной для окисления газообразного топлива, в интервале времени от приблизительно 0,1 секунды до приблизительно 1 секунды.61. The system of claim 55, wherein the flameless combustion chamber is configured to maintain an internal temperature sufficient to oxidize gaseous fuel in a time interval of from about 0.1 second to about 1 second. 62. Система по п. 55, дополнительно содержащая турбину, сообщающуюся по текучей среде с камерой беспламенного горения, при этом турбина выполнена с возможностью приема нагретого и сжатого газа из камеры беспламенного горения и расширения газа. 62. The system of claim 55, further comprising a turbine in fluid communication with the flameless combustion chamber, wherein the turbine is configured to receive heated and compressed gas from the flameless combustion chamber and expand the gas.
RU2013157525/06A 2011-05-25 2011-05-25 Power plant with gasificator and waste processing RU2561793C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2011/037974 WO2012161711A1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Gasifier power plant and management of wastes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157525A RU2013157525A (en) 2015-06-27
RU2561793C2 true RU2561793C2 (en) 2015-09-10

Family

ID=47217548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157525/06A RU2561793C2 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Power plant with gasificator and waste processing

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2715092A4 (en)
JP (1) JP5946906B2 (en)
CN (1) CN103534462B (en)
RU (1) RU2561793C2 (en)
WO (1) WO2012161711A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631456C1 (en) * 2016-04-13 2017-09-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method for producing electricity from sub-standart (wet) fuel biomass and device for its implementation
RU2631450C1 (en) * 2016-04-13 2017-09-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method of producing electricity from substandard fuel biomass and device for its implementation
RU2654664C1 (en) * 2017-05-05 2018-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" Method for thermal processing and utilization of carbon-containing substances

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014103952A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Krones Ag Apparatus and method for operating a gas turbine with direct feed of this gas turbine
CN103953402B (en) * 2014-04-11 2015-07-29 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 The optimization integrated system of a kind of solar energy and biomass energy cogeneration
CN103912464B (en) * 2014-04-11 2016-09-14 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 The combined generating system that solar energy optical-thermal is integrated with BIGCC
MY194516A (en) * 2017-07-07 2022-11-30 Siw Eng Pte Ltd Device and system for decomposing and oxidizing gaseous pollutant
CN109943365B (en) * 2019-04-11 2023-12-19 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 Gasifier quench chamber with dust removal, bubble breaking and dehydration device
JP7295004B2 (en) * 2019-12-12 2023-06-20 豊 橋本 Contaminated water treatment equipment
KR20230067743A (en) * 2021-11-08 2023-05-17 주식회사 선진티에스 Combined system of coal-gasifier and blast-furnace using water-free coal and method using the same
CN114772698B (en) * 2022-03-31 2024-01-05 深圳市华尔信环保科技有限公司 Supercritical water oxidation system for organic waste liquid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3731485A (en) * 1970-02-07 1973-05-08 Metallgesellschaft Ag Open-cycle gas turbine plant
SU1221227A1 (en) * 1983-05-23 1986-03-30 Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского Method of hardening products of thermal cracking
US5154599A (en) * 1990-06-29 1992-10-13 Wuenning Joachim Method for apparatus for combusting fuel in a combustion chamber
RU2135273C1 (en) * 1994-02-24 1999-08-27 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани System for production of special purpose gas, device to remove heat and acid gas on its basis and process of production of special purpose gas

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61261627A (en) * 1985-05-15 1986-11-19 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Biological fuel gas turbine plant and operation thereof
JPS6397833A (en) * 1986-10-13 1988-04-28 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Gas turbine plant using gasified production gas of solid fuel as fuel
JPS63100235A (en) * 1986-10-15 1988-05-02 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Gas turbine plant using biomass fuel
DE3714016A1 (en) * 1987-04-27 1988-11-10 Rheinische Braunkohlenw Ag Process for the treatment of scrubbing water from a gas scrubber
DE4238289C2 (en) * 1992-11-13 1997-02-06 Rheinische Braunkohlenw Ag Process and plant for the pretreatment of process wastewater
WO1995034357A1 (en) * 1994-06-10 1995-12-21 Thermatrix, Inc. Method and apparatus for waste water treatment
US5770784A (en) * 1996-04-10 1998-06-23 Thermatrix, Inc. Systems for the treatment of commingled wastes and methods for treating commingled wastes
WO2001011215A1 (en) * 1999-08-09 2001-02-15 Technion Research And Development Foundation Ltd. Novel design of adiabatic combustors
ITBO20040296A1 (en) * 2004-05-11 2004-08-11 Itea Spa High efficiency and reduced environmental impact combustors, and processes for the production of electricity deriving from it
US20090136406A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 John Zink Company, L.L.C Flameless thermal oxidation method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3731485A (en) * 1970-02-07 1973-05-08 Metallgesellschaft Ag Open-cycle gas turbine plant
SU1221227A1 (en) * 1983-05-23 1986-03-30 Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского Method of hardening products of thermal cracking
US5154599A (en) * 1990-06-29 1992-10-13 Wuenning Joachim Method for apparatus for combusting fuel in a combustion chamber
RU2135273C1 (en) * 1994-02-24 1999-08-27 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани System for production of special purpose gas, device to remove heat and acid gas on its basis and process of production of special purpose gas

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631456C1 (en) * 2016-04-13 2017-09-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method for producing electricity from sub-standart (wet) fuel biomass and device for its implementation
RU2631450C1 (en) * 2016-04-13 2017-09-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method of producing electricity from substandard fuel biomass and device for its implementation
RU2654664C1 (en) * 2017-05-05 2018-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" Method for thermal processing and utilization of carbon-containing substances

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012161711A1 (en) 2012-11-29
CN103534462A (en) 2014-01-22
JP5946906B2 (en) 2016-07-06
JP2014518982A (en) 2014-08-07
RU2013157525A (en) 2015-06-27
CN103534462B (en) 2016-10-12
EP2715092A1 (en) 2014-04-09
EP2715092A4 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2561793C2 (en) Power plant with gasificator and waste processing
US8893468B2 (en) Processing fuel and water
US9057028B2 (en) Gasifier power plant and management of wastes
AU2015371529B2 (en) Device and method for thermal exhaust gas cleaning
CN102165046A (en) Generating clean syngas from biomass
CN103241886B (en) Treatment process of wastewater containing organic matters
RU2353590C2 (en) Method and system for waste thermal utilisation and their use for processing waste with high watercontent
JP5938788B2 (en) Method for thermochemical carbonization and gasification of wet biomass
JP2008025876A (en) Combustion treatment method for waste liquid
US20120297775A1 (en) Integrated gasifier power plant
US10280377B1 (en) Pyrolysis and steam cracking system
CN102317687A (en) Be used to handle the method and apparatus of solid waste
CN112062435B (en) Oil sludge pyrolysis treatment device and process thereof
CN107109260B (en) Apparatus, system and method for converting industrial waste of various sources into energy
CN104692607A (en) Oil sludge pyrolysis resource utilization method and device
KR20080076670A (en) Process of fully utilizable resource recovery system with various waste under emission free basis
US9074151B2 (en) Plasma assisted gasification system with an indirect vacuum system
RU2502596C2 (en) Method of rubber wastes processing
JP6574183B2 (en) Process of combustion in a heat engine of solid, liquid or gaseous hydrocarbon (HC) raw materials, heat engine and system for producing energy from hydrocarbon (HC) material
KR20100040079A (en) Apparatus for drying and carbonating combustibile or organic waste
CN112368236B (en) Method for producing hydrogen using biomass as raw material
RU2737833C1 (en) Autonomous electric generation method and device - small solid fuel power plant for its implementation
JP2004043587A (en) Carbonzing device and method for manufacturing carbonized matter
RU2277638C1 (en) Method of and device for producing electric energy from condensed fuels
WO2021167560A1 (en) The use of plasma to reduce flue gas emissions in systems working with fossil fuels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160526