低排放三循环动力产生系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103026031A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103026031A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201180033288.7(51)Int.Cl.(22)申请日2011.06.09F02C7/08(2006.01)(30)优先权数据61/361,1702010.07.02US(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.04(86)PCT申请的申请数据PCT/US2011/0398242011.06.09(87)PCT申请的公布数据WO2012/003076EN2012.01.05(71)申请人埃克森美孚上游研究公司地址美国德克萨斯州(72)发明人R·H·欧尔菲克M·明特(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵蓉民张全信权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书88页页附图附图33页(54)发明名称低排放三循环动力产生系统和方法(57)摘要提供了用于烃回收工艺中的低排放动力产生的方法和系统。一个系统包含燃气涡轮系统，其在压缩的再循环流的存在下适于燃烧燃料和氧化剂，以提供机械动力和气态废气。压缩的再循环流用于调节燃烧工艺的温度。增压器可在气态废气被压缩成为压缩的再循环流之前提高气态废气的压力。净化流可从压缩的再循环流流出并被引向排出CO2和富氮气体的CO2分离器，CO2和富氮气体可在气体膨胀器中膨胀以产生额外的机械动力。CN10326ACN103026031A权利要求书1/2页1.综合系统，包括：燃气涡轮系统，包括：第一压缩机，其被配置用于接收和压缩冷却的再循环气流成为压缩的再循环流；第二压缩机，其被配置用于接收和压缩供应氧化剂成为压缩的氧化剂；燃烧室，其被配置用于接收所述压缩的再循环流和所述压缩的氧化剂并且化学计量地燃烧燃料流，其中所述压缩的再循环流用作稀释剂以调节燃烧温度；和膨胀器，其被连接至所述第一压缩机并被配置用于接收来自所述燃烧室的排出物，以产生气态废流并且至少部分地驱动所述第一压缩机；和废气再循环系统，包括：热回收蒸汽发生器，其被配置用于接收来自所述膨胀器的所述气态废流并产生蒸汽和冷却的废流；和增压器，其被配置用于接收所述冷却的废流并且增加其压力，以提供用于注入所述第一压缩机的冷却的再循环气流。2.权利要求1所述的系统，其中所述废气再循环系统进一步包括被配置用于接收所述蒸汽并产生电力的蒸汽燃气涡轮。3.权利要求1所述的系统，其中所述供应氧化剂为空气、富氧空气和其任何组合。4.权利要求1所述的系统，其中所述燃料流选自：天然气、甲烷、石脑油、丁烷、丙烷、合成气、柴油、煤油、航空燃料、煤衍生的燃料、生物燃料、氧化烃原料和其任何组合。5.权利要求1所述的系统，其中所述废气再循环系统进一步包括至少一个冷却单元，其被配置用于接收所述冷却的废流和冷却的再循环气流中的至少一个并产生水排泄流和所述冷却的再循环气流。6.权利要求5所述的系统，其中所述水排泄流被流体连接至所述热回收蒸汽发生器，以产生额外的蒸汽。7.权利要求1所述的系统，其中所述气态废流在高于大气压的压力下被提供至所述热回收单元。8.权利要求1所述的系统，其中离开所述膨胀器的所述气态废流的温度为大约1250℉。9.权利要求1所述的系统，其中所述增压器增加所述冷却的再循环气流的压力至在大约17.1psia至大约21psia之间的压力。10.权利要求1所述的系统，进一步包括取自所述压缩的再循环流的净化流。11.权利要求10所述的系统，其中所述净化流在CO2分离器中被处理，以产生二氧化碳流和基本上包括氮气的残余流。12.权利要求10所述的系统，其中至少一部分所述净化流被发送至二氧化碳埋存、二氧化碳出售、碳捕获、排气或其组合的位置。13.产生动力的方法，包括：在第一压缩机中压缩冷却的再循环气流，以产生压缩的再循环流；在第二压缩机中压缩供应氧化剂，以产生压缩的氧化剂；在燃烧室中在所述压缩的再循环流的存在下燃烧燃料流和所述压缩的氧化剂，从而产生排出物，其中所述压缩的再循环流适于调节所述排出物的温度；2CN103026031A权利要求书2/2页在膨胀器中膨胀所述排出物，以产生气态废流和至少一单位的动力；在热回收蒸汽发生器中回收来自气态废排出物的热，以产生蒸汽和冷却的废流；和在增压器中增加所述冷却的废流的压力，以提供冷却的再循环气流，用于注入所述第一压缩机。14.权利要求13所述的方法，进一步包括在蒸汽燃气涡轮中从所述蒸汽产生电力。15.权利要求13所述的方法，进一步包括在冷却单元中冷却所述冷却的废流和所述冷却的再循环气流中的至少一个，以从中移出至少一部分冷凝水。16.权利要求15所述的方法，进一步包括从所述冷却单元按路线发送所述部分的冷凝水至所述热回收蒸汽发生器，以产生额外的蒸汽。