低排放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*CN102971508A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102971508A(43)申请公布日2013.03.13(21)申请号201180033271.1(51)Int.Cl.(22)申请日2011.06.09F02C6/00(2006.01)F02C7/22(2006.01)(30)优先权数据61/361,1802010.07.02US(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.04(86)PCT申请的申请数据PCT/US2011/0398302011.06.09(87)PCT申请的公布数据WO2012/003080EN2012.01.05(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5页5页说明书说明书1515页页附图附图88页(54)发明名称低排放动力产生系统和方法(57)摘要提供了用于在联合循环动力工厂中的低排放动力产生的CO2分离的方法和系统。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化学计量地燃烧燃料和氧化剂，以提供机械动力和气态废气。压缩的再循环流作为稀释剂，以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其压力。净化流从压缩的再循环流流出并被引导至被配置用于利用碳酸钾溶剂从净化流吸收CO2的CO2分离器。CN1029758ACN102971508A权利要求书1/5页1.综合的CO2分离系统，包括：具有燃烧室的燃气涡轮系统，所述燃烧室被配置用于在压缩的再循环流的存在下化学计量地燃烧压缩的氧化剂和燃料，以便产生排出物流，所述排出物流在膨胀器中膨胀，从而产生气态废流并且至少部分地驱动主压缩机，其中所述压缩的再循环流用作被配置用于调节所述排出物流的温度的稀释剂；废气再循环系统，其具有增压器和一个或多个冷却单元中的至少一个，其被配置用于提高所述气态废流的质量流速以向所述主压缩机提供冷却的再循环气体，其中所述主压缩机压缩所述冷却的再循环气体并且产生所述压缩的再循环流，所述压缩的再循环流的一部分被引导至所述燃烧室，并且所述压缩的再循环流的一部分提供净化流；和流体连接至所述净化流的CO2分离器，所述CO2分离器包括：吸收器柱，其被配置用于接收所述净化流并且使碳酸钾溶剂在其中循环，以吸收所述净化流中的CO2，其中所述吸收器柱排出富氮残余流和碳酸氢盐溶剂溶液；第一阀门，其流体连接至所述吸收器柱并被配置用于闪蒸所述碳酸氢盐溶剂溶液至接近大气的压力；和再生柱，其流体连接至所述第一阀门并被配置用于接收和煮沸所述碳酸氢盐溶剂溶液以从其中去除CO2和水，从而产生再循环返回所述吸收器柱的再生的碳酸钾溶剂。2.权利要求1所述的系统，其中所述净化流的温度为大约800℉，并且所述净化流的压力为大约280psia。3.权利要求2所述的系统，进一步包括与所述净化流相关联的热交换器，其中所述热交换器为交叉交换热交换器，其被配置用于降低所述净化流的温度至大约250℉和大约300℉之间。4.权利要求1所述的系统，其中所述再生柱在大约3psig的压力下操作。5.权利要求1所述的系统，进一步包括再沸器，其流体连接至所述再生柱，并且被配置用于接收和加热一部分所述再生的碳酸钾溶剂并且产生加热的再生的碳酸钾溶剂。6.权利要求5所述的系统，其中所述再沸器被配置用于使所述加热的再生的碳酸钾溶剂再循环返回所述再生柱，以产生用于煮沸所述碳酸氢盐溶剂溶液的蒸汽。7.权利要求1所述的系统，进一步包括冷凝器，其流体连接至所述再生柱，并且被配置用于接收和分离从所述碳酸氢盐溶剂溶液中去除的所述CO2和水，其中所述CO2被引导至下游压缩系统。8.权利要求7所述的系统，其中与所述CO2分离的一部分所述水被用泵输送返回所述再生柱，以产生蒸汽。9.权利要求1所述的系统，其中一部分所述碳酸氢盐溶剂溶液在完成溶剂再生之前从所述再生柱中收回，并且再循环和向下供应至所述吸收器柱。10.权利要求9所述的系统，其中碳酸氢盐溶剂溶液总量的大约50%或更多在完成溶剂再生之前从所述再生柱中收回。11.综合的CO2分离系统，包括：具有燃烧室的燃气涡轮系统，所述燃烧室被配置用于在压缩的再循环流的存在下，化学计量地燃烧压缩的氧化剂和燃料，以便在膨胀器中膨胀排出物流，从而产生气态废流并且至少部分地驱动主压缩机，其中所述压缩的再循环流用作被配置用于调节所述排出物流2CN102971508A权利要求书2/5页的温度的稀释剂；废气再循环系统，其具有增压器和流体连接至所述增压器的一个或多个冷却单元，所述增压器被配置用于接收和提高所述气态废流的压力，所述一个或多个冷却单元被配置用于冷却所述气态废流，并