[发明专利]动力产生

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生电力的方法和设备，其基础是使用煤层沼气和/或天然气作为驱动燃气轮机以产生动力的能量源。

背景技术

术语“煤层沼气(methane)”这里被理解为表示包含从地下煤源获得的至少75％体积为沼气的气体。

术语“天然气”这里被理解为表示在例如多孔地质构造中发现的气态烃。

国际申请PCT/AU2004/001339(WO 2005/5031136)以本申请人的名义记载并要求保护经由燃气轮机和蒸汽轮机产生动力的方法，该方法包括采用第一模式的操作：

(a)将煤层沼气、包含氧气的气体和在燃气轮机中产生的烟气都在压力作用下供给至燃气轮机的燃烧器，燃烧该煤层沼气并且使用经加热的燃烧产物和烟气气体从而驱动该燃气轮机；

(b)将在燃气轮机中产生的热烟气气体流供给至热回收蒸汽发生器并且使用该烟气气体的热量、借助与供给至蒸汽发生器的水交换的热量以产生蒸汽；

(c)将来自于蒸汽发生器的蒸汽供给至蒸汽轮机并且使用该蒸汽驱动蒸汽轮机；并且

(d)供给(i)来自于燃气轮机的通过热回收蒸汽发生器的一部分烟气气体至燃气轮机的燃烧器并且(ii)来自于燃气轮机的通过热回收蒸汽发生器的另一部分烟气气体至适当的地下存储区域。

该国际申请也公开采用第二模式进行的操作：

(a)将煤层沼气、来自于燃气轮机的空气压缩机的空气都在压力作用下供给至燃气轮机的燃烧器，燃烧该煤层沼气并且使用经加热的燃烧产物和烟气气体来驱动该燃气轮机；

(b)将在燃气轮机中产生的热烟气气体流供给至热回收蒸汽发生器并且使用烟气气体的热量、借助与供给至蒸汽发生器的水交换的热量产生蒸汽；

(c)将来自于蒸汽发生器的蒸汽供给至蒸汽轮机并且使用该蒸汽驱动蒸汽轮机。

该国际申请也公开一种用于产生动力的设备。

在该国际申请中公开的内容通过交叉引用的方式引用结合于此。

在该国际申请中记载并要求保护的方法的特征之一是其可在没有CO₂排放入大气的情况下进行操作。例如，通过操作该方法的第一操作模式，使得步骤(d)(i)供给(不可避免地包含大量的CO₂的)尚未供给至燃气轮机的燃烧器的所有烟气气体至适当的地下存储处，这是有效的方式来防止CO₂排放入大气，不具有任何的不利环境后果。

在该国际申请中记载并要求保护的方法的另一特征是在本发明的第一操作模式的步骤(d)(i)中在燃气轮机的燃烧器中使用来自于燃气轮机的部分烟气气体流可减小并且优选地总体替换燃气轮机的燃烧器中对空气的使用。将空气总体地由氧气和在这一操作模式下主要为CO₂的烟气气体代替可克服关于使用空气而产生的明显问题。例如，使用空气意味着来自于燃气轮机的烟气气体包含大量的(一般至少70个体积百分比)氮，一定量的(一般10个体积百分比)氧气，以及一定量的(一般5-10个体积百分比)的CO₂。氮气、氧气和CO₂的混合物代表明显的气体分离问题，以正确地处理烟气气体流。在这一操作模式下由氧气和烟气气体代替空气意味着来自于热回收蒸汽发生器的烟气气体主要是CO₂和水，并且由此很大程度上简化了用于燃气轮机的烟气气体的处理要求，其结果是得到比较简单的方案来产生主要是CO₂的烟气气体流并且将该气体流供给至燃气轮机的燃烧器。

本申请人现在已经意识到，不同于该国际申请中记载和要求保护的方法和设备的本发明的方法和设备在特定情况下可备选于该国际申请中记载的方法和设备并且具有优势。

发明内容

根据本发明，提供一种经由燃气轮机产生动力的方法，该方法包括下述步骤：

(a)将都处于压力下的煤层沼气和/或天然气，空气或富氧空气，以及蒸汽供给至燃气轮机的燃烧器，燃烧所述煤层沼气和/或天然气，并且使用经加热的燃烧产物和烟气气体来驱动燃气轮机以产生电力；

(b)将燃气轮机中产生的热烟气气体流供给至热回收蒸汽发生器，使用烟气气体的热量、借助与供给至蒸汽发生器的水进行的热交换来产生高压蒸汽和低压蒸汽；

(c)将来自于蒸汽发生器的高压蒸汽的至少一部分供给至燃气轮机的燃烧器；

(d)从经过热回收蒸汽发生器的来自于燃气轮机的烟气气体回收CO₂；以及；