[发明专利]有利于代用天然气的产生的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体涉及整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置，且更具体地涉及用于用气化系统优化代用天然气的产生和传热的方法和设备。

背景技术

至少一些已知的IGCC装置包括与至少一个动力产生涡轮系统结合的气化系统。例如，已知的气化系统将燃料、空气或氧气、蒸汽和/或二氧化碳(CO₂)的混合物转化成合成煤气或“合成气”。该合成气被输送到燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器对发电机供以动力，发电机将电功率供应到电网。来自至少一些已知的燃气涡轮发动机的排气被供应到热回收蒸汽发生器(HRSG)，热回收蒸汽发生器产生蒸汽以驱动蒸汽涡轮。由蒸汽涡轮产生的动力还驱动将电功率提供给电网的发电机。

与IGCC装置相关联的至少一些已知的气化系统包括气化反应器，该气化反应器产生包括至少一些一氧化碳(CO)、水蒸汽(H₂O)和颗粒物质的合成气。来自气化反应器的合成气被输送到洗涤和骤冷组件，洗涤和骤冷组件典型地移除很大一部分颗粒物质，且通过将水注入合成气中来冷却合成气。其后，为了提高合成气内的可燃物的量，经洗涤和骤冷的合成气典型地被输送到至少一个水-气体变换反应器，以通过至少一种放热式化学反应来将CO和水转化成氢气(H₂)和二氧化碳(CO₂)。通过放热式反应释放的热有利于变换反应器中的温度升高。

在高温和低含水量的情况下，CO可与H₂反应，以通过放热式化学反应产生甲烷(CH₄)和CO₂。在超过约650度摄氏温度(℃)(1200度华氏温度(°F))的温度处，CH₄和CO₂的产生反应率可加大，从而减少了对变换反应器内的放热的控制。因此，常常喷射蒸汽来减轻温度升高，以及有利于控制变换反应器内的温度。所使用的蒸汽量典型地等于否则可被输送到蒸汽涡轮的高压蒸汽的约30％至50％，从而会降低装置的发电量。另外，这种蒸汽喷射需要更大的变换反应器来产生足够的经变换的合成气的供应。此外，输送自变换反应器的合成气的增大的含湿量形成了对另外的除湿设备的需要。

发明内容

在一方面，提供了一种产生代用天然气(SNG)的方法。该方法包括提供至少一个蒸汽涡轮发动机和至少一个气体变换反应器。该方法还包括在该至少一个气体变换反应器内产生蒸汽流。该方法进一步包括将蒸汽流的至少一部分输送到该至少一个蒸汽涡轮发动机。

在另一方面，提供了一种气化系统。该气化系统包括构造成以便接收锅炉给水流和合成煤气(合成气)流的至少一个气体变换反应器。该至少一个气体变换反应器进一步构造成以便产生高压蒸汽流。

在又一个方面，提供了一种整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置。该IGCC装置包括构造成以便产生合成煤气(合成气)流的至少一个气化反应器。该IGCC装置还包括与至少一个气化反应器以流动连通的方式联接的至少一个气体变换反应器。该至少一个气体变换反应器构造成以便接收锅炉给水流和合成气流的至少一部分。该至少一个气体变换反应器进一步构造成以便产生高压蒸汽流。该IGCC装置进一步包括与该至少一个气体变换反应器以流动连通的方式联接的至少一个蒸汽涡轮发动机。该至少一个蒸汽涡轮发动机构造成以便接收高压蒸汽流的至少一部分。

附图说明

图1是示例性整体煤气化联合循环(IGCC)动力发生装置的示意图；以及

图2是可与图1所示的IGCC动力发生装置一起使用的示例性气化系统的示意图。

具体实施方式