[发明专利]具有CO2封存能力的热力发电设备

权利要求书

1.一种用来从燃气涡轮机的燃烧气体中分离CO₂的方法，含碳燃料和被压缩的含氧气体在所述燃气涡轮机中燃烧，并且燃烧气体通过涡轮机而被膨胀，在膨胀的燃烧气体被释放到大气中之前在发电机中产生电力，其特征在于，所述方法还包括下列步骤：

a)在所述涡轮机的中间段处抽取燃烧气体，

b)将所抽取的燃烧气体与压缩空气以及添加的含碳燃料一起引入到燃烧器中，以在燃烧器中引起次级燃烧，

c)冷却来自燃烧器的燃烧气体，

d)将冷却的燃烧气体引入到CO₂捕获单元中，以将燃烧气体分离成富CO₂气体和贫CO₂气体，该富CO₂气体被抽取以便存置，及

e)重新加热贫CO₂气体、并在中间级处将贫CO₂气体重新引入到所述涡轮机中，并且在将贫CO₂气体释放到大气中之前使贫CO₂气体进一步膨胀。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：在将步骤a)中所抽取的燃烧气体在步骤b)中引入到燃烧器中之前，冷却在步骤a)中所抽取的燃烧气体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，来自所述燃烧器的燃烧气体通过在冷却室中的冷却管中产生蒸汽而被冷却。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在冷却燃烧室时产生的蒸汽通过蒸汽涡轮机而膨胀，以产生电能。

5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在贫CO₂气体被引入到涡轮机之前，贫CO₂气体通过与要被引入到CO₂捕获单元中的燃烧气体进行热交换而被加热。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，被引入到燃烧器中的添加的含碳燃料和空气被调节，以在燃烧器中产生基本以化学计量的燃烧。

7.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述含碳燃料是油或天然气。

8.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，被引入到所述燃烧器中的所述天然气和空气被调节，从而在中间段处被引入到所述涡轮机的贫CO₂气体的质量流量与在中间级处从所述涡轮机抽取的气体的质量流量大体相等。

9.一种用于发电的设备，该设备包括燃气涡轮机(2、8、4)和由所述燃气涡轮机操作的发电机(5)，其中，所述设备还包括：气体侧抽出单元(21)，用于从涡轮机(4′)的中间段抽取部分地膨胀的气体；燃烧器(25)，用于燃料的次级燃烧，该次级燃烧使用所述部分地膨胀的气体和作为氧气源的附加空气；用来冷却来自所述次级燃烧的燃烧气体的一个或多个热交换器(28、30)；CO₂分离单元(33)，用来将被冷却的燃烧气体分离成富CO₂气体和贫CO₂气体，该富CO₂气体被进一步处理，并且从所述设备输出；用来对贫CO₂气体进行重新加热的一个或多个热交换器(30、27)；以及气体返回管线(39)和涡轮机进口单元(40)，用来在涡轮机(4″)的中间级处引入被加热的贫CO₂气体以便进一步膨胀。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述设备还包括用来对所述部分地膨胀的气体进行冷却的冷却室(23)，该冷却室(23)布置在所述涡轮机4′的中间段与所述燃烧器(25)之间。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，所述设备还包括在燃烧气体被引入到所述分离单元之前用来采用离开分离单元(33)的贫CO₂气体来冷却离开次级燃烧的气体的热交换器(30)。

12.根据权利要求9至11任一项所述的设备，其中，在次级冷却室(24)中设有过热管(28)，该次级冷却室(24)通过在所述分离单元(33)上游的管内产生蒸汽和/或使蒸汽过热，用来冷却来自所述燃烧器(25)的燃烧气体。