[发明专利]利用蒸气吸收激冷的整体气化联合循环系统

说明书

技术领域

本申请主要涉及整体气化联合循环系统，且更具体地涉及使用通过气体压缩系统的废热驱动的蒸气吸收激冷的整体气化联合循环系统。

背景技术

一般来说，在功率生成设备中所产生的二氧化碳(“CO₂”)认为是温室气体。因此，在总体功率产生过程中所产生的二氧化碳通常被封存且然后经再循环用于其它目的或以其它方式处置。在当前的整体气化联合循环(“IGCC”)系统中，优选是对二氧化碳进行预燃烧俘获。一旦俘获，则二氧化碳通常可在输送、处置或其它使用之前经受压缩。具体而言，各种整体气化联合循环系统设计都要求在气体再循环至例如进料系统、气化器，或总体系统中的其它位置之前对二氧化碳进行压缩。

来自整体气化联合循环系统或其它类型的功率设备的净功率输出由依靠合成气或其它燃料进行操作的燃气涡轮发动机(多个)的输出来确定。功率设备中的任何寄生性电动负载或其它类型的负载用来降低净生成输出。然而，对二氧化碳的压缩通常需要大量的辅助压缩功率。这种压缩功率通常由电气驱动装置或蒸汽涡轮提供。因此，这种类型的寄生负载造成较低的总体功率设备净输出和效率。而且，使用冷却塔水来冷却二氧化碳压缩机在水可能昂贵和/或稀缺的地区也许成本高昂和不切实际。

因此，希望有改进的整体气化联合循环系统。此类改进的整体气化联合循环系统可限制通过压缩和冷却二氧化碳所引起的寄生负载以便增加净功率生成输出和效率，同时维持二氧化碳封存的生态益处。

发明内容

本申请及随其产生的专利因此提供了一种整体气化联合循环系统。该整体气化联合循环系统可包括燃气涡轮发动机、一个或多个功率设备构件、一个或多个二氧化碳压缩机，以及蒸气吸收激冷器(chiller)。蒸气吸收激冷器由来自二氧化碳压缩机的废热源流驱动以产生激冷介质流来冷却功率设备构件。

本申请及随其产生的专利还提供了一种冷却功率设备构件的方法。该方法可包括步骤：在一个或多个二氧化碳压缩机中生成废热源流、利用废热源流驱动蒸气吸收激冷器、在蒸气吸收激冷器中生成激冷介质流，以及利用激冷介质流冷却功率设备构件。该方法还可包括步骤：在蒸气吸收激冷器的发生器中蒸发制冷剂、在冷凝器中使制冷剂液化、在蒸发器中使制冷剂膨胀、在吸收器中再吸收制冷剂，以及重复上述循环。

本申请及随其产生的专利还可提供一种整体气化联合循环系统。该整体气化联合循环系统可包括一个或多个二氧化碳压缩机、一个或多个压缩机冷却器，以及蒸气吸收激冷器。蒸气吸收激冷器由来自二氧化碳压缩机的废热源流驱动以产生激冷介质流来冷却压缩机冷却器。

当结合若干附图和所附权利要求研读以下详细描述时，本领域普通技术人员将会清楚本发明的这些及其它特征和改进。

附图说明

图1是整体气化联合循环系统的一部分的示意图。

图2是如可在文中使用的蒸气吸收激冷器的实例的示意图。

图3是如可在文中描述的使用蒸气吸收激冷器用于入口激冷的整体气化联合循环系统的一部分的示意图。

图4是如可在文中描述的使用蒸气吸收激冷器用于冷却二氧化碳压缩机的整体气化联合循环系统的一部分的示意图。

零件清单

100整体气化联合循环系统

110燃气涡轮发动机

115合成气产生系统

120压缩机

130燃烧器

140涡轮

150负载

160煤源

170气化器

180空气分离单元

190合成气

200酸性气体去除系统

205二氧化碳流

210二氧化碳压缩机

220电动马达

230冷却塔

240蒸气吸收激冷器

245制冷剂

250吸收剂

255制冷剂溶液

260发生器

270废热源流

280冷凝器

290蒸发器

300激冷介质流

310吸收器

320泵

330整体气化联合循环系统

335功率设备构件

340涡轮入口激冷器

350流体

360空气流

370蒸气吸收激冷器

380压缩机热交换器

390第一流体回路

400第二流体回路

410整体气化联合循环系统

420低压压缩机