促进合成天然气生产的方法和设备的制作方法

专利名称：促进合成天然气生产的方法和设备的制作方法
促进合成天然气生产的方法和设备
背景技术：
总体而言，本发明涉及整体气化联合循环(IGCC)发电工厂，更具体地讲，涉及优 化合成天然气生产和与气化系统的热量转移的方法和设备。至少一些已知的IGCC工厂包括与至少一个动力产生涡轮机系统集成的气化系 统。例如，已知的气化系统使燃料、空气或氧气、蒸汽和/或二氧化碳(CO2)的混合物转化 成合成气体或“合成气”。将合成气引导到燃气涡轮发动机的燃烧室，燃气涡轮发动机为发 电机提供动力，发电机将电力提供到电网。来自至少一些已知燃气涡轮发动机的排气提供 到热回收蒸汽发生器(HRSG)，热回收蒸汽发生器产生用于驱动蒸汽涡轮机的蒸汽。蒸汽涡 轮机产生的动力也驱动发电机，发电机将电力提供到电网。至少一些与IGCC工厂有关的已知气化系统产生用于燃气涡轮发动机的合成气燃 料，合成气燃料主要为一氧化碳(CO)和氢气(H2)。此合成气燃料一般需要比天然气更高的 质量流量，以得到与天然气相似的放热。这种额外的质量流量可能需要显著的涡轮机改进， 并且不与基于标准天然气的燃气涡轮机直接兼容。另外，为了在涡轮发动机操作期间便于控制NOx排放，至少一些已知的燃气涡轮发 动机使用以贫燃料/空气比率操作和/或在进入燃烧室反应区域之前使燃料与空气预混的 方式操作的燃烧室。预混可便于降低燃烧温度，且随后减少NOx生成，而不需要加入稀释剂。 然而，如果所用燃料为合成气燃料，则选择的合成气燃料可能包含足够的氢气(H2)，使得相 关的高火焰速度可促进混合装置内自动点火、反闪(flashback)和/或火焰保持。此外，此 高火焰速度可能不利于在燃烧前均勻混合燃料和空气。另外，可能需要向富H2燃料气系统 加入至少一种惰性稀释剂，包括但不限于氮气(N2)，以防止过多NOx生成，并控制火焰自动 点火、反闪和/或火焰保持。然而，惰性稀释剂并非总是可得的，其可能不利影响发动机热 速率，并且/或者增加投资和操作成本。蒸汽可作为稀释剂引入，然而，蒸汽可缩短热气通 道部件的预期寿命。发明概述在一个方面，本发明提供一种生产合成天然气(SNG)的方法。所述方法包括提供 含至少一些二氧化碳(CO2)的合成气流。所述方法还包括使至少一部分CO2从至少一部分提 供的合成气流分离。所述方法进一步包括将从至少一部分合成气流分离的至少一部分CO2 引导到至少一个气化反应器的至少一部分。在另一个方面，本发明提供一种气化系统。所述气化系统包括至少一个气化反应 器，所述气化反应器构造成接收二氧化碳(CO2)并产生气流。所述系统还包括与所述气化 反应器流动连接的CO2循环子系统。所述子系统包括构造成在所述气流内产生CO2的至少 一个气体转换反应器。所述子系统还包括构造成从所述气流去除CO2的至少一个酸性气体 去除装置(AGRU)。所述子系统进一步包括促进将CO2从所述至少一个酸性气体去除装置引 导到所述至少一个气化反应器的至少一个导管。在另一个方面，本发明提供一种整体气化联合循环(IGCC)发电工厂。所述IGCC 工厂包括与至少一个气化系统流动连接的至少一个燃气涡轮发动机。所述气化系统包括至少一个气化反应器，所述气化反应器构造成接收二氧化碳(CO2)并产生气流。所述系统还 包括与所述气化反应器流动连接的CO2循环子系统。所述子系统包括构造成在所述气流内 产生CO2的至少一个气体转换反应器。所述子系统还包括构造成从所述气流去除CO2的至 少一个酸性气体去除装置(AGRU)。所述子系统进一步包括促进将CO2从所述至少一个酸性 气体去除装置引导到所述至少一个气化反应器的至少一个导管。附图简述

图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)发电工厂的示意图；图2为可用于图1所示IGCC发电工厂的示例性气化系统的示意图；并且图3为可用于图1所示IGCC发电工厂的供选气化系统的示意图。发明详述图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)发电工厂100的示意图。在所述示例性 实施方案中，IGCC工厂包括燃气涡轮发动机110。发动机110包括通过轴116可旋转地连 接到涡轮机114的压缩机112。压缩机112构造成接收处于当地大气压力和温度的空气。 涡轮机114通过第一转子120可旋转地连接到第一发电机118。发动机110还包括与压缩 机112流动连接的至少一个燃烧室122。燃烧室122构造成通过空气导管124接收压缩机 112压缩的至少一部分空气(未显示)。燃烧室122还与至少一个燃料源(以下更详细描 述)流动连接，并且构造成从燃料源接收燃料。空气和燃料在燃烧室122内混合并燃烧，燃 烧室122促进产生热燃烧气体(未显示)。涡轮机114与燃烧室122流动连接，涡轮机114 构造成通过燃烧气体导管126接收热燃烧气体。涡轮机114也构造成促进气体内的热能转 化成旋转能。旋转能通过转子120传送到发电机118，其中发电机118构造成促进旋转能转 化成用于传送到至少一个负载的电能(未显示)，负载包括但不限于电网(未显示)。IGCC工厂100还包括蒸汽涡轮发动机130。在所述示例性实施方案中，发动机130 包括通过第二转子136可旋转地连接到第二发电机134的蒸汽涡轮机132。IGCC工厂100进一步包括蒸汽产生系统140。在所述示例性实施方案中，系统140 包括至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG) 142，热回收蒸汽发生器142通过至少一个热锅炉 给水导管146与至少一个热转移装置144流动连接。装置144构造成从导管145接收锅炉 给水。HRSG 142也通过至少一个导管148与涡轮机114流动连接。为了促进将锅炉给水加 热成蒸汽，HRSG 142构造成通过导管146从装置144接收锅炉给水(未显示)。为了进一 步促进将锅炉给水加热成蒸汽，HRSG 142还构造成通过排气导管148从涡轮机114接收排 气(未显示)。HRSG 142通过蒸汽导管150与涡轮机132流动连接。导管150构造成将蒸汽(未显示)从HRSG 142引导到涡轮机132。涡轮机132构 造成从HRSG 142接收蒸汽，并使蒸汽中的热能转化成旋转能。旋转能通过转子136传送到 发电机134，其中发电机134构造成促进旋转能转化成用于传送到至少一个负载的电能(未 显示)，负载包括但不限于电网。将蒸汽冷凝，并通过冷凝液导管137作为锅炉给水返回。IGCC工厂100还包括气化系统200。在所述示例性实施方案中，系统200包括通 过空气导管204与压缩机112流动连接的至少一个空气分离装置202。空气分离装置也通 过空气导管203与至少一个压缩机201流动连接，其中压缩机201构造成补充压缩机112。 或者，空气分离装置202与空气源流动连接，空气源包括但不限于专用空气压缩机和压缩 空气存储装置(均未显示)。装置202构造成使空气分离成氧气(O2)和其他成分(均未显
6示)。其他成分通过排气口 206释放。系统200包括气化反应器208，气化反应器208与装置202流动连接，并构造成通 过O2导管210接收从装置202引导的02。反应器208也构造成接收煤209，并促进产生酸 性合成气体(合成气)流(未显示)。系统200也包括气体转换反应器212，气体转换反应器212与反应器208流动连 接，并构造成通过酸性合成气导管214从气化反应器208接收酸性合成气流。反应器212也 与蒸汽导管150流动连接，并进一步构造成通过蒸汽导管211接收从HRSG 142引导的至少 一部分蒸汽。气体转换反应器212进一步构造成促进产生转换的酸性合成气流(未显示)， 与反应器208中产生的酸性合成气流比较，此气流包含增加浓度的二氧化碳(CO2)和氢气 (H2)。在所述示例性实施方案中，反应器212也通过热转移导管216与热转移装置144热 转移连通连接。导管216构造成促进通过与转换合成气相关的放热化学反应在反应器212 内产生的热量转移。装置144构造成接收反应器212内产生的至少一部分热量。或者，反 应器212和热转移装置144合并成单件式设备(未显示)。系统200进一步包括酸性气体去除装置(AGRU) 218，此装置与反应器212流动连 接，并构造成通过转换的酸性合成气导管220从反应器212接收具有增加的CO2和H2浓度 的转换的酸性合成气流。AGRU 218也构造成促进通过酸导管222从酸性转换的合成气流去 除至少一部分酸成分(未显示)。AGRU 218进一步构造成促进去除酸性转换的合成气流中 包含的至少一部分C02。AGRU 218也构造成促进从至少一部分酸性合成气流产生脱硫的合 成气流(未显示)。AGRU218通过CO2导管224与反应器208流动连接，其中CO2流(未显 示)引导到反应器208的预定部分(以下进一步讨论)。系统200也包括甲烷化反应器226，甲烷化反应器226与AGRU218流动连接，并构 造成通过脱硫的合成气导管228从AGRU 218接收脱硫的合成气流。反应器226还构造成 促进从至少一部分脱硫的合成气流产生合成天然气(SNG)流(未显示)。反应器226也与 燃烧室122流动连接，其中SNG流通过SNG导管230引导到燃烧室122。另外，反应器226 通过热转移导管232与HRSG 142热转移连通连接。这种热转移连通促进由反应器226内 进行的脱硫合成气-SNG转化过程产生的热量到HRSG 142的转移。在操作中，压缩机201接收常压空气，压缩空气，并将压缩空气通过导管203和204 引导到空气分离装置202。装置202也可通过导管124和204从压缩机112接收空气。将 压缩空气分离成O2和其他成分。其他成分通过排气口 206排出，O2通过导管210引导到气 化反应器208。反应器208通过导管210接收02，接收煤209，并通过导管224从AGRU 218 接收C02。反应器208促进产生酸性合成气流，酸性合成气流通过导管214引导到气体转换 反应器212。蒸汽通过导管150和211从HRSG 142引导到反应器212。酸性合成气流用于 通过放热化学反应产生转换的酸性合成气流。与反应器208中产生的酸性合成气流相比， 转换的合成气流包含增加浓度的CO2和H2。自放热反应的热量通过热转移导管216引导到 热转移装置144。另外，在操作中，转换的合成气流通过导管220引导到AGRU218，其中酸性成分通 过导管222去除，CO2通过导管224引导到反应器208。以此方式，AGRU 218产生脱硫的合 成气流，此气流通过通道228引导到甲烷化反应器226，其中通过放热化学反应由脱硫的合 成气流产生SNG流。来自反应的热量通过导管232引导到HRSG142，SNG流通过导管230引
7导到燃烧室122。另外，在操作中，涡轮机114使压缩机112旋转，使得压缩机112接收并压缩常压 空气，并且将一部分压缩空气引导到装置202，一部分引导到燃烧室122。燃烧室122使空 气和SNG混合并燃烧，并将热燃烧气体引导到涡轮机114。热气体引起涡轮机114旋转，随 后通过转子120使第一发电机118旋转，并且使压缩机112旋转。至少一部分燃烧气体通过导管148从涡轮机114引导到HRSG142。在反应器226 中产生的至少一部分热量也通过导管232引导到HRSG 142。另外，将反应器212中产生的 至少一部分热量引导到热转移装置144。锅炉给水通过导管145引导到装置144，其中水接 收反应器212内产生的至少一部分热量。热水通过导管146引导到HRSG 142，其中自反应 器226和排气导管148的热量使水沸腾成蒸汽。蒸汽被引导到蒸汽涡轮机132，并引起涡 轮机132旋转。涡轮机132通过第二转子136使第二发电机134旋转。至少一部分蒸汽通 过导管211引导到反应器212。由涡轮机132冷凝的蒸汽通过导管137循环以供进一步使 用。图2为可用于IGCC发电工厂100的示例性气化系统200的示意图。系统200包 括气化反应器208。反应器208包括下级240和上级242。在所述示例性实施方案中，下级 240通过导管210接收02，使得下级240与空气分离装置202 (图1中显示)流动连接。CO2导管224与下级CO2导管244和上级CO2导管246流动连接。因此，下级240 和上级242流动连接到AGRU 218。另外，下级240和上级242分别通过下煤导管248和上 煤导管250接收干煤。下级240包括锁斗252，锁斗252临时储存从下级240接收的液态渣。在此示例 性实施方案中，锁斗252用水填充。或者，锁斗252具有促进本文所述系统200操作的任何 结构。渣通过导管254去除。上级242促进通过去除导管256去除载焦的酸性热合成气流 (未显示)。导管256使气化反应器208与分离器258流动连接。分离器258使酸性热合 成气从焦分离，以便能够使焦通过返回导管260循环回到下级240。在此示例性实施方案 中，分离器258为旋风型分离器。或者，分离器258为促进本文所述系统200操作的任何类 型分离器。分离器258通过导管264与骤冷装置262流动连接。骤冷装置262加入水(通过 导管263引导)，并使水与导管264中的酸性热合成气流混合，以促进热合成气流冷却，以 便形成酸性骤冷的合成气流(未显示)。骤冷装置262通过导管268与细屑去除装置268 流动连接。在此示例性实施方案中，装置266为过滤型装置。或者，装置266为促进操作本 文所述系统200操作的任何类型装置，包括但不限于水洗涤类型装置。从酸性骤冷的合成 气流去除的细屑通过去除导管270引导到细屑去除装置(未显示)。装置266也通过导管 271与气体转换反应器212流动连接。反应器212与蒸汽导管150流动连接，并通过导管211接收从HRSG 142引导的至 少一部分蒸汽。反应器212也通过导管216与热转移装置144热转移连通连接。导管216 促进通过与转换合成气相关的放热化学反应在反应器212内产生热量转移。装置144接收 反应器212内产生的至少一部分热量。HRSG 142通过热锅炉给水导管146与热转移装置 144流动连接。气体转换反应器212也促进产生转换的酸性合成气流(未显示)，与反应器 208中产生的酸性合成气流比较，此气流包含增加浓度的CO2和H2。
AGRU 218与反应器212流动连接，并通过导管220从反应器212接收具有增加的 CO2和H2浓度的转换的酸性合成气流。AGRU 218也促进通过导管222从酸性转换的合成气 流去除至少一部分酸成分(未显示)，酸成分包括但不限于硫酸和碳酸。为了进一步促进 去除酸，AGRU 218通过导管272接收溶剂，溶剂包括但不限于胺、甲醇和/或Selexol 。因 此，这种除酸促进由酸性合成气流产生脱硫的合成气流(未显示)。AGRU 218也促进去除 酸性转换的合成气流中包含的至少一部分气态C02。此外，AGRU 218通过导管224与反应 器208流动连接，使得将CO2流(未显示)分别通过导管244和246引导到反应器208下 级240和上级242。甲烷化反应器226与AGRU 218流动连接，并通过导管228从AGRU 218接收脱硫的 合成气流。反应器226促进由至少一部分脱硫的合成气流产生合成天然气(SNG)流(未显 示)。反应器226也与燃烧室122流动连接，使得SNG流通过导管230引导到燃烧室122。 另外，反应器226通过导管232与HRSG 142热转移连通，以促进由反应器226内进行的脱 硫合成气-SNG转化过程产生的热量到HRSG142的转移。一种生产合成天然气(SNG)的示例性方法包括提供含至少一些二氧化碳(CO2)的 合成气流。所述方法还包括使至少一部分CO2从至少一部分提供的合成气流分离。所述方 法进一步包括将从至少一部分合成气流分离的至少一部分CO2引导到气化反应器208的至 少一部分。在操作期间，将自分离装置202的O2和经预热的煤分别通过导管210和248引入 下级240。煤和O2与通过导管260引入下级240的经预热焦反应，以产生主要含H2、C0、C02 和至少一些硫化氢(吐幻的合成气。这些合成气通过基本为放热性质的化学反应生成，相 关的放热产生约1371°C (2500° F)至约1649°C (3000° F)的工作温度。生成合成气的至 少一些化学反应也生成渣(未显示)。下级240内的高温促进保持渣的低粘度，使得基本 大部分液态渣能够重力送入料斗252，其中料斗252中的较冷的水促进渣快速骤冷和破碎。 合成气向上流动通过反应器208，其中通过在上级242中附加反应夹带一些渣。在所述示例 性实施方案中，引入下级240的煤为干或低水分煤，这种煤被磨成足够粒径，以允许用从下 级240流到上级242的合成气夹带被磨碎的煤。在所述示例性实施方案中，自AGRU 218的CO2通过导管224和244引入下级240。 该额外的CO2通过减小经导管210引入的O2的所需质量流速促进提高IGCC工厂100的效 率。自导管210的O2分子用CO2分子离解成其组成碳(C)和O2分子生成的O2分子代替。 因此，用于在涡轮发动机燃烧室122内燃烧的另外的空气可用于预定压缩机额定值，从而 促进燃气涡轮发动机110在额定功率产生下或超出额定功率产生下操作。另外，由于不需 要自HRSG 142的蒸汽通过蒸汽离解成H2和O2分子提供O2分子，IGCC工厂100效率提高。 更具体地讲，代替的蒸汽可用于蒸汽涡轮发动机130内，从而促进蒸汽涡轮发动机130在额 定功率产生下或超出额定功率产生下操作。另外，减少将蒸汽注入反应器208的需要基本 上消除由于蒸汽的蒸发性质的热在反应器208内的相关热能损失。因此，下级240与一些 已知的气化反应器比较以相对较高效率操作。在上级242中发生的化学反应在约816°C (1500° F)至约982°C (1800° F)的温 度和超过约30bar或3000千帕(kPa) (435磅/平方英寸(psi))的压力以足以促进反应物 在上级242与煤反应的停留时间进行。此外，另外的干燥、经预热的煤和CO2分别通过导管250和246引入上级242。从下级240上升的合成气和其他成分与另外的煤和CO2 —起混 合，产生放热化学反应，该反应也生成蒸汽、焦、甲烷(CH4)和其他气态烃(包括C2+或具有 至少两个碳原子的烃分子)。C2+烃分子和一部分CH4与蒸汽和CO2反应生成热的载焦合成 气流。预定上级242的温度范围以促进生成CH4和减轻生成C2+烃分子。在上级242内的化学反应(即，预热的煤与合成气之间)的至少一种产物为低硫 焦，这种焦夹带在含CH4、H2、C0、C02和至少一些H2S的热酸性合成气中。通过磨碎的煤与合 成气在H2和蒸汽存在下在升高的温度和压力下反应，可使焦的硫含量保持在最低水平。夹带在热酸性合成气流中的低硫焦和液态渣从上级242取出，并通过导管256引 入分离器258。焦和渣的基本部分在分离器258中从热酸性合成气流分离，并由其取出。焦 和渣通过导管260引入下级240，分别用作反应物和用于处理。热酸性合成气通过导管264从分离器258引导到骤冷装置262。骤冷装置262促 进去除合成气流内的任何剩余焦和渣。水通过导管263注入合成气流，其中夹带的焦和渣 快速冷却并且脆化，以促进渣和焦破碎成细屑。水被蒸发，与水的蒸发潜热相关的热能从热 酸性合成气流去除，合成气流温度降低到约900°C (1652° F)。夹带在热酸性合成气流中的 蒸汽用于随后气体转换反应(下述)，并且蒸汽与干燥气体比率为约0. 8-0. 9。具有夹带的 蒸汽、焦和渣的合成气流通过导管268引导到细屑去除装置266，在其中去除焦和渣细屑。 在所述示例性实施方案中，将焦和渣细屑通过导管270引入下级240，分别用作反应物和用 于处理。或者，将焦和渣细屑引导到收集装置(未显示)用于处理。热酸性载蒸汽合成气流通过导管271从装置266引导到气体转换反应器212。反 应器212促进在合成气流内通过以下放热化学反应由CO和H20(蒸汽态)生成CO2和H2
CO + H2O 钤 CO2 + H2(1)另外，热量从热合成气流通过导管216和热转移装置144转移到锅炉给水。在所述 示例性实施方案中，导管216和热转移装置144在反应器212内构造为但不限于管壳式热 交换器。或者，导管216和装置144具有促进本文所述IGCC工厂100操作的任何结构。经加 热的锅炉给水通过导管146引导到HRSG 142，用于转化成蒸汽(以下更详细描述)。因此， 引入反应器212的热酸性合成气流从约900°C (1652° F)冷却到高于约371°C (700° F)，并 转换成冷却的酸性合成气流，此气流具有增加的CO2和吐浓度、小于约0. 2-0. 5的蒸汽-干 燥气体比率和至少约3. 0的H2-CO比率。因此，可从初始气化过程和随后水煤气转换过程 得到足够的H2，以满足在反应器226中发生的甲烷化反应的化学计量要求，其中存在3 1 比率的H2分子与CO分子(以下更详细描述)。经转换的冷却酸性合成气流通过导管220从反应器212引导到AGRU 218。AGRU 218主要促进从自反应器212引导的合成气流去除H2S和C02。与合成气流混合的H2S接触 AGRU 218内的选择性溶剂。在此示例性实施方案中，在AGRU 218中使用的溶剂为胺。或 者，所述溶剂包括但不限于甲醇和/或Selexol 。溶剂通过溶剂导管272引导到AGRU 218。 浓H2S流从AGRU 218底部通过导管222取出至与进一步的回收过程相关的回收装置(未 显示)。另外，碳酸形式的CO2也以类似方式去除和处理。另外，气态CO2收集在AGRU 218 内，并通过导管224引导到反应器208。本文所述的收集和循环CO2的方法促进CO2分离的有效方法。另外，由于注入反应器208的O2增加，此方法促进气化反应器208产量的提高。经脱硫的合成气流通过导管228从AGRU 218引导到甲烷化反应器226。经脱硫的 合成气流基本不含H2S和CO2,并且包含成比例增加浓度的CH4和H2。合成气流也包含使CO 完全转化成CH4所需的至少3 1的吐/0)比的化学计量的H2。在此示例性实施方案中，反 应器226用在本领域已知的至少一种催化剂促进放热化学反应，如
权利要求
一种生产合成天然气(SNG)的方法，所述方法包括提供包含至少一些二氧化碳(CO2)的合成气流；使至少一部分CO2从至少一部分提供的合成气流分离；和将从至少一部分合成气流分离的至少一部分CO2引导到至少一个气化反应器的至少一部分。
2.权利要求1的方法，其中提供包含至少一些CO2的合成气流包括 用所述至少一个气化反应器生产合成气流；将至少一部分所述合成气流引导到至少一个气体转换反应器；并且在所述至少一个气体转换反应器中生产包含至少一些二氧化碳(CO2)的转换合成气流。
3.权利要求2的方法，其中生产转换合成气流包括通过至少一个热转移装置从所述至 少一个气体转换反应器的至少一部分转移热量。
4.权利要求1的方法，其中使至少一部分CO2从至少一部分合成气流分离包括将包含至少一些CO2的转换合成气流引导到至少一个酸性气体去除装置(AGRU)；并且 在所述至少一个酸性气体去除装置内从至少一部分转换合成气流分离至少一部分CO2。
5.权利要求4的方法，其中从至少一部分转换合成气流分离至少一部分CO2包括从至 少一部分转换合成气流封存至少一部分CO2。
6.权利要求1的方法，其中引导从至少一部分合成气流分离的至少一部分CO2包括 形成至少一个CO2流；和将至少一部分所述至少一个CO2流注入气化反应器。
7.权利要求1的方法，所述方法进一步包括在至少一个甲烷化反应器内由至少一部分转换合成气流生产SNG流；和 将至少一部分所述转换合成气流从至少一个酸性气体去除装置和至少一个气体转换 反应器中的至少一个引导到所述至少一个甲烷化反应器。
8.权利要求7的方法，其中生产SNG流包括通过至少一个热转移装置从所述至少一个 甲烷化反应器的至少一部分转移热量。
9.权利要求1的方法，所述方法进一步包括使至少一部分蒸汽产生系统与至少下列之 一热转移连通连接至少一个气体转换反应器的至少一部分；和 至少一个甲烷化反应器的至少一部分。
10.一种气化系统，所述气化系统包括至少一个气化反应器，所述气化反应器构造成接收二氧化碳(CO2)并产生气流；和 与所述气化反应器流动连接的CO2循环子系统，所述子系统包括 构造成在所述气流内产生CO2的至少一个气体转换反应器； 构造成从所述气流去除CO2的至少一个酸性气体去除装置(AGRU)；和 将CO2从所述至少一个酸性气体去除装置引导到所述至少一个气化反应器的至少一个 导管。
11.权利要求10的气化系统，其中所述至少一个气体转换反应器与所述气化反应器和所述酸性气体去除装置流动连接，所述至少一个气体转换反应器构造成收集从至少一个放 热化学反应释放的至少一部分热量，其中所述至少一个气体转换反应器为下列情况之一 与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和 与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
12.权利要求10的气化系统，所述气化系统进一步包括与所述酸性气体去除装置流动 连接的至少一个甲烷化反应器，所述至少一个甲烷化反应器构造成收集从至少一个放热化 学反应释放的至少一部分热量，其中所述至少一个甲烷化反应器为下列情况之一与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和 与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
13.权利要求12的气化系统，其中所述甲烷化反应器与所述气体转换反应器流动连 接，所述至少一个甲烷化反应器构造成收集从至少一个放热化学反应释放的至少一部分热 量，其中所述至少一个甲烷化反应器为下列情况之一与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和 与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
14.权利要求10的气化系统，其中所述气体转换反应器构造成集成装置内的气体转换 反应器部分，所述集成装置包括在所述气体转换反应器部分下游的甲烷化反应器部分，所 述甲烷化反应器部分构造成收集从至少一个放热化学反应释放的至少一部分热量，其中所 述至少一个甲烷化反应器部分为下列情况之一与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和与至少一个集成热转移装置合并在所述集成装置的单一部分。
15.一种整体气化联合循环(IGCC)发电工厂，所述发电工厂包括与至少一个气化系统 流动连接的至少一个燃气涡轮发动机，所述至少一个气化系统包括构造成接收二氧化碳(CO2)并产生气流的至少一个气化反应器；和 与所述气化反应器流动连接的CO2循环子系统，所述子系统包括 构造成在所述气流内产生CO2的至少一个气体转换反应器； 构造成从所述气流去除CO2的至少一个酸性气体去除装置(AGRU)；和 促进将CO2从所述至少一个酸性气体去除装置引导到所述至少一个气化反应器的至少 一个导管。
16.权利要求15的IGCC发电工厂，其中所述至少一个气体转换反应器与所述气化反应 器和所述酸性气体去除装置流动连接，所述至少一个气体转换反应器构造成收集从至少一 个放热化学反应释放的至少一部分热量，其中所述至少一个气体转换反应器为下列情况之与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和 与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
17.权利要求15的IGCC发电工厂，所述IGCC发电工厂进一步包括与所述酸性气体去 除装置流动连接的至少一个甲烷化反应器，所述至少一个甲烷化反应器构造成收集从至少 一个放热化学反应释放的至少一部分热量，其中所述至少一个甲烷化反应器为下列情况之与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
18.权利要求17的发电工厂，其中所述甲烷化反应器与所述气体转换反应器流动连 接，所述至少一个甲烷化反应器构造成收集从至少一个放热化学反应释放的至少一部分热 量，其中所述至少一个甲烷化反应器为下列情况之一与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和与至少一个集成热转移装置合并在单一外壳中。
19.权利要求15的IGCC发电工厂，其中所述至少一个气体转换反应器构造成集成装置 内的气体转换反应器部分，所述集成装置包括在所述气体转换反应器部分下游的甲烷化反 应器部分，所述甲烷化反应器部分构造成收集从至少一个放热化学反应释放的至少一部分 热量，其中所述至少一个甲烷化反应器部分为下列情况之一与至少一个外部热转移装置热转移连通连接；和与至少一个集成热转移装置合并在所述集成装置的单一部分。
20.权利要求15的IGCC发电工厂，所述IGCC发电工厂进一步包括与至少一个蒸汽轮 机流动连接的蒸汽产生系统，所述蒸汽产生系统进一步与至少下列之一热转移连通连接所述气化系统的一部分；和所述燃气涡轮发动机的一部分。
全文摘要
一种生产合成天然气(SNG)的方法，所述方法包括提供包含至少一些二氧化碳(CO2)的合成气流。所述方法还包括使至少一部分CO2从至少一部分提供的合成气流分离。所述方法进一步包括将从至少一部分合成气流分离的至少一部分CO2引导到至少一个气化反应器的至少一部分。
文档编号C10G2/00GK101959998SQ200880128017
公开日2011年1月26日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年1月7日
发明者A·弗德曼, P·S·瓦莱士 申请人:通用电气公司