[发明专利]从气化系统中回收热

说明书

技术领域

本文公开的主题大体涉及气化系统，并且更具体而言，涉及用于从气化系统中回收低级、中级和/或其它级别的热的系统。

背景技术

气化系统产生合成气，合成气可用于功率生产(例如整体气化联合循环功率装置等)、化学合成(例如乙醇、甲醇、氨、替代天然气(SNG)、Fischer-Tropsch(FT)液体等)或其它目的。例如，整体气化联合循环(IGCC)功率装置能够较清洁且高效地从多种含碳给料(诸如煤或天然气)中产生能量。气化系统可通过在气化器中与氧和蒸汽的反应来将含碳给料或另一种燃料转化成一氧化碳(CO)和氢(H₂)的气态混合物，即，合成气。但是，气化系统产生的合成气常常需要冷却，而且在某些构造中，在使用之前需要清洁。在清洁和/或冷却过程期间，一些热能可能未被使用，从而导致有能量被浪费。同样，清洁合成气的燃烧可产生未被使用的热能。因此，抽取热能且从而降低浪费的热能的量的系统可为合乎需要的。

发明内容

下面对在范围方面与原本声明的发明相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括可能类似于或异于下面所阐述的实施例的多种形式。

在第一个实施例中，一种系统包括多个构件，该多个构件具有构造成接收燃料和产生合成气的气化器，以及气体冷却系统，其联接到气化器上，并且构造成冷却来自气化器的合成气。该多个构件还包括：气体清洁系统，其联接到气体冷却系统上，并且构造成清洁来自气体冷却系统的合成气；以及燃气轮机(GT)，其联接到气体清洁系统上，并且构造成燃烧来自气体清洁系统的合成气。该系统还包括有机兰金循环系统，有机兰金循环系统联接到多个构件上，并且构造成转化来自多个构件的热而产生功率。

在第二个实施例中，一种系统包括整体气化联合循环(IGCC)系统和联接到IGCC系统上的机兰金循环系统。有机兰金循环系统构造成接收来自IGCC系统的受加热锅炉给水，以及将受冷却锅炉给水输送到IGCC系统。有机兰金循环系统构造成通过将受加热锅炉给水中的热能转化成电能来产生功率。

在第三个实施例中，一种有机兰金循环系统包括蒸发器，蒸发器构造成接收来自气化系统的受加热流体，以及将受冷却流体输送到气化系统。有机兰金循环系统还包括构造成接收来自蒸发器的制冷剂蒸气的涡轮发电机。涡轮发电机由制冷剂蒸气驱动而产生功率。有机兰金循环系统包括冷凝器，冷凝器构造成接收来自涡轮发电机的制冷剂蒸气，以及使制冷剂蒸气冷凝而产生液态制冷剂。有机兰金循环系统还包括泵，泵构造成接收来自冷凝器的液态制冷剂，以提高液态制冷剂的压力，以及将加压的液态制冷剂输送到蒸发器。

附图说明

当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：

图1是整体气化联合循环(IGCC)功率装置的实施例的框图，其中有机兰金循环利用系统所产生的热；

图2是可用于气化系统(诸如图1的IGCC系统)的有机兰金循环(ORC)系统的实施例的工艺流图；

图3是可用于有机兰金循环系统的图1的低温气体冷却(LTGC)单元的实施例的工艺流图；

图4是可用于有机兰金循环系统的图1的硫回收单元的实施例的工艺流图；

图5是可用于有机兰金循环系统的图1的抽取空气(EA)冷却系统的实施例的工艺流图；以及

图6是气化系统的实施例的工艺流图，其中有机兰金循环系统利用系统所产生的热。

部件列表

10IGCC系统

12燃料源

14给料制备单元

16气化器

18渣料

20LTGC单元

22有机兰金循环系统

24气体清洁单元

26元素硫

28硫回收单元

30有机兰金循环系统

32空气分离单元

38气体处理器

40残余气体成分

42燃烧器

44燃气轮机发动机

46主要空气压缩机

48DGAN压缩机

50涡轮

52传动轴

54压缩机

56负载

58管道

60管道

62冷却系统