[发明专利]用于在低排放涡轮机系统中捕获二氧化碳和发电的系统和方法

权利要求书

1.发电系统，其包括：

第一压缩机，其配置来接收并压缩一种或多种氧化剂以产生压缩的氧化剂；

第一燃烧室，其配置来接收并基本化学计量地燃烧所述压缩的氧化剂以及第一燃料，从而产生废气流；

第一膨胀机，其配置来从所述第一燃烧室接收所述废气流并产生气态废气流；

分离器，其配置来接收所述气态废气流并将其分离成富CO₂流和贫CO₂流；和

第二燃烧室，其配置来接收所述贫CO₂流并且在所述贫CO₂流存在下燃烧第二燃料以产生再加热的贫CO₂流；

其中所述系统被配置为再循环至少部分所述富CO₂流至所述第一燃烧室。

2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括第二膨胀机，其配置来接收所述再加热的贫CO₂流并使其膨胀。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一膨胀机至少部分驱动所述第一压缩机。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一膨胀机的操作压力高于所述第二膨胀机的操作压力。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一燃料包括天然气、油、焦炭、煤、氢气、沥青或它们的组合。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一种或多种氧化剂包括空气、富氧空气、氧气或者它们的组合。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述分离器使用选自以下的分离方法：热碳酸钾分离、分子筛分离、胺分离、膜分离、吸附动力学分离、控制冷冻区分离或者它们的组合。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二燃料包括氢气。

9.根据权利要求2所述的系统，进一步包括热回收蒸汽发生器，其配置来使用来自从所述第二膨胀机出来的所述贫CO₂流的热产生蒸汽。

10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括热回收蒸汽发生器，其配置来使用来自从所述分离器出来的所述富CO₂流的热产生蒸汽。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一燃烧室进一步配置来接收高压蒸汽。

12.发电方法，其包括：

在第一压缩机中将一种或多种氧化剂压缩以产生压缩的氧化剂；

向第一燃烧室供应所述压缩的氧化剂和第一燃料；

在所述第一燃烧室中基本化学计量地燃烧所述压缩的氧化剂和所述至少一种燃料，从而产生废气流；

在第一膨胀机中使来自所述第一燃烧室的所述废气流膨胀以产生气态废气流；

使用分离器将所述气态废气流分离为富CO₂流和贫CO₂流；

在所述贫CO₂流存在下燃烧第二燃料以产生再加热的贫CO₂流；和

再循环至少部分所述富CO₂流至所述第一燃烧室。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在第二膨胀机中使所述再加热的贫CO₂流膨胀。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一燃料包括天然气、油、焦炭、煤、其他烃、氢气或它们的组合。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述氧化剂包括空气、富氧空气、氧气或者它们的组合。

16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在高于所述第二膨胀机的压力的压力下操作所述第一膨胀机。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述气态废气流使用选自以下的方法分离：热碳酸钾分离、胺分离、分子筛分离、膜分离、吸附动力学分离、控制冷冻区分离或者它们的组合。

18.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在使所述再加热的贫CO₂流在所述第二膨胀机中膨胀之前加热所述再加热的贫CO₂流。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述再加热的贫CO₂流在换热器中进行加热。