[发明专利]使用离子传输膜发电的系统和方法

摘要

在一些实施方式中，一种系统可包括压缩机、热交换器和ITM。压缩机被构造成接收空气流并压缩该空气流以生成加压流。热交换器被构造成接收加压流并使用来自离子传输膜(ITM)的氧气流的热量间接加热该加压流。ITM被构造成接收经加热的加压流并生成氧气流和非渗透流，其中，非渗透流通至燃气涡轮喷燃器并且氧气流通至热交换器。

主权项

一种使用离子传输膜发电的系统，包括：燃气涡轮，所述燃气涡轮包括涡轮压缩机和膨胀器，其中所述涡轮压缩机排放空气流，同时压缩在燃烧期间所使用的空气；单独的空气压缩机，所述单独的空气压缩机被构造成接收所述空气流并压缩所述空气流以生成加压流；第一热交换器，所述第一热交换器被构造成接收所述加压流的全部或第一部分，并使用来自离子传输膜的氧气流的热量间接加热所述加压流；第二热交换器，所述第二热交换器被构造成接收来自所述第一热交换器的经加热的加压流或总的加压流的第二部分，并使用来自所述离子传输膜的已被进一步加热的非渗透流的热量将所述加压流间接加热到所述离子传输膜的入口温度；离子传输膜，所述离子传输膜被构造成接收来自第一热交换器和第二热交换器的经加热的加压流并生成所述氧气流和所述非渗透流，其中所述非渗透流通至燃料气体喷燃器并且所述氧气流通至所述第一热交换器，燃料气体喷燃器，所述燃料气体喷燃器被构造成接收所述非渗透流并燃烧与所述非渗透流结合的燃料气体以生成经加热的非渗透流，并且所述经加热的非渗透流通过所述第二热交换器；导管，所述导管被构造成接收来自所述第二热交换器的经冷却的非渗透流并将所述经冷却的非渗透流在用于所述燃气涡轮的燃料气体中的至少一种中或在所述涡轮压缩机与所述膨胀器之间的位点处引入；以及燃气涡轮燃料气体喷燃器，所述燃气涡轮燃料气体喷燃器燃烧与所述经冷却的非渗透流的至少一部分混合的燃料气体，其中所述燃料气体与所述非渗透流的混合物的温度低于所述燃气涡轮燃料气体喷燃器的预定阈值温度，并且所述经加热的非渗透流中的氧气的浓度使得当与燃料气体流混合时导致氧气浓度低于所述混合物的易燃下限。