[其他]清潔發電的方法

無效

• 申請號: 87106025
• 申請日: 1987-08-28
• 公開（公告）號: CN87106025A
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 特里弗·威里斯
• 申請（專利權）人: 漢弗萊及格拉斯戈有限公司
• 主分類號: F02C3/28
• 分類號: F02C3/28;C10J1/00;C01B3/32
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳淑芳

本發明涉及一種利用含碳燃料的部分氧化從該燃料中產生動力，特別是電力的方法。

本發明提供一種用于從含碳燃料產生動力的方法，它包括在超大氣壓下用氧氣或含氧氣體產生含有一氧化碳的氣流，使上述氣流膨脹而產生動力，并且通過增加氧氣或一種含氧氣體至少使膨脹氣流的大部分基本上完全燃燒而產生額外的動力，其特征在于，上述氣流在膨脹之前先進行一氧化碳轉移反應，從而至少使其中部分一氧化碳經轉移反應轉化成二氧化碳和氫。

一種可選擇的方案是：來自部分氧化反應器的氣流在轉移反應步驟之前先用水驟冷，至少一部分為轉移反應步驟所需的蒸汽是由水驟冷的蒸發中得到的;在膨脹之前先將轉移反應后的氣流的溫度升高;在利用至少一部分氣流作為燃料而產生電力以前，對反應和膨脹后的氣流進行處理以除去硫化物。在該轉移反應中有部分熱量可用于預熱膨脹之前的氣流。

幾種基于含碳燃料部分氧化產生動力的方法是已知的，其中提到一氧化碳和蒸汽反應而產生二氧化碳和氫。該反應通常稱為水煤氣反應、轉移反應、變換或轉換反應，這在合成氣體的生產中是周知的，在此，氫的量（對應于一氧化碳的）的增加是所希望的，即使在有不希望的二氧化碳伴隨增加的時候也是如此。

EP-A-9524揭示了這樣一種方法，但在此情況下，二氧化碳是一種必需除去的雜質。

在美國專利4074981中（第2列第29行及以下）描述了通過他們的發明所產生的氣體的種種用途。對于合成氣體，將氫和一氧化碳增加到最大量，意味著將二氧化碳減至最小量。對于用作還原氣，述及將二氧化碳減至最小量。對于用作具有高熱值的可燃氣體，將氫、一氧化碳和甲烷增加到最大量，在這里，再次意味著將二氧化碳減至最小量。

美國專利4202167揭示了一種方法，其中應用了轉移反應所生成的二氧化碳，但并未認識到，通過使原料氣體在轉移反應后最后燃燒前膨脹有可能再生（回收）動力。

瑞士專利250478揭示了在氣體發生器和燃氣輪機燃燒室之間的膨脹室的應用。

美國專利3720625揭示了產生氫和/或氨的方法，并給出了轉移反應的常規應用。

在本發明中，含碳燃料可用為那些精通該技術的人所熟知的許多方法，在加壓情況下通過部分氧化而氣化（例如美國專利2992，906）。這些方法通常是用一種含氧氣體例如空氣，最好是用一種基本上是純氧的氣流來氣化含碳燃料。溫度大約在1000℃至1600℃左右。部分氧化的壓力則在15-250巴范圍內，但一般在40-150巴范圍內，適宜的含碳燃料的例子是原油、煤、天然氣、礦物油以及重燃油。也可用褐煤。

任何包含在來自部分氧化反應器里的熱氣流里的顆粒物質最好在使一氧化碳起反應之前就除去，以免弄污通常用來促進轉移反應的催化劑，雖然采用保護床也是可以的。顆粒物質可通過使用任一常規方法，例如靜電沉積、水洗、旋風除塵器、過濾器來除去，但最好是通過用水驟冷法把它洗掉的方式除去。在部分氧化反應器后使用驟冷法，可以在部分氧化反應器的工作壓力方面，更重要的是在所使用的含碳燃料特別是煤的類型方面獲得較大的靈活性。

來自部分氧化反應器的氣體可在鍋爐的冷卻和/或在膨脹之前驟冷。

由于許多燃料含有硫，因此，一般總需要有一個除硫的步驟，該步驟在最終燃燒之前進行。

在轉移反應器和/或膨脹器之前除去硫化物是可能的。然而，當今的除硫系統是在比較低的溫度下工作的。這樣的溫度意味著在熱氣驟冷以后出現的大部分蒸汽將被冷凝掉。為了其后一氧化碳與蒸汽起反應，必需加入蒸汽。

在除去硫化物的過程中，一些二氧化碳也會被除去。但本發明的意圖是要保持最初出現的二氧化碳，因為那樣做是比較經濟的。

這是本發明的一個重要部分。當氣體作為燃料燃燒時，包含在氣體里的二氧化碳使生成的NO_x還原。并且，當氣體在轉移反應后膨脹時和當氣體最終燃燒時，二氫化碳的膨脹都能產生動力。

轉移反應所必需的水或蒸汽可通過將水或蒸汽加到部分氧化反應器，和/或通過在部分氧化步驟里的反應，和/或在部分氧化步驟之后的驟冷步驟里，和/或通過直接加入水或蒸汽而得到。

在最佳實施例里，與一氧化碳反應及在反應結束時要保持以給出所要求的轉移反應平衡所需要的水或蒸汽是通過將驟冷水加入離開部分氧化反應器的熾熱氣體中進行蒸發而得到的，這樣安排有可以冷卻來自部分氧化反應器的熾熱氣體以便使它們更易控制的附加優點。至于冷卻，有可能發生驟冷水的部分或完全蒸發。然而，由于上面給出的理由，最好是部分蒸發。