JP5215185B2 - 少なくとも1つのガスタービンにより製造される酸素含有ガスを用いて合成ガスを製造するための方法 - Google Patents
少なくとも1つのガスタービンにより製造される酸素含有ガスを用いて合成ガスを製造するための方法 Download PDFInfo
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Description
ガスタービンが稼動している際に、ガスタービンにより生じる酸素含有ガスの少なくとも一部を、本発明の方法により合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバに導入し、
ガスタービンが稼動していない場合には、大気中の空気または酸素を合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバに導入する。このことは、ガスタービンが稼動状態にない場合、例えばシャットダウンしている場合に、酸素含有ガスの合成ガス製造ユニットの燃焼チャンバへの導入を維持するのに役立つ。この場合において、燃焼チャンバにおいて用いられる酸素含有ガスは大気中の空気であってよい。この空気は一般的に押込ファンを用いて導入される。反応器への導入前に、この空気を好ましくは、ガスタービンから出る酸素含有ガスの温度にまで加熱する。これは約450℃〜650℃であり、例えばバーナを用いる。第2の酸素含有ガスは、空気分離ユニット(ASU)から流出する加圧酸素であってもよく、これは酸素燃焼を行うことと等価である。この酸素を合成ガス製造デバイスの第2の改質装置に導入してもよい。
ガスタービンが稼動状態にある場合には、ガスタービンにより生じる酸素含有ガスの少なくとも一部を、燃焼ガス廃熱回収領域および/または蒸気生成ユニットに導入し、
ガスタービンが稼動状態にない場合には、大気中の空気を、燃焼ガス廃熱回収領域および/または蒸気生成ユニットに導入する
ことを備える。
第1のラインは、
・ガスタービンと協働し、排ガスの上記第1のラインへの導入を可能にする開口部と、
・第2のラインと協働し、第1のライン中に存在するガスの第2のラインへの排除を可能にする開口部と、
・上記ライン中に存在するガスの大気への排除を可能にする開口部と
を含み、
第2のラインは、
・第1のラインと協働し、排ガスの上記第2のラインへの導入を可能にする開口部と、
・第2の酸素含有ガスの上記第2のラインへの導入を可能にする開口部と、
・第2の酸素含有ガスの第2のラインへの導入を可能にする開口部を制御し、開口部の開口または閉鎖のいずれかを可能にする手段と、
・第2のライン中に存在する酸素含有ガスの、合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバへの排除を可能にする開口部と、
・排ガス流を調節するための手段と
を含む。
第1のラインは、第3のラインと協働し、第1のライン中に存在するガスの第3のラインへの排除を可能にする他の開口部を含み、
第3のラインは、
・第1のラインと協働し、主の酸素含有ガスの上記第3のラインへの導入を可能にする開口部と、
・第2の酸素含有ガスの上記第2のラインへの導入を可能にする開口部と、
・第2の酸素含有ガスの第3のラインへの導入を可能にする開口部を制御し、開口部の開口または閉鎖のいずれかを可能にする手段と、
・第3のライン中に存在する酸素含有ガスの、燃焼ガス廃熱回収領域および/または蒸気生成ユニットへの排除を可能にする開口部と
を含む。
開口部10は、ガスタービン3からの酸素含有ガス2のライン9への導入を可能にし、
開口部161および開口部211は、それぞれ、酸素含有ガス2の一部21のライン91への、酸素含有排ガス2の一部22のライン92への導入を可能にし、
ルーバー16および4は、ガス21およびガス22のフローの調節を可能にし、
開口部11および開口部112は、それぞれ、大気中の空気8の、ライン91およびライン92への導入を可能にし、
ハッチ111および113は、酸素含有ガス21若しくは22、または大気中の空気89のいずれかの、その対応するライン91または92への導入を選択する働きをし、
バーナ120および20は、ライン91および92中を流れるガスを加熱する働きをし、
開口部162は、ライン91中に存在するガスを、合成ガス製造デバイス7の燃焼チャンバへと移動させる働きをし、
開口部212は、ライン92中に存在するガスを、燃焼ガス廃熱回収領域5に移動させる働きをし、
開口部151は、ライン9中に存在する酸素含有ガスを、排気筒40を介して大気中に放出する働きをし、ルーバー15はこの流れを調節する働きをする。
2…ガスタービンからの排ガス
21、22…酸素含有ガス
3…ガスタービン
4…ルーバー
5…燃焼ガス廃熱回収領域
6…合成ガス製造デバイスからの蒸気
7…合成ガス製造デバイス
8…大気中の空気
9、91、92、93、94…酸素含有ガスライン
10…主の酸素含有ガスの導入を可能にする第1のライン9の開口部
11…第2の酸素含有ガスの導入を可能にする第2のライン91の開口部
111…ハッチまたはエアブロワ
112…第2の酸素含有ガスの導入を可能にする第3のライン92の開口部
113…ハッチまたはエアブロワ
12、121…蒸気
120…バーナ
13…蒸気生成ユニット
14…合成ガス製造ユニットに再循環される蒸気
15…ルーバー
151…主の酸素含有ガスの大気への放出を可能にするラインの開口部
16…ルーバー
161…酸素含有ガスの第2のライン91への移動を可能にする第1のライン9の開口部
162…酸素含有ガスの、合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバへの移動を可能にする第2のライン91の開口部
17…合成ガス製造デバイスからの蒸気を回収するためのユニット
171…第2の改質装置
172…空気分離ユニット(ASU)
173…第2の改質装置への精製酸素
174…燃焼のための加圧された精製酸素
175…輸送のための、ガス状態または液体状態にある精製酸素
18…炭化水素原料および/または燃料
181、182、183…ルーバー
19…冷却された合成ガス
191…二酸化炭素ストリッパ
192…低CO2合成ガス
20…バーナ
211…酸素含有ガスの第3のライン92への移動を可能にする第1のライン9の開口部
212…酸素含有ガスの燃焼ガス廃熱回収領域への移動を可能にする第3のラインの開口部
23…水
230…除去されたCO2
24…ボイラ予熱器
25…温水
26…合成ガス精製ユニット(例えば、1.1〜2.1のH2/CO混合比を有するオキソガスを生成する膜)
261…水素および一酸化炭素分離ユニット
27…輸送される熱空気
28…精製合成ガス
280…除去されたCO2
281…精製水素
282…精製CO
283…合成ガス製造デバイスに再循環するために除去されたCO2
284…圧縮および液化のために除去されたCO2
285…合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバ中の燃料として用いられるパージされたガスの混合物
286…輸送される合成ガス(例えばオキソガス)
29…抽気ファン
30…燃焼生成物
300…排ガス再循環ライン
31…炭化水素前処理ユニット
32…空気温度コントローラ
33…精製ユニットからのパージされたガスの混合物
34…ガスタービン中で燃料として用いられる合成ガス
35…圧縮空気
36…空気予熱器
37…燃焼生成物
38…発電機
39…発電機
40、401…排出排気筒
41…ガスタービンからの蒸気
42…固体または液体炭化水素燃料
43…現場から輸送される蒸気
44…排ガス
45、46…ルーバー
47…ガスタービン用の蒸気
48…合成ガス製造デバイスの燃焼チャンバのための燃料の混合物
49…前処理された炭化水素および蒸気の混合物
50…蒸気タービン
51…蒸気タービンからの復水
61…合成ガス製造デバイスから蒸気を回収するためのユニットからの蒸気
71…合成ガス製造に用いられるもの以外の炭化水素原料および/または燃料
81、82…ブロワにより圧縮された大気中の空気
100…酸素濃度アナライザ
100、102…フィードバックループ
103…ガスタービンからの排ガス流を制御するための手段
104…圧力センサ
Claims (9)
- 合成ガス(1)を製造するためのユニットの燃焼デバイスに、ガスタービン(3)により生じる排ガス(2)からの酸化剤を供給するための方法であって、排ガス(2)流が、少なくとも第1のライン(9)と第2のライン(91)を使用して燃焼デバイスに導入され、燃焼デバイスは、以下を有し、
前記第1のライン(9)は、
・前記ガスタービン(3)と協働し、前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)の前記第1のライン(9)への導入を可能にする開口部(10)と、
・第2のライン(91)と協働し、第1のライン中に存在するガスの第2のライン(91)への排除を可能にする開口部(161)と、
・前記ライン(9)中に存在するガスの大気への排除を可能にする開口部(151)とを含み、
前記第2のライン(91)は、
・前記第1のライン(9)と協働し、前記タービン(3)からの前記排ガス(2)の前記の第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(161)と、
・第2の酸素含有ガス(8)の前記第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(11)と、
・前記第2の酸素含有ガス(8)の第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(11)を制御し、開口部(11)の開口または閉鎖のいずれかを可能にする手段(111)と、
・第2のライン(91)中に存在する前記酸素含有ガスの、合成ガス製造ユニットの前記燃焼デバイスへの排除を可能にする開口部(162)と、
・前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を調節するための手段(16)とを含む:
および前記ガスを、前記合成ガス(1)製造ユニットの炉内の酸素濃度および/または圧力の値に従って制御することを特徴とする方法。 - 前記燃焼デバイスに導入される前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を、前記燃焼デバイスに前記排ガス(2)を分配するためのデバイスに配置された少なくとも1つの制御手段(103)により制御することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記燃焼デバイスに導入される前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を、前記合成ガス(1)製造ユニットの出口において燃焼生成物(37)を取り出す少なくとも1つの抽気ファンにより制御することを特徴とする請求項1および2のいずれかに記載の方法。
- 前記燃焼デバイスに導入される前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を、前記合成ガス(1)製造ユニットの前記燃焼チャンバの下流の酸素濃度が2〜3体積%となるように制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記燃焼デバイスに導入される前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を、前記合成ガス(1)製造ユニットの前記燃焼チャンバの下流の圧力が−5mm〜−15mmH2Oとなるように制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法を行うために、合成ガス(1)を製造するためのユニットの燃焼デバイスに、ガスタービン(3)により生成する排ガス(2)からの酸化剤を供給するためのデバイスであって、少なくとも2つのライン(9、91)を含み、
前記第1のライン(9)は、
・前記ガスタービン(3)と協働し、前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)の前記第1のライン(9)への導入を可能にする開口部(10)と、
・第2のライン(91)と協働し、第1のライン中に存在するガスの第2のライン(91)への排除を可能にする開口部(161)と、
・前記ライン(9)中に存在するガスの大気への排除を可能にする開口部(151)とを含み、
前記第2のライン(91)は、
・前記第1のライン(9)と協働し、前記タービン(3)からの前記排ガス(2)の前記の第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(161)と、
・第2の酸素含有ガス(8)の前記第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(11)と、
・前記第2の酸素含有ガス(8)の第2のライン(91)への導入を可能にする開口部(11)を制御し、開口部(11)の開口または閉鎖のいずれかを可能にする手段(111)と、
・第2のライン(91)中に存在する前記酸素含有ガスの、合成ガス製造ユニットの前記燃焼デバイスへの排除を可能にする開口部(162)と、
・前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)流を調節するための手段(16)とを含むことを特徴とするデバイス。 - 前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)の前記第2のライン(91)への流れを調節するための手段(16)を、前記合成ガス製造ユニットの前記燃焼チャンバの下流に設置された酸素圧力および/または濃度センサによりサーボ制御することを特徴とする請求項6に記載のデバイス。
- 前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)の、燃焼ガス廃熱回収領域(5)および/または蒸気を生成するためのユニット(13)への分配を可能にする請求項6および7のいずれかに記載のデバイスであって、3つのライン(9、91、92)を含み、 前記第1のライン(9)は、第3のライン(92)と協働し、前記第1のライン(9)中に存在するガスの第3のライン(92)への排除を可能にする開口部(211)を含み、
前記第3のライン(92)は、
・前記第1のライン(9)と協働し、前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)の前記第3のライン(92)への導入を可能にする開口部(211)と、
・前記第2の酸素含有ガス(8)の前記第2のライン(92)への導入を可能にする開口部(112)と、
・前記第2の酸素含有ガス(8)の第3のラインへの導入を可能にする開口部(112)を制御し、前記開口部(112)の開口または閉鎖のいずれかを可能にする手段(113)と、
・第3のライン(92)中に存在する前記酸素含有ガスの、前記燃焼ガス廃熱回収領域(5)および/または前記蒸気生成ユニット(13)への排除を可能にする開口部(212)とを含むことを特徴とするデバイス。 - 前記第1のライン(9)は、前記ガスタービン(3)からの前記排ガス(2)を、前記第2のライン(91)と前記第3のライン(92)との間で分けるための手段を含むことを特徴とする請求項8に記載のデバイス。
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