NO339637B1

NO339637B1 - Karbondioksydresirkulering

Info

Publication number: NO339637B1
Application number: NO20041869A
Authority: NO
Inventors: Gerard Daniel Agnew
Original assignee: Lg Fuel Cell Systems Inc
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2017-01-16
Also published as: US7377111B2; GB2401403B; US8247124B2; US20080120960A1; US20090061264A1; NO20041869L; GB2401403A; US7516609B2; GB0310632D0; US20040224210A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en karbondioksydresirkuleringsapparatur. Mer spesielt angår oppfinnelsen en karbondioksydresirkuleringsapparatur for varmemotorer, for eksempel gassturbinmotorer, eller brennstoffceller.

Det er kjent å injisere en vannbasert tåke inn i kompressorområdet av en gassturbinmotor for å øke motorkraften. Vannet forstøves når det sprayes inn i kompressorområdet og danner en tåke. Vanndråpene som utgjør tåken forstøves og trekker ut latent fordampingsvarme fra gassene i kompressoren og avkjøler derved disse gasser. Dette har en fordelaktig virkning på energiutgangen fra motoren. En mangel ved et slikt system er at fordamping av vanndråpene ikke lett oppnås og krever kompliserte dyse- og spraytrykkspesifikasjoner for å gi den ønskede kjøleeffekt.

WO 03/046351 Al beskriver et solenergianlegg omfattende en gassturbin med karbondioksydseparator og en kompressor for å injisere karbondioksyd inn i anlegget. JP H11241618 A, JP 2000337108 A, og JP 2000265805 A beskriver også ulike gassturbinanlegg.

I henhold til et aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en karbondioksydresirkuleringsapparatur for et arrangement omfattende forbrenningsmidler og en strømningsvei for gass gjennom forbrenningsmidlene, idet apparaturen omfatter ekstraheringsmidler for å trekke ut gassformig karbondioksyd fra et område av veien nedstrøms forbrenningsmidlene, kondenseringsmidler for å kondensere den uttrukne karbondioksyd samt matemidler for å mate den kondenserte karbondioksyd til et område av veien oppstrøms forbrenningsmidlene, der matemidlene omfatter spraymidler for å spraye kondensert karbondioksyd inn i det andre området av veien for å danne en tåke av karbondioksyd.

Arrangementet omfatter fortrinnsvis en varmemotor eller en brennstoffcelle.

Den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er spesielt egnet i bruk i et arrangement i form av en gassturbinmotor. I denne utførelsen kan fødemidlene mate kondensert karbondioksyd til et kompressorområde av gassturbinmotoren. Ekstraherings- eller uttrekkingsmidlene kan anordnes nedstrøms etter turbinarrangement av gassturbinmotoren.

I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det et arrangement omfattende forbrenningsmidler og en vei for strømningen av gass gjennom forbrenningsmidlene og karbondioksydresirkuleringsapparaturen omfatter avtrekkingsmidler for avtrekking av gassformig karbondioksyd fra et første område av veien nedstrøms forbrenningsmidlene, kondenseringsmidler for kondensering av den avtrukne karbondioksyd samt matemidler for mating av kondensert karbondioksyd til et andre område av veien oppstrøms forbrenningsmidlene, der matemidlene omfatter spraymidler for å spraye kondensert karbondioksyd inn i det andre området av veien for å danne en tåke av karbondioksyd.

Arrangementet kan omfatte en varmemotor og/eller en brennstoffcelleenhet. Varmemotoren kan være en gassturbin med et kompressorområde i strømningsveien for gass oppstrøms forbrenningsmidlene og et turbinområde i strømningsveien for gass nedstrøms forbrenningsmidlene. Kompressormidlene kan være en kompressorenhet.

Kondenseringsmidlene kan omfatte varmefjerningsmidler for å fjerne varme fra den uttrukne karbondioksyd. Kondenseringsmidlene kan inkludere kompressorer for å komprimere den uttrukne karbondioksyd. Fortrinnsvis er kompressormidlene anordnet mellom ekstraheringsmidlene og varmefjerningsmidlene. I en foretrukken utførelsesform omfatter varmefjerningsmidlene avkjølingsmidler for å avkjøle karbondioksyd.

Der arrangementet omfatter en gassturbinmotor kan spraymidlene spraye kondensert karbondioksyd inn i kompressorområdet av gassturbinmotoren, fortrinnsvis for å danne en tåke av karbondioksyd. Spraymidlene kan omfatte forstøvningsmidler som kan være til stede i form av en dyse. Fortrinnsvis omfatter forstøvningsmidlene et antall forstøvningsdyser som kan foreligge i form av et mønster av dyser.

Avtrekkingsmidlene kan omfatte en resirkulerende aminbasert ekstraheringsinnretning og kan inkludere avkjølings- og oppvarmingsenheter for å understøtte driften av de aminbaserte ekstraheringsmidler.

Fortrinnsvis er ekstraheringsmidlene anordnet for å trekke ut karbondioksyd fra eksosgassene nedstrøms turbinområdet.

Kompressorområdet for motoren kan omfatte første og andre kompressorer og matemidler kan være anordnet for å mate kondensert karbondioksyd til kompressorområdet mellom den første og andre kompressor. Alternativt eller i tillegg kan matemidler mate kondensert karbondioksyd til kompressorområdet ved utløpet av kompressorområdet. Alternativt eller i tillegg kan matemidlene være anordnet for å mate karbondioksyd til innløpet av kompressorområdet.

I en utførelsesform kan matemidlene være anordnet for å mate kondensert karbondioksyd til utløpet av kompressorområdet hvorved karbondioksyden derefter føres til en varmeveksler for varmeveksling med gasser som trer ut fra turbinområdet eller gassturbinområdet. Fortrinnsvis omfatter varmeveksleren en rekuperator.

Brenselcelleenheten kan være anordnet for å motta karbondioksyd fra den karbondioksydresirkulerende apparatur. Brenselcelleenheten kan omfatte en anode og en katode. Fortrinnsvis blir eksos fra anoden ført til den karbondioksydresirkulerende apparatur.

Brenselcelleenheten kan omfatte en kompressor for å komprimere luft og andre gasser som skal mates til katoden. Brenselcelleenheten kan omfatte en ledning for å føre resirkulert karbondioksyd til anoden. Alternativt eller i tillegg kan brenselcelleenheten omfatte en ledning for å føre karbondioksyd til kompressoren for blanding med luft som er komprimert av kompressoren. Kompressoren kan være en kompressor i kompressorområdet av gassturbinmotoren.

I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for å resirkulere karbondioksyd fra en strøm av gass gjennom et arrangement omfattende forbrenningsmidler og en strømnings vei for gassen gjennom forbrenningsmidlene, idet metoden omfatter å trekke ut karbondioksyd fra et første område nedstrøms forbrenningsmidlene, kondensering av den avtrukne karbondioksyd og derefter mating av kondensert karbondioksyd til et annet område oppstrøms forbrenningsmidlene, der trinnet med mating av kondensert karbondioksyd til det andre området omfatter spraying av det kondenserte karbondioksydet til det andre området for å danne en tåke av karbondioksyd i det andre området.

Fortrinnsvis omfatter kondenseringstrinnet for ekstrahert karbondioksyd å tilveiebringe varmefjerningsmidler for å fjerne varme fra karbondioksyd og kan også inkludere komprimering av karbondioksydet før fjerning av varmen fra karbondioksydet.

Varmefjerningsmidlene kan omfatte avkjølingsmidler for å avkjøle karbondioksydet for å bevirke kondenseringen derav.

Fortrinnsvis omfatter matetrinnet for karbondioksyd til det andre området av motoren forstøvning av den kondenserte karbondioksyd.

Fortrinnsvis omfatter arrangementet en varmemotor eller en brenselcelle.

I den foretrukne utførelsesform er motoren en gassturbinmotor omfattende et kompressorområde oppstrøms forbrenningsmidlene og et turbinområde nedstrøms forbrenningsmidlene og ekstraheringstrinnet for karbondioksyd omfatter ekstrahering av karbondioksyd nedstrøms turbinområdet i motoren.

I den foretrukne utførelsesform omfatter matetrinnet for karbondioksyd til det andre området av veien å mate karbondioksydet til kompressorområdet av motoren. Kompressorområdet kan omfatte første og andre kompressorer anordnet i aksialstrømserie i strømningsveien og matetrinnet for karbondioksyd til kompressorområdet kan omfatte mating av karbondioksyd mellom den første og andre kompressor og/eller til et utløp fra kompressorområdet og/eller til et innløp for kompressorområdet.

Motoren kan omfatte varmevekslere for å skifte varme mellom gass som går inn i forbrenningsmidlene og gass som kommer ut fra disse, fortrinnsvis nedstrøms turbinområdet. Matetrinnet for kondensert karbondioksyd til det andre området kan omfatte mating av karbondioksyd til gass som trer inn i varmeveksleren oppstrøms forbrenningsmidlene, fortrinnsvis ved utløpet for kompressorområdet. Varmevekslerne kan omfatte en rekuperator.

Utførelsesformer av oppfinnelsen skal forklares i større detalj under henvisning til de vedlagte figurer som vises som eksempel, og der: Fig. 1 viser et snitt av den øvre halvdel av en gassturbinmotor; Fig. 2 diagrammatisk viser karbondioksydresirkuleringsapparaturen; Fig. 3 viser en ytterligere diagrammatisk representasjon som viser en annen utførelsesform av karbondioksydresirkuleringsapparaturen; Fig. 4 diagrammatisk viser en ytterligere utførelsesform av

karbondioksydresirkuleringsapparaturen som innarbeider en brennstoffcelle; og

Fig. 5 diagrammatisk viser en annen utførelsesform av

karbondioksydresirkulerinsapparaturen med en brennstoffcelle.

Under henvisning til Fig. 1 har en kanalvifte gassturbinmotor, generelt antydet med 10, en hovedakse X-X. Motoren 10 omfatter, i aksialstrømningsserie, et luftinntak 11, en driwifte 12, et kompressorområde 113 omfattende en mellomtrykk kompressor 13 og en høytrykk kompressor 14, forbrenningsmidler 115 omfattende en kombustor 15, og et turbinområde 116 som omfatter en høytrykksturbin 16, en mellomtrykksturbin 17 og en lavtrykksturbin 18. Eksosdysen 19 er anordnet ved enden av motoren 10.

Gassturbinmotoren 10 arbeider på konvensjonell måte slik at luft som trer inn i innløpet 11 akselereres ved hjelp av viften for å gi to luftstrømmer: en første luftstrøm strømmer inn i mellomtrykkskompressoren 13 og en andre luftstrøm som gir drivsky v. Mellomtrykkskompressoren 13 komprimerer luftstrømmen som er rettet inn i den før denne luft avgis til høytrykkskompressoren 14 der en ytterligere komprimering skjer.

Den komprimerte luft som slippes ut fra høytrykkskompressoren 14 føres til kombustoren 15 der den blandes med brennstoff og blandingen forbrennes. De resulterende, varme forbrenningsprodukter ekspanderer så gjennom, og driver derved, høytrykks-, mellomtrykks- og lavtrykksturbinen 16, 17 henholdsvis 18 før utslipp gjennom dysene 19 for å gi ytterligere drivkraft. Høy-, mellom- og lavtrykksturbinene 16, 17 og 18 driver høy- og mellomtrykkskompressorene 14 og 13 og viften 12 ved egnede sammenkoblingsakslinger.

Under henvisning til Fig. 2 vises det skjematisk en

karbondioksydresirkuleringsapparatur 20 for bruk i en gassturbinmotor. Fig. 2 viser kompressorområdet 113, forbrenningsområdet 115 og turbinområdet 116 i motoren 10 som beskrevet ovenfor. Fig. 2 viser også karbondioksydresirkuleringsapparaturen 20 som omfatter avtrekkingsmidler 22 anordnet nedstrøms for turbinområdet 116 i hovedstrømmen av gass som skal slippes ut fra motoren 10. Avtrekkingsmidlene 22 kan omfatte et hvilket som helst kjent karbondioksydavtrekkingsarrangement. Et eksempel på et slikt arrangement er en resirkulerende aminbasert enhet hvori aminoppløsningsmidler som dietandiamin kan benyttes for å fjerne karbondioksyd fra gassen i hovedstrømmen nedstrøms turbinområdet 116. Karbondioksyd som er trukket av fra eksosgassene føres via en ledning 24 til kompressoren i form av en

karbondioksydkompressorenhet 26. Den resulterende karbondioksydutarmede eksos føres til eksosdysen 19.

Kompressorenheten 26 komprimerer avtrukket karbondioksyd som føres via en ledning 28 til en kjøler 30 som kondenserer den komprimerte karbondioksyd og gir trykksatt, flytende karbondioksyd ved eller nær omgivelsestemperatur. Denne trykksatte karbondioksyd blir så ført via en ledning 32 til matemidler i form av et matedysearrangement 36. Den trykksatte, flytende karbondioksyd mates via dysearrangementet 36 til kompressorområdet 115 i gassturbinmotoren 10. Spesielt blir den flytende karbondioksyd matet til hovedkanalen, angitt som 34 (vist skjematisk i Fig. 2) mellom mellomtrykkskompressoren 13 og høytrykkskompressoren 14.

Matedysearrangementet 36 omfatter et mønster av forstøvningsdyser for å spraye flytende karbondioksyd inn i hovedkanalen 34 mellom mellom- og høytrykkskompressorene 13 henholdsvis 14.

Når flytende karbondioksyd forstøves inn i kanalen 34, flashes den delvis til dampfase. Karbondioksyd som ikke fordamper størkner partielt. Dette resulterer i en blanding av fast, flytende og gassformig karbondioksyd. Den faste karbondioksyd sublimerer så til dampfase, og gjenværende flytende karbondioksyd fordamper til dampfase. Dette resulterer i at det dannes en karbondioksydtåke i kanalen 34. Sublimeringen og fordampingen av karbondioksyd absorberer latent sublimeringsvarme og fordampingsvarme fra gassen i kanalen 34 og avkjøler derved disse gasser.

Fig. 3 viser en ytterligere utførelsesform som har mange av trekkene i Fig. 2, og disse trekk er gitt de samme referansetall. I Fig. 3 er karbondioksydresirkuleringsapparaturen angitt med 120 og matemidlene er angitt med 136 og omfatter et første matedysearrangement 136A og et andre matedysearrangement 136B.

Ledningen 32 som fører den trykksatte, flytende karbondioksyd ved omgivelsestemperatur splittes i en første ledning 132A som fører til det første matedysearrangement 136A og en andre ledning 132B som fører til det andre matedysearrangement 136B. Det første matedysearrangement 136A forstøver flytende karbondioksyd slik at den sprayes inn i kanalen 34 mellom mellom- og høytrykkskompressorene 13 henholdsvis 14. Denne spraying av karbondioksyd har samme effekt som allerede beskrevet ovenfor under henvisning til spraying av karbondioksyd inn i kanalen 34 i Fig. 2. Det andre matedysearrangement sprayer flytende karbondioksyd inn i en kanal 38 nedstrøms høytrykkskompressoren 14 og oppstrøms for forbrennerområdet 115. Igjen undergår den karbondioksyd som sprayes inn i kanalen 38 de samme faseforandringer som beskrevet ovenfor.

Således gir det trykksatte flytende karbondioksyd som sprayes inn i kanalene 34 og 38 via de respektive dysearrangementer 136A og 136B en karbondioksydtåke i kanalene 34 og 38.

En varmeveksler i form av en rekuperator 40 er tilveiebragt i den utførelsesform som er vist i Fig. 3 for å skifte varme mellom gasser som trer ut av kompressorområdet 113 og gasser som trer inn i turbinområdet 116. Karbondioksyd som er matet av det andre matedysearrangement 136B inn i hovedstrømmen av gass i kanalen 38 flasher til dampfase, størkner, sublimerer og fordamper på samme måte som beskrevet ovenfor under henvisning til Fig. 2. Karbondioksydet, sammen med andre gasser i kanalen 38, føres som antydet ved pilen 39 til en side av en rekuperator 40 for å skifte varme med eksosgasser fra turbinområdet 116 som er ført til den andre side av rekuperatoren 40 som antydet ved pilen 42. Rekuperatoren 40 er tilveiebragt for å øke varmen i gassene som trer inn i kombustoren 15, som også har virkningen av å avkjøle gasser som trer ut fra turbinområdet 116 oppstrøms avtrekningsmidlene 22.

Eksosgassene fra turbinområdet 116 trer ut av rekuperatoren 40 og føres så til karbondioksydavtrekningsmidlene 22 via hovedkanalen som antydet ved pilen 44.

Fig. 4 er et diagram som viser en karbondioksydresirkuleringsapparatur 10 som inkorporerer en brennstoffcelle 50. Karbondioksydresirkuleringsapparaturen 20 i Fig. 4 er vist for anvendelse i en gassturbinmotor 10. Trekkene med gassturbinmotoren 10 og karbondioksydresirkuleringsapparaturen 20 er gitt de samme referansetall som i Fig. 2.

Brenselcellen 50 er, i den viste utførelsesform, en brenselcelle av en type som er kjent generelt som en fast oksydbrenselcelle. Brenselcellen 50 omfatter en anode 52 og en katode 54.

Kompressorområdet 113 av gassturbinmotoren 10 mater komprimert luft til katoden 54 via en rekuperator 140 langs en ledning 56.1 anoden 52 reagerer hydrogen i brennstoffet med oksygenioner som er produsert ved katoden 54 (som forklart nedenfor) og gir vannmolekyler og elektroner som skaper en elektrisk strøm. Dette er en eksotermisk reaksjon og varmen som genereres overføres til innkommende, komprimert luft i ledningen 56 i rekuperatoren 140. Utløpet fra katoden 54 føres langs en ledning 58 (via rekuperatoren 140) til en kombustor 160. Hvis ønskelig kan denne være kombustoren 15 i motoren 10.

En brennstoffblanding (merket "fuel" i Fig. 4) mates til en supplementær kompressor 62 som også mottar resirkulert karbondioksyd fra karbondioksydresirkuleringsapparaturen 20 (som forklart nedenfor). Brennstoffblandingen omfatter brennstoff, hydrogen, karbondioksyd, karbonmonoksyd og hydrokarboner og komprimeres av den supplementære kompressor 62 og mates via en ledning 64 til anoden 52 i brennstoffcellen.

Oksygen i den komprimerte luft i katoden 54 lades elektrisk for å gi oksygenioner. Oksygenionene passerer gjennom/krysser den faste oksydelektrolyttmembranen i brennstoffcellen 50 mellom katoden 54 og anaoden 52, for å reagere med hydrogen i anoden 52 (som beskrevet ovenfor).

Eksosproduktene fra anoden 52 mates via en ledning 66 til

karbondioksydavtrekningsmidlene 22. Karbondioksydet trekkes av fra eksosproduktene og føres via ledningen 24 til karbondioksydkompressorenheten 26 for resirkulering, via kjøleren 30, tilbake til den supplementære kompressor 62.

Gjenværende eksosprodukter som trer inn i karbondioksydekstraheringsmidlene føres til kombustoren 160 langs en ledning 68 og mates tilbake til turbinarrangementet 116 i motoren 10 langs en ledning 70. Dette gir kraft til turbinarrangementet for å drive kompressorarrangementet 113. Eksosen fra turbinarrangementet 116 slippes ut til atmosfæren via eksosdysen 19 (merket "exhaust").

Som et alternativ, eller i tillegg, som vist i stiplet linje, kan resirkulert karbondioksyd som strømmer langs ledningen 28 mates via en ledning 128 til

kompressorarrangementet 113.

En annen utførelsesform av en karbondioksydresirkulerende apparatur 20 som inkorporerer en brenselcelle 50 er vist i Fig. 5. Karbondioksydresirkuleringsapparaturen 20 er vist i bruk i en gassturbinmotor 10. Trekkene i gassturbinmotoren 10 og karbondioksydresirkuleringsapparaturen er gitt de samme referansetall som i Fig. 2. Brenselcellen 50 som vist i Fig. 5 er av en type som er kjent som smeltet karbonat brenselcelle. I en slik brenselcelle 50 er det et krav om karbondioksyd på luft/oksygensiden av brenselcellen 50, det vil si katoden 54.

Kompressorområdet 113 mottar resirkulert karbondioksyd via ledningen 128 A (som forklart nedenfor) i tillegg til luft. Den komprimerte luft og karbondioksyd føres via ledningen 56 til katoden 54 i brenselcellen 50. Noe av reaksjonsproduktene fra katoden føres via ledningen 58 til til kombustoren 160.1 noen utførelsesformer kan denne være kombustoren 15 i gassturbinmotoren 10.

Resten av reaksjonsproduktene fra katoden 54 føres via en ledning 70 til turbinarrangementet 116, som driver kompressorarrangementet 113 som forklart ovenfor. Eksosen 72 fra turbinarrangementet 113 driver en fri kraft turbin 74, som i sin tur driver en ytterligere kompressor 76 via en aksel 78.

Eksosen fra fri kraft turbinen 74 føres via en ledning 90 til en varmeveksler eller rekuperator 92 der varme byttes ut med komprimerte gasser fra kompressorarrangementet 113 før inntreden i katoden 54.

Efter å ha forlatt rekuperatoren 92, blir gassene fra fri kraft turbinen 74 sluppet til atmosfæren via eksosdysen 19.

Forbrenningsproduktene fra kombustoren 160 føres via en ledning 80 til en ytterligere kompressor 76. Denne mottar også resirkulert karbondioksyd (som forklart ovenfor) via en ledning 128B. De komprimerte forbrenningsprodukter og karbondioksyd føres til katoden 54 via en ledning 82.

Anoden 52 mottar brensel via ledningen 64. Reaksjonsproduktene passerer fra anoden 52 via en ledning 66. Noen av reaksjonsproduktene kan resirkuleres via en ledning 84 og en supplementær kompressor 86 for føring tilbake til anoden 52.

Reaksjonsproduktene fra anoden 52, som ikke resirkuleres, splittes i to. Noen av reaksjonsproduktene fra anoden 52 føres via en ledning 66A til kombustoren 160 og blandes med innkommende reaksjonsprodukter fra katoden 54 og forbrennes. Resten av reaksjonsproduktene fra anoden 52 føres via en ledning 66B til karbondioksydekstraheringsinnretningen 22.

Karbondioksydet trekkes av og føres via ledningen 24 til

karbondioksydkompressorenheten 26 og avkjøles så av kjøleren 30. Den avkjølte karbondioksyd trer ut av kjøleren 30 via ledningen 128. Noe av den avkjølte karbondioksyd føres via ledningen 128A til kompressorarrangementet 113. Resten av det avkjølte karbondioksyd føres via ledningen 128B til kompressoren 76 som beskrevet ovenfor.

De gjenværende karbonreaksjonsprodukter i karbondioksydekstraheringsinnretningen 22 føres via ledningen 68 til kombustoren 160 for forbrenning.

De ovenfor beskrevne utførelsesformer har fordelen av at tåken som sprayes inn i kompressorområdet dannes fra flytende karbondioksyd som flasher under mer gunstige og lettere oppnåelige betingelser enn vann. Som et resultat genereres det en tåke med liten dråpestørrelse lettere enn det ville skje med vann. Dette resulterer i at det er mindre krevende dyse- og spraytrykkspesifikasjoner enn det som er nødvendig med vann.

Videre har de ovenfor beskrevne utførelsesformer fordelen av at bruken av karbondioksyd betyr at en fullstendig fordamping av tåken lettere kan oppnås enn med vann på grunn av det høye mettet damp trykket for karbondioksyd ved omgivelsestemperaturer. Dette tillater bruken av karbondioksydbasert tåkekjøling for anvendelse under betingelser som ville være for begrensede hva lengde angår til å oppnå adekvat fordamping med vannbasert tåke. En ytterligere fordel er at karbondioksydresirkuleringen oppnås med mindre kompresjon i resirkuleringssystemet enn med en vannbasert resirkulering. Det er således mulig å øke effektiviteten og kraften i motoren mer vesentlig enn med bruk av vann.

Bruken av karbondioksyd har ytterligere fordelen av at kjølingen kan utføres ved innløpet av kompressorene i en gassturbinmotor og kan også benyttes i andre motorer, for eksempel i resiprokerende motorer. Således kan oppfinnelsen anvendes innen et vidt område av sykluser som benytter varmemotorer og/eller brenselceller som primærkilde for karbondioksyd.

Claims

1. Karbondioksydresirkuleringsapparatur for et arrangement med forbrenningsmidler og en vei for strømning av gass gjennom forbrenningsmidlene, idet apparaturen omfatter ekstraheringsmidler for avtrekking av gassformig karbondioksyd fra et første område av veien nedstrøms forbrenningsmidlene, kondenseringsmidler for kondensering av avtrukket karbondioksyd samt matemidler for mating av kondensert karbondioksyd til et andre område av veien oppstrøms forbrenningsmidlene,karakterisert vedat matemidlene omfatter spraymidler for å spraye kondensert karbondioksyd inn i det andre området av veien for å danne en tåke av karbondioksyd.

2. Karbondioksydresirkuleringsapparatur ifølge krav 1, der kondenseringsmidlene omfatter varmefjerningsmidler for å fjerne varme fra det avtrukne karbondioksyd, og kompressormidler for å komprimere avtrukket karbondioksyd, idet kompressormidlene er anordnet mellom ekstraheringsmidlene og varmefjerningsmidlene.

3. Karbondioksydresirkuleringsapparatur ifølge krav 2, der varmefjerningsmidlene omfatter avkjølingsmidler for å avkjøle komprimert karbondioksyd.

4. Karbondioksydresirkuleringsapparatur ifølge krav 1, krav 3 eller krav 3, der spraymidlene omfatter forstøvningsmidler.

5. Karbondioksydresirkuleringsapparatur ifølge krav 4, der forstøvningsmidlene omfatter en dyse.

6. Forbrenningsarrangement,karakterisert vedat det omfatter forbrenningsmidler, en strømningsvei for gass gjennom forbrenningsmidlene og en karbondioksydresirkuleringsapparatur som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav.

7. Forbrenningsarrangement ifølge krav 6, der det foreligger i form av en varmemotor og/eller en brenselcelle.

8. Forbrenningsarrangement ifølge krav 7, der varmemotoren omfatter en gassturbinmotor med et kompressorområde i veien oppstrøms forbrenningsmidlene og et turbinområde i veien nedstrøms forbrenningsmidlene.

9. Forbrenningsarrangement ifølge krav 8, der ekstraheringsmidlene er arrangerbare til å trekke av karbondioksyd fra eksosgasser nedstrøms turbinområdet.

10. Forbrenningsarrangement ifølge krav 8 eller 9, der matemidlene kan arrangeres for å mate kondensert karbondioksyd til kompressorområdet.

11. Forbrenningsarrangement ifølge krav 8, 9 eller 10, der kompressorområdet omfatter første og andre kompressor anordnet i veien i aksialstrømserie, og at matemidlene er anordnet for å mate det kondenserte karbondioksyd til en eller flere av: innløpet til kompressorområdet; mellom den første og andre kompressor; og utløpet av kompressorområdet.

12. Forbrenningsarrangement ifølge krav 8, 9 eller 10, der motoren inkluderer en varmeveksler for å skifte varme mellom gass som trer inn i forbrenningsmidlene og varme som slippes ut fra forbrenningsmidlene, og at matemidlene er anordnet for å mate i det minste noe av det kondenserte karbondioksyd til utløpet av kompressorområdet oppstrøms varmeveksleren.

13. Forbrenningsarrangement ifølge krav 12, der kompressorområdet omfatter første og andre kompressor og at matemidlene er anordnet også for å mate noe av det kondenserte karbondioksyd til mellom den første og andre kompressor og/eller til innløpet av kompressorområdet.

14. Forbrenningsarrangement ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 13, der det inkluderer en brenselcelleenhet for mottak av karbondioksyd fra karbondioksydresirkuleringsapparaturen.

15. Forbrenningsarrangement ifølge krav 14, der brenselcelleenheten omfatter en katode for mottak av karbondioksyd fra karbondioksydresirkuleringsapparaturen og en anode, idet eksos fra anoden føres til karbondioksydresirkuleringsapparaturen.

16. Forbrenningsarrangement ifølge krav 15, der det omfatter en kompressor for mottak av resirkulert karbondioksyd og for komprimering av gasser før gassene føres til katoden.

17. Forbrenningsarrangement ifølge krav 15 eller 16, der resirkulert karbondioksyd føres til anoden.

18. Forbrenningsarrangement ifølge krav 16 eller 17, der det inkluderer en turbin drevet av gasser sluppet ut fra katoden, idet turbinen er anordnet til å drive kompressoren.

19. Forbrenningsarrangement ifølge krav 18, der turbinen omfatter en fri kraft turbin drevet av gasser fra en hovedturbin.

20. Forbrenningsarrangement ifølge krav 19, der hovedturbinen drives av gasser sluppet ut fra katoden og arrangementet videre inkluderer en hovedkompressor drevet av hovedturbinen, idet hovedkompressoren mottar resirkulert karbondioksyd og komprimerte gasser før gassene føres til katoden.

21. Fremgangsmåte for resirkulering av karbondioksyd fra en strøm av gass gjennom et arrangement omfattende forbrenningsmidler og en strømningsvei for gass gjennom forbrenningsmidlene, idet metoden omfatter å trekke av karbondioksyd fra et første område nedstrøms forbrenningsmidlene, kondensering av avtrukket karbondioksyd og derefter mating av kondensert karbondioksyd til et andre område oppstrøms forbrenningsmidlene, der trinnet med mating av kondensert karbondioksyd til det andre området av motoren omfatter spraying av det kondenserte karbondioksydet til det andre området for å danne en tåke av karbondioksyd i det andre området.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, der kondenseringen av avtrukket karbondioksyd omfatter å tilveiebringe varmefjerningsmidler for å fjerne varme fra karbondioksyd og komprimering av karbondioksydet før fjerning av varmen fra karbondioksydet.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, der varmefjerningsmidlene omfatter kjølemidler for å avkjøle karbondioksydet for å bevirke kondenseringen derav.

24. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 21 til 23, der matingen av karbondioksyd til det andre området av arrangementet omfatter forstøvning av det kondenserte karbondioksyd.

25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 21 til 24, der arrangementet omfatter en varmemotor eller en brenselcelle.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, der motoren er en gassturbinmotor omfattende et kompressorområde oppstrøms forbrenningsmidlene og et turbinområde nedstrøms forbrenningsmidlene og at ekstraheringen av karbondioksyd omfatter avtrekking av karbondioksyd nedstrøms turbinområdet.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, der matingen av karbondioksyd til det andre område av veien omfatter mating av karbondioksyd til kompressorområdet av motoren.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 26 eller 27, der kompressorområdet omfatter første og andre kompressorer anordnet i aksialstrømningsserie i strømningsveien, og at matingen av karbondioksyd til det andre område av veien omfatter mating av karbondioksyd til en eller flere av: innløpet av kompressorområdet; mellom den første og andre kompressor; og til utløpet av kompressorområdet.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 26 eller 27, der motoren omfatter en varmeveksler for å veksle varme mellom gass som trer inn i forbrenningsmidlene og gass som slippes ut fra disse, og at matingen av kondensert karbondioksyd til det andre området omfatter mating av karbondioksyd til utløpet av kompressorområdet.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 29, der kompressorområdet omfatter første og andre kompressorer og at matingen av kondensert karbondioksyd til kompressorområdet også inkluderer mating av noe av det kondenserte karbondioksyd mellom den første og andre kompressor og/eller til innløpet av kompressorområdet.