TW201307669A - 供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法 - Google Patents

供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201307669A
TW201307669A TW101111584A TW101111584A TW201307669A TW 201307669 A TW201307669 A TW 201307669A TW 101111584 A TW101111584 A TW 101111584A TW 101111584 A TW101111584 A TW 101111584A TW 201307669 A TW201307669 A TW 201307669A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
steam
turbine
auxiliary
unit
power plant
Prior art date
Application number
TW101111584A
Other languages
English (en)
Inventor
Nareshkumar B Handagama
Rasesh R Kotdawala
Staffan Jonsson
Allen M Pfeffer
Olivier Drenik
Jacques Marchand
Craig Norman Schubert
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
Dow Global Technologies Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/432,350 external-priority patent/US20120247104A1/en
Application filed by Alstom Technology Ltd, Dow Global Technologies Llc filed Critical Alstom Technology Ltd
Publication of TW201307669A publication Critical patent/TW201307669A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/008—Adaptations for flue gas purification in steam generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/04—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for specific purposes other than heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/50—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/40—Sorption with wet devices, e.g. scrubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本發明係關於用於基於至發電單元119之蒸汽流量及/或由發電單元119產生之電力的改變而將蒸汽提供至氣體回收單元130之系統及方法。該氣體回收單元130可為火力發電單元100之部分，且可為包括兩個或兩個以上再生塔153之基於胺之CO2回收單元。

Description

供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法
本發明大體上係關於一種火力發電廠。更明確而言，本發明係關於整合用於藉由發電廠蒸汽擷取二氧化碳以使廢熱最小化之程序控制方案之方法及系統。
本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張2011年3月31日申請之題為「供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法(A SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING WASTE HEAT FOR CO2 CAPTURE)」的臨時專利申請案第61/469,919之權利，該申請案之揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
[相關申請案之交互參照]
本申請案涉及在2011年3月31日與本申請案同時申請之題為「供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法(A SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING WASTE HEAT FOR CO2 CAPTURE)」的美國專利申請案第61/469,915號(代理人案號W09/078-0(27849-0011))，該專利申請案已讓與給本發明之受讓人且以全文引用的方式併入本文中。
化石燃料及天然氣發電站習知地使用蒸汽渦輪機及其他機器來將熱量轉換成電。此等燃料之燃燒產生包括酸氣之廢氣流，酸氣包括二氧化碳CO2、氧化氮NOx及氧化硫SOx。已努力減少來自此等發電站的酸氣排放，且詳言之，減少包括CO2之溫室氣體之排放。因而，已將CO2擷 取系統整合至此等發電站中。已在此方面取得了眾多進展，從而導致在化石燃料之燃燒期間產生的CO2與燃燒氣體自部分分離至完全分離。近來，已關注使用含水胺自燃燒氣流移除酸氣污染物之水吸收及汽提程序。
氣體吸收為將氣體混合物之可溶組分溶解於液體中的程序。氣體/液體接觸可為逆流或同向流，其中最常實踐逆流接觸。汽提基本上為吸收之逆程序，此係因為其涉及將揮發性組分自液體混合物轉移至氣體。在典型之二氧化碳移除程序中，使用吸收自燃燒氣體移除二氧化碳，且隨後使用汽提再生溶劑，且擷取含於溶劑中之二氧化碳。一旦已自燃燒氣體及其他氣體移除二氧化碳，則可擷取二氧化碳且將其壓縮以在數個應用(包括封存、甲醇之生成及三次石油回收)中使用。
為了實現吸收劑溶液之再生，將自吸收塔之底部汲出的富溶劑引入至汽提塔之上半部分中，且在壓力下將富溶劑維持在處於其沸點或沸點附近的高溫下。藉由使含於汽提塔中之吸收劑溶液再沸來提供維持高溫所必需之熱量，此需要能量且因此增加總操作成本。
因此，存在將節省成本且操作上有效率的能源提供至再沸器以再生有負載之含水胺流之需要。
本發明之目標為提供一種用於有效率地將熱量提供至與蒸汽發電系統整合之酸氣吸收/汽提程序之系統及方法。
本發明之另一目標為藉由使用來自不同渦輪機級及水及/ 或蒸汽循環位置的蒸汽分接頭(擷獲點)之特殊配置提供用於酸氣擷取系統之能量來使總體發電廠效能最佳化。
本發明之另一目標為提供來自不同渦輪機級及水及/或蒸汽循環位置的蒸汽分接頭(擷獲點)之特殊配置以提供用於酸氣擷取系統之能量，該等酸氣擷取系統可具新的設計或修整至現有發電系統設計中。
本發明之另一目標為提供程序控制方案以整合蒸汽發電負載與用於酸氣擷取之能量產生。
因此且取決於用於擷取酸氣之已知技術之操作及設計參數，本發明之目標可在於減少能量。
此外，本發明之目標可在於在用於酸氣吸收之此技術中使用的化學品之減少排放之環境、健康及/或經濟改良。
在一個態樣中，揭示一種發電廠，該發電廠包括：鍋爐單元，其產生蒸汽；發電單元，其包括自該鍋爐單元接收該蒸汽之至少一個發電渦輪機；氣體回收單元，其包括兩個或兩個以上再生塔；及次要蒸汽源，其以不同速率將蒸汽提供至該兩個或兩個以上再生塔中之每一者。
在另一態樣中，揭示一種用於將蒸汽提供至氣體回收單元之方法，該方法包括：將蒸汽自鍋爐單元或發電單元提供至次要蒸汽源；及自該次要蒸汽源排出蒸汽；以不同速率將自該次要蒸汽源排出之蒸汽提供至氣體回收單元之兩個或兩個以上再生塔。
現參看為例示性實施例之諸圖，且其中類似元件被相似 地編號。
以下參看圖式描述根據本發明之用於利用發電蒸汽將能量提供至酸氣回收件之系統及程序之特定實施例。
圖1說明根據本發明之實施例的發電廠100之示意性簡化程序圖。在一個實施例中，熱系統100可為火力發電廠。在另一實施例中，發電廠100可為包括產生含二氧化碳之廢氣之燃燒設施及至少一個蒸汽單元的發電廠或設施。蒸汽單元可為蒸汽渦輪機發電單元。
如在圖1中可看出，發電廠100包括主要蒸汽源110、發電單元119及氣體回收單元130。在此例示性實施例中，主要蒸汽源110為蒸汽鍋爐單元。蒸汽鍋爐單元110可包括自化石燃料產生蒸汽之一或多個蒸汽鍋爐。燃料可為煤、泥炭、生質燃料、合成氣體/燃料、天然氣或當燃燒時產生含有諸如酸氣之氣體污染物的廢氣之其他碳燃料源。
發電單元119包括主要蒸汽消耗裝置120及發電單元125。在此例示性實施例中，主要蒸汽消耗裝置120為一或多個蒸汽渦輪機。一或多個蒸汽渦輪機120耦接至發電單元125以將機械能提供至發電機125從而產生電125A。可將電提供至電力網(圖中未展示)。在此例示性實施例中，一或多個蒸汽渦輪機120包括高壓(HP)渦輪機121、中壓(IP)渦輪機122及低壓(LP)渦輪機123。在另一實施例中，一或多個蒸汽渦輪機120可包括具有類似或變化操作壓力之任何數目個渦輪機之組合。
如可在圖1中進一步看出，發電單元119進一步包括次要 蒸汽消耗裝置124。在此例示性實施例中，次要蒸汽消耗裝置124為輔助蒸汽渦輪機。輔助蒸汽渦輪機124可為背壓式渦輪機。輔助蒸汽渦輪機124耦接至輔助發電機152。輔助發電機152產生可提供至電力網、發電廠當地電力網或其他當地能源供應器(圖中未展示)之電152A。取決於電力網負載要求，可增加或減少提供至電力網之能量量值。電力網負載需求可對輔助蒸汽渦輪機124之速度控制(圖中未展示)提供設定點。在一個實施例中，設定點可基於輔助渦輪機124之廢蒸汽之壓力而更動。
氣體回收單元130可為酸氣擷取及回收單元。氣體回收單元130包括CO2吸收單元130a及CO2再生單元130b。在一個實施例中，氣體回收單元130可為基於胺之洗滌單元。在一個實施例中，氣體回收單元130可為用於CO2擷取之高級胺製程。在一個實施例中，高級胺製程可為包括基質汽提組態之雙基質方案。
CO2吸收單元130a包括CO2吸收器(吸收器)231。CO2再生單元130b包括兩個或兩個以上再生塔153。兩個或兩個以上再生塔153中之每一再生塔包括兩個或兩個以上再沸器140。在一個實施例中，再生塔中之一或多者可具有兩個或兩個以上再沸器。兩個或兩個以上再生塔153之配置可被稱作基質汽提組態。在此例示性實施例中，兩個或兩個以上再生塔153包括高壓(HP)再生塔154與相關聯之第一再沸器141，及低壓(LP)再生塔155與相關聯之第二再沸器142。
經由進料管線231a自蒸汽鍋爐單元110向吸收器231提供含有CO2之氣流。氣體流可為廢氣流。在一個實施例中，廢氣可在提供至吸收器231之前由廢氣去硫單元(圖中未展示)及/或冷卻單元(圖中未展示)處理。在吸收器231中，使廢氣與溶劑溶液接觸以藉由吸收將CO2自廢氣移除。溶劑溶液可為基於胺之溶劑溶液。經由排出管線231b自吸收器231排出CO2經移除之廢氣流。吸收器231可進一步包括流體沖洗循環232以消除任何溶劑留存物，該流體沖洗循環232可包括流體沖洗泵233及流體沖洗冷卻器234。
為了實現溶劑溶液之再生，將自吸收器231之底部汲出的富CO2溶劑溶液引入至兩個或兩個以上再生塔153中之每一者的上半部分中，且在每一塔中在壓力下將富溶劑維持在CO2沸騰之溫度下。藉由與每一再生塔相關聯之一或多個再沸器提供維持沸點所必需之熱量。再沸程序由待再生之溶液之部分與在適當溫度下之熱流體之間的間接熱交換實現。在再生過程中，藉由吸收劑溶液之蒸氣釋放且汽提維持於沸點下的待再生之富溶劑中含有之二氧化碳。含有汽提之CO2的蒸氣出現於再生塔之頂部，且穿過冷凝器系統，該冷凝器系統將由吸收劑溶液之傳出再生塔的蒸氣(具有氣態CO2)之冷凝產生的液相返回至再生塔。在再生塔之底部，汲取且再循環熱再生之吸收劑溶液(亦叫作貧溶劑溶液)。
在此例示性實施例中，HP再生塔154及LP再生塔155藉由為了CO2吸收/解吸而使溶劑溶液循環之流體互連系統 235與CO2吸收器231互連。流體互連系統包括貧冷卻器236、半貧冷卻器237、LP富溶液泵238、HP富溶液泵239、半貧/富熱交換器240、半貧溶液泵241、貧/富熱交換器242、貧溶液泵243及如所展示之各種管線及饋入。
將自富含CO2(或換言之，富含CO2之溶劑)之CO2吸收器排出的來自CO2吸收器231之溶劑溶液(諸如，胺溶液)提供至HP再生塔154及LP再生塔155，其中自溶液汽提CO2。分別經由排出管線244及245自HP再生塔154及LP再生塔155排出CO2，排出管線244及245組合以形成排出管線246。排出管線246饋入CO2冷卻劑，其中自CO2流移除殘餘水分。經由CO2產物排出管線248自氣體回收單元130排出CO2產物流。
如可在圖1中進一步看出，蒸汽鍋爐單元110經由高壓蒸汽管線126將高壓蒸汽提供至高壓渦輪機121。高壓蒸汽之壓力可處於約270巴與300巴之間且其溫度可處於約600℃與700℃之間。提供至高壓渦輪機121之高壓蒸汽之流量與總發電廠負載成比例。總發電廠負載為由發電廠100產生之總電力量。經由輔助高壓(HP)蒸汽管線126A將高壓蒸汽自高壓蒸汽管線126分接，且將高壓蒸汽饋入至輔助渦輪機124，輔助渦輪機124耦接至輔助發電機152以產生電。
壓力減小之蒸汽自輔助渦輪機124排出，且經由輔助蒸汽管線124a提供至氣體回收單元130。可在處於約5巴與約20巴之間的壓力下且在小於約300℃之溫度下提供壓力減小之蒸汽。
分別經由第一輔助蒸汽管線124a2及第二輔助蒸汽管線124a1將提供至氣體回收單元130的壓力減小之蒸汽提供至第一再沸器141及第二再沸器142。同時且以不同速率將壓力減小之蒸汽提供至兩個或兩個以上再生塔153中之每一者。以不同速率提供蒸汽可包括在不同壓力、溫度及/或流量體積下提供蒸汽。以不同速率將蒸汽提供至兩個或兩個以上再生塔153中之每一者可用以將不同量之能量提供至兩個或兩個以上再生塔153中之每一者以改良每一再生塔之可控性。藉由使用諸如(但不限於)閥、膨脹裝置、節流裝置及其任何組合之一或多個蒸汽控制裝置控制蒸汽之品質來以不同速率將蒸汽提供至兩個或兩個以上再生塔153。再生器153同步起作用，然而，CO2汽提速率及塔壓力不同，以使氣體擷取及回收系統130關於CO2擷取及能量而最佳化。第一輔助蒸汽管線124a2及第二輔助蒸汽管線124a1以將不同量之能量提供至第一再沸器141及第二再沸器142以改良每一再沸器之可控性的不同速率將蒸汽提供至第一再沸器141及第二再沸器142，其隨後分別改良HP再生塔154及LP再生塔155之可控性。藉由分別控制至第一再沸器141及第二再沸器142之蒸汽之速率來改良HP再生塔154及LP再生塔155之控制，最小限度地減少發電單元119之電力產生，或換言之，招致發電廠100之電力產生的最小損失。因此，獨立且靈活地提供熱負荷傳遞以維持系統之最佳性。在另一實施例中，經由兩個或兩個以上輔助蒸汽管線將減小壓力之蒸汽提供至兩個或兩個以上再沸器 140。
根據所提供之系統及方法，至輔助渦輪機124之蒸汽流量與由發電廠100產生之電力成比例。換言之，由發電廠100產生之更多電力導致更多蒸汽可用於提供至輔助渦輪機124且更多蒸汽可為酸氣回收單元130所用。此提供當發電廠負載改變時之粗略預期控制動作。
在另一實施例中，可計算至輔助渦輪機124之蒸汽對提供至HP渦輪機121之蒸汽的比率且將該比率維持為固定值。經計算之比率可對HP渦輪機之速度控制提供設定點以使歸因於對至輔助渦輪機之流量進行節流的壓力損失最小化。在另一實施例中，可使用低壓(LP)再生塔155之頂級塔溫度來設定第二再沸器142中之再沸器負荷。
自輔助渦輪機124至兩個或兩個以上再沸器140之蒸汽流量可用以控制CO2在HP再生塔154及LP再生塔155中之再生，此係因為自輔助渦輪機124至第一再沸器141及第二再沸器142之蒸汽之流量可用以控制HP再生塔154及LP再生塔155之溫度。
如圖1中所展示，將蒸汽分接之位置大體上展示於蒸汽管線上。然而，圖1及本發明中稍後的諸圖意欲包括分接至在提供所要蒸汽品質之蒸汽源的管線或組件位置處之蒸汽中。舉例而言，可將蒸汽自熱交換器、冷凝器、旁路、渦輪機結構或提供所要品質之蒸汽之其他蒸汽通過組件分接。
圖2說明根據本發明之另一實施例的發電廠200之示意性 簡化程序圖。發電廠200之主要組件與以上參看圖1之發電廠100所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，自/至輔助渦輪機124之蒸汽自HP渦輪機121與IP渦輪機122之間的IP蒸汽管線210分接，且經由輔助IP蒸汽管線210A提供至輔助渦輪機124。在一個實施例中，IP蒸汽管線210中之蒸汽處於約50巴與約60巴之間。在另一實施例中，IP蒸汽管線210中之蒸汽處於約58巴與約60巴之間。在另一實施例中，IP蒸汽管線210中之蒸汽處於約450℃與620℃之間。在另一實施例中，IP蒸汽管線中之蒸汽處於約480℃與520℃之間。在又一實施例中，IP蒸汽管線中之溫度為約500℃。
圖3說明根據本發明之另一實施例的發電廠300之示意性簡化程序圖。發電廠300之主要組件與以上參看圖1之發電廠100所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，自/至輔助渦輪機124之蒸汽自IP渦輪機122與LP渦輪機123之間的LP蒸汽管線310分接。
在一個實施例中，LP蒸汽管線310中之蒸汽處於約3巴與約7巴之間。在另一實施例中，LP蒸汽管線310中之蒸汽處於約4巴與約6巴之間。在另一實施例中，LP管線310中之蒸汽為約5巴。在另一實施例中，LP進料管線310中之蒸汽處於約300℃與400℃之間。在另一實施例中，LP蒸汽管線中之蒸汽處於約340℃與400℃之間。在又一實施例中，LP蒸汽管線中之溫度為約400℃。
圖4說明根據本發明之另一實施例的發電廠400之示意性 簡化程序圖。發電廠400之主要組件與以上參看圖1之發電廠100所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，自輔助鍋爐410向輔助渦輪機124提供蒸汽。由於提供了輔助鍋爐410，因此廢氣流與自蒸汽鍋爐單元110輸入至酸氣回收單元130之熱量解偶。在一個實施例中，當主鍋爐上之負載改變時，輔助鍋爐410上之負載改變。可改變輔助鍋爐410上之負載以維持由輔助鍋爐410及蒸汽鍋爐單元110產生的蒸汽之比率。在另一實施例中，藉由基於至蒸汽鍋爐單元110之燃料饋入之改變來改變至輔助鍋爐410之燃料饋入，從而改變輔助鍋爐410上之負載。
圖5說明根據本發明之另一實施例的發電廠500之示意性簡化程序圖。發電廠500之主要組件與以上參看圖1之發電廠100所展示及描述的組件相同。在此實施例中，次要蒸汽消耗裝置524為蒸汽混合器。蒸汽混合器524可為蒸汽飽和器。在另一實施例中，次要蒸汽消耗裝置524可為接收相同或各種蒸汽品質之一或多種蒸汽饋入物且產生所要蒸汽品質之所得蒸汽排出物的蒸汽裝置。蒸汽飽和器524接收相同或類似蒸汽品質之蒸汽饋入物，且組合各種蒸汽饋入物以產生所要蒸汽品質之蒸汽排出物。在一個實施例中，蒸汽排出物為飽和之蒸汽排出物。蒸汽饋入物可為蒸汽、飽和或過飽和蒸汽與水之任何組合。自蒸汽鍋爐單元110及自發電單元119中之各種蒸汽分接頭向蒸汽飽和器524提供蒸汽。
渦輪機單元110包括主要渦輪機迴路110a及次要渦輪機 迴路110b。主要渦輪機迴路110a經由主要進料管線111a接收水且經由高壓蒸汽管線126排出蒸汽。次要渦輪機迴路110b經由次要進料管線111b接收水且經由次要蒸汽管線516排出蒸汽。在一個實施例中，經由次要蒸汽管線516排出之蒸汽為高壓蒸汽。
蒸汽飽和器524自次要蒸汽管線516接收蒸汽。在一個實施例中，在約250巴至約320巴之間的壓力下且在約580℃與約700℃之間的溫度下將來自次要蒸汽管線516之蒸汽提供至蒸汽飽和器524。在另一實施例中，次要蒸汽管線516在約280巴至約300巴之間的壓力下且在約600℃與約670℃之間的溫度下將蒸汽提供至蒸汽飽和器524。
如可在圖5中看出，向蒸汽飽和器524進一步提供來自發電單元119之蒸汽，包括：經由輔助HP蒸汽管線126A自HP蒸汽管線126提供之HP蒸汽；經由輔助IP蒸汽管線210A自HP渦輪機121與IP渦輪機122之間的IP蒸汽進料管線210提供之IP蒸汽；經由輔助LP蒸汽管線310A自IP渦輪機122與LP渦輪機123之間的LP蒸汽管線310提供之LP蒸汽；及經由輔助排出蒸汽管線520A自排出來自LP渦輪機123之蒸汽的排出蒸汽管線520提供之排出蒸汽。
在一個實施例中，來自次要蒸汽管線516之蒸汽處於約500℃與約600℃之間。在另一實施例中，來自次要蒸汽管線516之蒸汽處於約510℃與約565℃之間。在另一實施例中，來自次要蒸汽管線516之蒸汽處於約150巴與約175巴之間。在另一實施例中，來自次要蒸汽管線516之蒸汽處 於約160巴與約165巴之間。
以產生經由輔助蒸汽管線124a至酸氣回收單元130之所要蒸汽流之方式提供蒸汽且將其組合至蒸汽飽和器524。在一個實施例中，可在約5巴與約20巴之間的壓力下且在小於約300℃之溫度下提供壓力減小之蒸汽。將壓力減小之蒸汽提供至第一再沸器141及第二再沸器142。在另一實施例中，將壓力減小之蒸汽提供至一或多個再沸器。取決於發電單元119之需求，可利用或關斷輔助蒸汽管線中之一或多者以及次要蒸汽管線516。
圖6說明根據本發明之另一實施例的發電廠600之示意性簡化程序圖。發電廠600之主要組件與以上參看圖3之發電廠300所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，流量控制裝置610替換輔助渦輪機124(圖3)作為次要蒸汽源150。將流量控制裝置610提供於輔助LP蒸汽管線310A上。流量控制裝置610可為節流閥。可選擇、控制及/或調整流量控制裝置610以調節提供至輔助渦輪機124之蒸汽量。在另一實施例中，流量控制裝置610可替換圖2之輔助渦輪機124，且提供於輔助IP蒸汽管線210A上。在又一實施例中，流量控制裝置610可替換圖1之輔助渦輪機124，且提供於輔助HP蒸汽管線126A上。
圖7說明根據本發明之另一實施例的發電廠700之示意性簡化程序圖。發電廠700之主要組件與以上參看圖1之發電廠100所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，至輔助渦輪機124之蒸汽管線為代替輔助HP蒸汽管線126A (圖1)之輔助組合式蒸汽管線726A。輔助蒸汽管線726A自輔助HP蒸汽管線126A、輔助IP蒸汽管線210A及輔助LP蒸汽管線310A接收蒸汽。
圖8說明根據本發明之另一實施例的發電廠800之示意性簡化程序圖。發電廠800之主要組件與以上參看圖2之發電廠200所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，輔助蒸汽管線124a僅將蒸汽提供至LP再生塔155，而不將蒸汽提供至HP再生塔154。實情為，經由輔助LP蒸汽管線310A將來自LP蒸汽管線310之蒸汽提供至第二輔助蒸汽渦輪機824。第二輔助蒸汽渦輪機824耦接至第二輔助發電機852以產生電852A。在另一實施例中，可使用一或多個第二輔助蒸汽渦輪機824。經由第二輔助蒸汽管線824A將蒸汽自第二輔助蒸汽渦輪機824排出，第二輔助蒸汽管線824A將蒸汽提供至HP再生塔154。在另一實施例中，經由輔助HP蒸汽管線126A將來自HP蒸汽管線126之蒸汽提供至輔助渦輪機124。在又一實施例中，將來自HP蒸汽管線126及輔助LP蒸汽管線210兩者之蒸汽提供至輔助渦輪機124。
圖9說明根據本發明之另一實施例的發電廠900之示意性簡化程序圖。發電廠900之主要組件與以上參看圖3之發電廠300所展示及描述的組件相同。然而，在此實施例中，輔助蒸汽管線124a僅將蒸汽提供至LP再生塔155，而不將蒸汽提供至HP再生塔154。實情為，經由輔助蒸汽旁路管線910A使來自輔助蒸汽管線124a之至少一些蒸汽旁通至第二輔助蒸汽渦輪機924。在另一實施例中，可使用一或多 個第二輔助蒸汽渦輪機924。第二輔助蒸汽渦輪機924耦接至第二輔助發電機952以產生電952A。經由第二輔助蒸汽管線924A將蒸汽自第二輔助蒸汽渦輪機924排出，第二輔助蒸汽管線924A將蒸汽提供至HP再生塔154。在另一實施例中，可將來自HP蒸汽管線126、IP蒸汽管線210及LP蒸汽管線310中之一者或任何組合的蒸汽提供至輔助渦輪機124。
雖然已參照各種例示性實施例描述了本發明，但熟習此項技術者應理解，在不脫離本發明之範疇之情況下，可進行各種改變，且可用等效物替代例示性實施例之元件。此外，在不脫離本發明之基本範疇的情況下，可進行許多修改以使特定情形或材料適合於本發明之教示。因此，預期本發明不限於揭示為經涵蓋以用於進行本發明之最佳模式之特定實施例，而是本發明將包括屬於隨附申請專利範圍之範疇的所有實施例。
100‧‧‧火力發電單元/發電廠/熱系統
110‧‧‧主要蒸汽源/蒸汽鍋爐單元
110a‧‧‧主要渦輪機迴路
110b‧‧‧次要渦輪機迴路
111a‧‧‧主要進料管線
111b‧‧‧次要進料管線
119‧‧‧發電單元
120‧‧‧主要蒸汽消耗裝置/蒸汽渦輪機
121‧‧‧高壓(HP)渦輪機
122‧‧‧中壓(IP)渦輪機
123‧‧‧低壓(LP)渦輪機
124‧‧‧次要蒸汽消耗裝置/輔助蒸汽渦輪機
124a‧‧‧輔助蒸汽管線
124a1‧‧‧第二輔助蒸汽管線
124a2‧‧‧第一輔助蒸汽管線
125‧‧‧發電機/發電單元
125A‧‧‧電
126‧‧‧高壓(HP)蒸汽管線
126A‧‧‧輔助高壓(HP)蒸汽管線
130‧‧‧氣體擷取及回收單元/酸氣回收單元
130a‧‧‧CO2吸收單元
130b‧‧‧CO2再生單元
140‧‧‧再沸器
141‧‧‧第一再沸器
142‧‧‧第二再沸器
150‧‧‧次要蒸汽源
152‧‧‧輔助發電機
152A‧‧‧電
153‧‧‧再生塔/再生器
154‧‧‧高壓(HP)再生塔
155‧‧‧低壓(LP)再生塔
200‧‧‧發電廠
210‧‧‧IP蒸汽管線/IP蒸汽進料管線
210A‧‧‧輔助IP蒸汽管線
231‧‧‧CO2吸收器(吸收器)
231a‧‧‧進料管線
231b‧‧‧排出管線
232‧‧‧流體沖洗循環
233‧‧‧流體沖洗泵
234‧‧‧流體沖洗冷卻器
235‧‧‧流體互連系統
236‧‧‧貧冷卻器
237‧‧‧半貧冷卻器
238‧‧‧LP富溶液泵
239‧‧‧HP富溶液泵
240‧‧‧半貧/富熱交換器
241‧‧‧半貧溶液泵
242‧‧‧貧/富熱交換器
243‧‧‧貧溶液泵
244‧‧‧排出管線
245‧‧‧排出管線
246‧‧‧排出管線
248‧‧‧CO2產物排出管線
300‧‧‧發電廠
310‧‧‧LP蒸汽管線/LP進料管線
310A‧‧‧輔助LP蒸汽管線
400‧‧‧發電廠
410‧‧‧輔助鍋爐
500‧‧‧發電廠
516‧‧‧次要蒸汽管線
520‧‧‧排出蒸汽管線
520A‧‧‧輔助排出蒸汽管線
524‧‧‧次要蒸汽消耗裝置/蒸汽混合器/蒸汽飽和器
600‧‧‧發電廠
610‧‧‧流量控制裝置
700‧‧‧發電廠
726A‧‧‧輔助組合式蒸汽管線
800‧‧‧發電廠
824‧‧‧第二輔助蒸汽渦輪機
824A‧‧‧第二輔助蒸汽管線
852‧‧‧第二輔助發電機
852A‧‧‧電
900‧‧‧發電廠
910A‧‧‧輔助蒸汽旁路管線
924‧‧‧第二輔助蒸汽渦輪機
924a‧‧‧第二輔助蒸汽管線
952‧‧‧第二輔助發電機
952A‧‧‧電
圖1說明根據本發明之實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖2說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖3說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖4說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖5說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡 化程序圖。
圖6說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖7說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖8說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
圖9說明根據本發明之另一實施例的發電廠之示意性簡化程序圖。
100‧‧‧火力發電單元/發電廠/熱系統
110‧‧‧主要蒸汽源/蒸汽鍋爐單元
119‧‧‧發電單元
120‧‧‧主要蒸汽消耗裝置/蒸汽渦輪機
121‧‧‧高壓(HP)渦輪機
122‧‧‧中壓(IP)渦輪機
123‧‧‧低壓(LP)渦輪機
124‧‧‧次要蒸汽消耗裝置/輔助蒸汽渦輪機
124a‧‧‧輔助蒸汽管線
124a1‧‧‧第二輔助蒸汽管線
124a2‧‧‧第一輔助蒸汽管線
125‧‧‧發電機/發電單元
125A‧‧‧電
126‧‧‧高壓(HP)蒸汽管線
126A‧‧‧輔助高壓(HP)蒸汽管線
130‧‧‧氣體擷取及回收單元/酸氣回收單元
130a‧‧‧CO2吸收單元
130b‧‧‧CO2再生單元
140‧‧‧再沸器
141‧‧‧第一再沸器
142‧‧‧第二再沸器
150‧‧‧次要蒸汽源
152‧‧‧輔助發電機
152A‧‧‧電
153‧‧‧再生塔/再生器
154‧‧‧高壓(HP)再生塔
155‧‧‧低壓(LP)再生塔
210‧‧‧IP蒸汽管線/IP蒸汽進料管線
231‧‧‧CO2吸收器(吸收器)
231a‧‧‧進料管線
231b‧‧‧排出管線
232‧‧‧流體沖洗循環
233‧‧‧流體沖洗泵
234‧‧‧流體沖洗冷卻器
235‧‧‧流體互連系統
236‧‧‧貧冷卻器
237‧‧‧半貧冷卻器
238‧‧‧LP富溶液泵
239‧‧‧HP富溶液泵
240‧‧‧半貧/富熱交換器
241‧‧‧半貧溶液泵
242‧‧‧貧/富熱交換器
243‧‧‧貧溶液泵
244‧‧‧排出管線
245‧‧‧排出管線
246‧‧‧排出管線
248‧‧‧CO2產物排出管線
310‧‧‧LP蒸汽管線/LP進料管線
520‧‧‧排出蒸汽管線

Claims (15)

  1. 一種發電廠，其包含：鍋爐單元，其產生蒸汽；發電單元，其包含自該鍋爐單元接收該蒸汽之至少一個發電渦輪機；氣體回收單元，其包含兩個或兩個以上的再生塔；及次要蒸汽源，其以不同速率將蒸汽提供至該兩個或兩個以上再生塔中之每一者。
  2. 如請求項1之發電廠，其中該氣體回收單元包含基於胺之洗滌單元。
  3. 如請求項1之發電廠，其中該次要蒸汽源包含輔助渦輪機、流量控制裝置或其組合。
  4. 如請求項1之發電廠，其中該發電單元包含高壓渦輪機、中壓渦輪機、低壓渦輪機或其任何組合，且其中蒸汽係自至該高壓渦輪機之高壓蒸汽饋入、至該中壓渦輪機之中壓蒸汽饋入、至該低壓渦輪機之低壓蒸汽饋入及其任何組合中之任一者提供至該次要蒸汽源。
  5. 如請求項1之發電廠，其中該次要蒸汽源包含蒸汽飽和器，且其中該蒸汽飽和器自高壓進料管線、中壓進料管線、低壓進料管線、來自該鍋爐單元之次要進料管線及其任何組合中之任一者接收蒸汽。
  6. 如請求項1之發電廠，其中該次要蒸汽源包含輔助鍋爐及輔助渦輪機；或包含輔助渦輪機及第二輔助渦輪機。
  7. 如請求項6之發電廠，其中該第二輔助渦輪機自該輔助 渦輪機之蒸汽排出口接收蒸汽。
  8. 一種將蒸汽提供至氣體回收單元之方法，其包含：將蒸汽自鍋爐單元或發電單元提供至次要蒸汽源；自該次要蒸汽源排出蒸汽；及以不同速率將自該次要蒸汽源排出之蒸汽提供至氣體回收單元之兩個或兩個以上的再生塔。
  9. 如請求項8之方法，其中蒸汽係自鍋爐單元或發電單元提供至該次要蒸汽源。
  10. 如請求項8之方法，其中該次要蒸汽源包含至少一個輔助渦輪機、蒸汽飽和器或其組合。
  11. 如請求項8之方法，其進一步包含：將蒸汽提供至發電單元以產生電。
  12. 如請求項8之方法，其中該氣體回收單元將酸氣與氣體流分離。
  13. 如請求項8之方法，其中該氣體回收單元為CO2回收單元。
  14. 如請求項8之方法，其中該氣體回收單元包含兩個或兩個以上的再沸器。
  15. 如請求項8之方法，其中提供至該氣體回收單元之蒸汽流量係回應於由該發電單元產生之電力之改變而變化。
TW101111584A 2011-03-31 2012-03-30 供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法 TW201307669A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161469919P 2011-03-31 2011-03-31
US13/432,350 US20120247104A1 (en) 2011-03-31 2012-03-28 System and method for controlling waste heat for co2 capture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201307669A true TW201307669A (zh) 2013-02-16

Family

ID=46932351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101111584A TW201307669A (zh) 2011-03-31 2012-03-30 供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2691611A2 (zh)
JP (1) JP2014515074A (zh)
CN (1) CN103534444A (zh)
AU (1) AU2012236370A1 (zh)
CA (1) CA2831818A1 (zh)
TW (1) TW201307669A (zh)
WO (1) WO2012135574A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4322C1 (ro) * 2011-05-17 2015-07-31 Иван ГОНЧАРЮК Instalaţie şi procedeu de transformare a energiei aburului în energie electrică
TWI648506B (zh) * 2014-05-08 2019-01-21 瑞士商通用電器技術有限公司 具有熱整合的燃煤氧工廠

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105582794A (zh) * 2016-01-19 2016-05-18 河北工程大学 太阳能地热能co2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝***
US10690010B2 (en) * 2018-03-16 2020-06-23 Uop Llc Steam reboiler with turbine
CN112452109B (zh) * 2020-12-31 2021-08-27 双盾环境科技有限公司 一种提高脱硫吸收剂解吸so2效率的工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2600328A (en) * 1948-06-07 1952-06-10 Fluor Corp Separation of acidic constituents from gases
NO321817B1 (no) * 2003-11-06 2006-07-10 Sargas As Renseanlegg for varmekraftverk
US20100005966A1 (en) * 2006-07-17 2010-01-14 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organsation Co2 capture using solar thermal energy
ATE553832T1 (de) * 2007-01-25 2012-05-15 Shell Int Research Verfahren zur verringerung der kohlendioxidemission in einem kraftwerk
JP2008307520A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｃｏ２又はｈ２ｓ除去システム、ｃｏ２又はｈ２ｓ除去方法
US20090151318A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-18 Alstom Technology Ltd System and method for regenerating an absorbent solution
EP2105190A1 (de) * 2008-03-27 2009-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Abgas einer fossilbefeuerten Kraftwerksanlage
JP5558036B2 (ja) * 2008-09-04 2014-07-23 株式会社東芝 二酸化炭素回収型汽力発電システム
DE102009032537A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-13 Hitachi Power Europe Gmbh Kohlekraftwerk mit zugeordneter CO2-Wäsche und Wärmerückgewinnung
JP5484811B2 (ja) * 2009-07-17 2014-05-07 三菱重工業株式会社 二酸化炭素の回収システム及び方法
JP2011047364A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Toshiba Corp 蒸気タービン発電設備およびその運転方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4322C1 (ro) * 2011-05-17 2015-07-31 Иван ГОНЧАРЮК Instalaţie şi procedeu de transformare a energiei aburului în energie electrică
TWI648506B (zh) * 2014-05-08 2019-01-21 瑞士商通用電器技術有限公司 具有熱整合的燃煤氧工廠

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014515074A (ja) 2014-06-26
CA2831818A1 (en) 2012-10-04
WO2012135574A3 (en) 2013-08-15
WO2012135574A2 (en) 2012-10-04
AU2012236370A1 (en) 2013-10-10
CN103534444A (zh) 2014-01-22
EP2691611A2 (en) 2014-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2491163C (en) Improved split flow process and apparatus
EP2200731B1 (en) Improved method for regeneration of absorbent
RU2508158C2 (ru) Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки
KR101474929B1 (ko) 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물
JP5875245B2 (ja) Ｃｏ２回収システム及びｃｏ２ガス含有水分の回収方法
US8806870B2 (en) Carbon-dioxide-recovery-type thermal power generation system and method of operating the same
US20120247104A1 (en) System and method for controlling waste heat for co2 capture
AU2016318755B2 (en) Method and plant for CO2 capture
KR20110110244A (ko) 화석 연료 발전 설비의 배기 가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 방법 및 장치
NO344753B1 (no) System og fremgangsmåte til gjenvinning av CO2
WO2014129254A1 (ja) Ｃｏ2及びｈ2ｓを含むガスの回収システム及び方法
TW201307669A (zh) 供二氧化碳擷取之控制廢熱的系統及方法
KR20120110122A (ko) 포집 매질의 재생방법
WO2012070304A1 (ja) Ｃｏ2及びｈ2ｓを含むガスの回収システム及び方法
US20130199151A1 (en) Steam Generator for Combined Cycle Gas Turbine Plant
WO2014129391A1 (ja) Ｃｏ２回収システム及びｃｏ２回収方法
KR101749287B1 (ko) 공급수 저장 및 재순환 시스템 및 방법
JP5584040B2 (ja) 二酸化炭素回収型蒸気タービンシステムおよびその運転方法
AU2006200510A1 (en) Carbon Dioxide Recovery and Power Generation
Andersson et al. Temperature dependence of heat integration possibilities of an MEA scrubber plant at a refinery
KR20140088860A (ko) 연도 가스로부터 이산화탄소를 제거하는 방법 및 시스템
US20240050890A1 (en) Method for capturing a molecule of interest and associated capture system
TW201247995A (en) System and method for controlling waste heat for CO2 capture