[发明专利]制备合成气的方法和设备

说明书

发明背景

本发明通常涉及气化设备，更具体地讲，涉及通过去除酸性气体 优化用气化系统制备合成气的方法和设备。

至少一些已知的气化设备包括气化系统，气化系统与至少一个动 力产生涡轮机系统整合，从而形成整合气化组合循环(IGCC)发电设 备。例如，已知的气化系统使燃料、空气或氧气、蒸汽和/或CO₂转化 成合成气体或“合成气”。将合成气引导到燃气涡轮发动机的燃烧器， 燃烧器为发电机提供动力，发电机将电力提供到电力网络。来自至少 一些已知燃气涡轮发动机的排气提供到热回收蒸汽发生器(HRSG)，热 回收蒸汽发生器产生用于驱动蒸汽涡轮机的蒸汽。蒸汽涡轮机产生的 动力也驱动发电机，发电机将电力提供到电力网络。

与IGCC设备有关的至少一些已知的气化系统最初产生“粗”合 成气燃料，粗合成气燃料包含一氧化碳(CO)、氢气(H₂)、二氧化碳 (CO₂)、硫化羰(COS)和硫化氢(H₂S)。一般将CO₂、COS和H₂S称为 酸性气体。一般从粗合成气燃料去除酸性气体，以产生用于在燃气涡 轮发动机内燃烧的“清洁”合成气燃料。去除此类酸性气体用酸性气 体去除子系统进行，所述子系统一般包括至少一个主吸收器，以去除 大部分H₂S和COS。此类酸性气体去除子系统一般也包括至少一个辅 助吸收器，辅助吸收器将来自相关流体流的预定组分“洗涤”到预定 值。很多已知的吸收器位于酸性气体去除子系统导管和允许经洗涤的 气流释放到环境的导管之间。这些辅助吸收器一般只在预定操作活动 期间运行，例如设备启动和部件故障相关的瞬时过程。一般数量的所 用吸收器增加相关管道的数量和长度和提供、安装和操作的吸收器容 器的数量，因此增加IGCC设备的总成本，并且获得很小的附加成本 有效负荷。另外，大多数已知的辅助吸收器不利于减小相关气流内 H₂S和COS的浓度。

发明概述

在一个方面，本发明提供一种装配酸性气体组分减少系统的方 法。所述方法包括使至少一个酸去除系统与至少一个第一合成气(合成 气体)流流通偶合，所述第一合成气流具有至少一种具有第一酸性气体 组分浓度的酸性气体组分。所述方法还包括使至少一个整合吸收器与 至少一个酸去除系统流通偶合。所述方法进一步包括构造至少一个整 合吸收器，使得至少一个整合吸收器的基本连续运行有利于产生具有 第二酸性气体组分浓度的第二合成气流，所述第二酸性气体组分浓度 小于第一酸性气体组分浓度。

在另一个方面，本发明提供一种减硫系统。所述系统包括至少一 个整合吸收器。所述至少一个整合吸收器构造成基本连续运行。所述 系统还包括与至少一个整合吸收器和至少一个酸去除系统流通偶合 的至少一个导管。所述至少一个整合吸收器、至少一个酸去除系统和 至少一个导管构造成有利于减小至少一个流体流内硫的浓度。

在另一个方面，本发明提供一种整合气化组合循环(IGCC)发电设 备。所述设备包括构造成产生含酸性气体的粗气流的至少一个气化系 统。所述设备还包括构造成从粗气流去除至少一部分酸性气体的至少 一个酸性气体去除子系统。所述设备还包括与至少一个酸性气体去除 子系统流通偶合的至少一个减硫子系统。所述减硫子系统包括至少一 个整合吸收器。所述至少一个整合吸收器构造成基本连续运行。减硫 子系统还包括与至少一个整合吸收器和至少一个酸性气体去除系统 流通偶合的至少一个导管。所述至少一个整合吸收器、至少一个酸性 气体去除子系统和至少一个导管构造成有利于减小至少一个流体流 内硫的浓度。

附图简述

图1为示例性整合气化组合循环(IGCC)发电设备的示意图；

图2为图1所示IGCC发电设备能够使用的示例性酸性气体去除 子系统和硫去除子系统的示意图；并且

图3为图1所示IGCC发电设备能够使用的供选酸性气体去除子 系统和硫去除子系统的示意图。

发明详述