[发明专利]具有封闭的循环骤冷的部分氧化反应

权利要求书

1.使用部分氧化(POX)系统和电力生产系统(PPS)的组合生产电力的方法，所述方法包括：

在足以部分氧化燃料并且形成包含燃料气体的POX流的条件下，在POX反应器中合并固体或液体燃料和氧；

在足以在约400℃或更低的温度下形成骤冷的POX流并且固化至少一部分存在于POX流中的任何熔融的固体的条件下，通过与骤冷流体合并，骤冷POX流；

处理所述骤冷的POX流，从而除去至少一部分其中存在的任何固体；

将所述骤冷的POX流引向POX换热器，并且通过依靠冷却流将骤冷的POX流冷却至约100℃或更低的温度，从所述骤冷的POX流取出一定量的热量，和形成POX燃料气体流；

使所述POX燃料气体流通过分离器容器，并且分离至少一部分存在于POX燃料气体流中的任何水；

将所述POX燃料气体流压缩至约12MPa或更大的压力；

在至少约10MPa的压力和至少约800℃的温度下，在PPS燃烧器中燃烧POX燃料气体，从而形成燃烧产物流；和

横过PPS涡轮机膨胀所述燃烧产物流，从而产生电力和形成膨胀的PPS燃烧产物流。

2.权利要求1的方法，其中所述固体或液体燃料为碳质燃料。

3.权利要求2的方法，其中在所述POX反应器中合并的所述燃料为粉末状固体燃料的夹带流。

4.权利要求2的方法，其中所述碳质燃料为煤。

5.权利要求4的方法，其中所述煤用水或CO₂浆化。

6.权利要求4的方法，其中所述骤冷的POX流包含灰分、熔渣或它们的组合，并且其中所述除去固体的步骤包括使所述骤冷的POX流通过水洗涤器装置。

7.权利要求4的方法，其中所述除去固体的步骤包括过滤所述骤冷的POX流，从而降低灰尘载荷至约4mg或更低/立方米在所述骤冷的POX流中的燃料气体。

8.权利要求1的方法，其中所述POX反应器在POX温度下操作，并且其中所述POX温度与所述骤冷的POX流的温度的比率为约3.25或更大。

9.权利要求8的方法，其中所述POX温度为约1300℃-约1600℃。

10.权利要求1的方法，其中所述POX反应器在约2MPa或更大的压力下操作。

11.权利要求1的方法，其中骤冷包括使所述POX流与以下物质混合：离开所述换热器的经冷却的POX燃料气体流的再循环部分；从所述经冷却的POX燃料气体流分离的一部分水；来自PPS的一部分CO₂再循环流；或它们的组合。

12.权利要求1的方法，其中在所述换热器中的冷却流包含从PPS取出并且返回至PPS的高压再循环流体流。

13.权利要求12的方法，其中所述高压再循环流体流为再循环CO₂流体流。

14.权利要求13的方法，其中所述再循环CO₂流体流包含在PPS燃烧器中在燃烧POX燃料气体时形成的CO₂。

15.权利要求1的方法，其中所述POX反应器包括内部传热元件。

16.权利要求15的方法，其中所述内部传热元件适于在约250℃或更大的温度下将辐射热转移至从PPS的元件取出的一部分高压再循环流。

17.权利要求16的方法，其中所述内部传热元件适于将所述高压再循环流返回至PPS的元件。

18.权利要求1的方法，其中所述涡轮机的入口压力为约10MPa或更大。

19.权利要求18的方法，其中所述涡轮机具有限定为涡轮机入口与涡轮机出口的比率的出口压力，所述比率为约12或更低。

20.权利要求1的方法，其中所述用于POX反应器的氧的纯度为约90％摩尔或更大。

21.权利要求20的方法，其中所述用于POX反应器的氧的纯度为约95％摩尔或更大。