[发明专利]制氢系统和方法

说明书

制氢方法和设备，其使用来自燃气涡轮的燃气涡轮排气和来自强制通风扇的作为蒸汽重整炉中燃烧氧化剂的燃烧空气的组合流。包括提供通风空气的阀门组件，当燃气涡轮意外关闭时，快速地向重整器炉中提供其它燃烧空气。

背景

通常需要燃气涡轮以产生电能用于新的工业装置，或扩展现有的工业操作装置。现场产生的电能可用于补充或用于替代来自局域运行电网的电力。

已知联合制氢设备联产电和有时还产生蒸汽。例如，Air Products在PortArthur，Texas运行联合氢/联产装置，如描述于Robert Peltier的论文，“Port Arthur IIIntegrated Hydrogen/Cogeneration Facility，Port Arthur，Texas”，在POWERMagazine，2007年9月15日，可在线获取，http://www.powermag.com/Port-Arthur-II-Integrated-hydrogencogeneration-facility-Port-Arthur-Texas/。在该设备中，燃气涡轮排气分开，一部分进入热量回收蒸汽发生器作为燃烧氧化剂，其中产生蒸汽，和第二部分进入蒸汽甲烷重整器如燃烧氧化剂。

在较早的出版物中，Terrible等人公开了燃气涡轮与蒸汽甲烷重整器的组合，在论文“Consider using hydrogen plants to cogenerate power needs”，HydrocarbonProcessing，1999年12月。在该文中，公开了一种实施方案，其中来自燃气涡轮的废气进入重整器的辐射区。该文指出，在538℃下，燃气涡轮排气仍包含13%的氧并用作重整器的燃烧空气，且因为该流是热的，重整器的燃料消耗减少。

工业需要有效率的系统和方法用于制氢并联产电能。

工业需要利用来自燃气涡轮排气的热量用于改进的能量效率。

工业需要与燃气涡轮联合的制氢系统和方法的可靠操作，特别是当燃气涡轮意外停机时。

概要

本发明涉及生产含H₂产物的设备和方法。本发明的若干方面概述如下。在下文中，本发明的具体方面概述如下。在括号中设定的附图标记和表达是指在以下进一步参考附图解释的示例实施方案。然而，附图标记和表达仅为说明性的且不将所述方面限制为示例实施方案的任何特定组分或特征。所述方面可如权利要求阐明，其中在括号中设定的附图标记和表达酌情被省略或被其它替代。

方面1. 生产含H₂产物的设备，所述设备包含：

燃气涡轮(10)，其具有从燃气涡轮(10)取出排气流(12)的出口；

强制通风扇(20)，其具有排出氧化剂流(21)的出口；

阀门组件(25)，其用于提供通风空气流(27)；和

重整器炉(30)，其操作连接到燃气涡轮(10)、强制通风扇(20)和阀门组件(25)，和操作布置用于接收来自燃气涡轮(10)的排气流(12)的至少一部分(19)、来自强制通风扇(20)的氧化剂流(21)的至少一部分和来自阀门组件(25)的通风空气流(27)。

方面2. 方面1的设备，其进一步包含：

第二强制通风扇(60)，其具有用于排出第二氧化剂流(61)的出口；

第二阀门组件(65)，其用于提供第二通风空气流(67)；和

第二重整器炉(70)，其操作连接于燃气涡轮(10)、第二强制通风扇(60)和第二阀门组件(65)，和操作布置用于接收来自燃气涡轮(10)的排气流(12)的第二部分(59)、来自第二强制通风扇(60)的第二氧化剂流(61)的至少一部分和来自第二阀门组件(65)的第二通风空气流(67)。